shrinkage 哈尔滨道里灌浆料_产业化公司(3)

≥15 96

72

48

24 14

10

7

7

2.2.2 UEA/硅灰石粉对水泥基灌浆料性能的影响

1.UEA 对灌浆料性能的影响

UEA 类膨胀剂是目前用量最多的膨胀剂品种之一，在水泥早期水化阶段与Ca（OH）2反应生成大量钙矾石晶体从而引起水泥石的膨胀。本研究以UEA 膨胀剂等质量取代水泥，掺量分别为10%、12%、14%；灌浆料中胶凝材料与石英砂的质量比为1∶1.1~1.2；FOXTM-8H 掺量为胶凝材料质量的0.3%；其他助剂按胶凝材料质量的0.01%~0.03%外掺法加入；用水量为灌浆料质量的15%。参照JC/T 986—2005《水泥基灌浆材料》对灌浆料的流动度、强度和竖向膨胀率等指标进行了测试。

图2.1 UEA掺量与灌浆料流动度关系线

图2.1 为不同UEA 掺量情况下灌浆料的流动度曲线，除14%UEA 掺量的灌浆料以外其余各试样流动度均达到JC/T 986—2005 要求。另外，随UEA 掺量的增加，灌浆料的初始流动度和30 min 流动度保留值均呈下降趋势，并且流动度损失增大。这一现象可能是由于UEA 消耗了水泥水化产物Ca（OH）2，加速了水泥水化反应，引起浆体的黏度增加所至，这种影响随UEA掺量的增加而愈发显著。

图2.2 灌浆料膨胀性能曲线

图2.2 为各试样7 d 竖向膨胀率变化情况，UEA 掺量在10%~14%之间均可获得较满意的膨胀值，5 d 达到最大值，之后各试样均出现了不同程度的收缩现象。尽管按照JC/T 986—2005 进行的竖向膨胀率试验，整个过程均保持试样表面润湿，避免了试样的干缩，但是试样的水胶比很低（0.31~0.33），在聚羧酸减水剂的作用下产生的高流动性使试样较容易密实，外部水分较难渗入到试样内部，而毛细管内水分对内部水化用水的补充导致微管压力增加，产生了自收缩，因此自收缩有可能是造成5 d之后竖向膨胀率下降的主要原因。灌浆料强度试验往往与实际应用条件不一致，脱模后的试样在膨胀剂的作用下自由膨胀，如果水化产物不能及时的填充体积膨胀所形成的孔隙，则会导致强度下降，这种现象在膨胀迅速发展的阶段更加明显，当体积稳定后，随水化的进行，后生成的水化产物将使结构趋于密实，强度降低的幅度小于早期膨胀阶段。

图2.3 不同UEA掺量灌浆料各龄期抗折强度

图2.4 不同UEA掺量灌浆料各龄期抗压强度

如图2.3、2.4 所示，掺UEA 试样各龄期的抗折、抗压强度均小于无UEA 试样，并随UEA 掺量的增加强度减小。与无UEA 试样相比，掺UEA 试样早期强度的下降更加明显。然而，灌浆料在使用时发生的体积膨胀往往会受到各种形式的约束，如配筋约束、狭小空间约束、螺栓约束等，膨胀的结果会使内部结构更加密实，强度不但不会降低甚至有较明显增长。另外，各样品的早期强度较低，尤其是1 d 强度，远低于标准中20 MPa 的要求，可能是聚羧酸减水剂的“空间位阻”效应抑制了水化产物的凝聚以及R-COO-对Ca2+ 离子的络合作用，降低了溶液中的Ca2+ 离子浓度，延缓Ca（OH）2形成结晶，减少C-H-S 凝胶的形成，延缓了水泥的水化，从而导致早期强度发展缓慢。

2. 双掺硅灰石、UEA 灌浆料的性能

天然硅灰石粉体具有针、棒状形貌，在水泥基材料中掺加硅灰石粉，可提高材料的抗折强度。在灌浆料使用的某些场合要求其具有较高的抗折强度（如轨道灌浆），为此以8%等质量取代水泥，与UEA 一起进行双掺试验。掺加8%硅灰石粉试样的各龄期抗折、抗压强度均比未掺的试样高；双掺试样中，硅灰石的早期增强效果更加明显，有可能是在膨胀快速发展的早期，纤维状的硅灰石粉体在试样中的三维乱向分布对自由膨胀产生约束，提高了试样的强度。shrinkage由试验结果可知掺硅灰石的试样1~5 d 竖向膨胀率明显低于未掺硅灰石试样，硅灰石纤维起到了抵制膨胀的作用；与未掺硅灰石试样不同，6 d 和7 d 掺硅灰石试样竖向膨胀率并未下降，体积保持相对稳定，硅灰石粉体的三维乱向分布对试样的自收缩同样也有一定的约束作用。掺硅灰石粉的试样初始流动度、30min 流动度保留值均低于未掺试样，究其原因：一是与水泥相比，本试验所选硅灰石密度低、粒径小，等质量取代水泥后，体系的比表面积增加，需水量增加，浆体黏度增加，再则由于硅灰石的针、棒状颗粒形态使浆体内阻增加，最终导致灌浆料的流动度下降。

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