摘要：从微观孔结构角度探究以偏铝酸钠(SA)速凝剂、聚羧酸减水剂(Sp)、高吸水性树脂(SAP)保水剂为组分的外加剂体系对硬化水泥浆体强度及水化特征的影响机理,揭示其宏观性能与微观结构间的本质关联.结果表明:SA的溶解-沉淀、Sp的分散效应以及SAP的"水库"作用分别提高了水泥的早期水化速率、后期水化面积与水化程度;水泥水化加速期内最大放热峰峰值显著提高;28d龄期时改性水泥浆体抗压强度较7d时增长78%,多外加剂的协调效应改善了因单掺速凝剂所导致的水泥基注浆材料后期力学性能发展缓慢的缺陷;复合掺用SA,Sp及适量SAP可显著降低水泥浆体孔径尺寸,使其孔径分布趋于细化;SAP存在阈值掺量,其释水后大尺寸空孔的堆积导致水泥浆体孔结构及力学性能劣化;28d龄期时各体系平均孔径差异与强度试验结果一致,孔径分布规律可有效反映硬化水泥浆体力学性能的变化特征.

摘要：为了制备高速铁路岩溶地基加固工程及高性能水泥基材料,研制一种改性高聚物即水泥基(HPC)注浆材料,对其与常规水泥浆液(Blank)、水泥-水玻璃(C-S)的力学性能及体积稳定性等进行室内试验对比分析;运用压汞测试技术(MIP)探究其硬化后浆体微观组构与宏观力学性能间的本质关联性。研究结果表明:在28 d龄期下,Blank,C-S和HPC试件单轴抗压强度与龄期为7 d的相比分别增大77%,20%和78%,体积损失率分别为18.3%,4.9%和1.2%;聚合物体系的协调效应减小了传统水泥基注浆材料体积失稳及因单掺速凝剂导致后期强度发展缓慢的缺陷;复合掺用多高聚物显著降低了硬化水泥浆体内部孔隙直径即孔径,使孔径分布趋于细化;在28 d龄期下,不同体系的HPC浆体抗压强度与材料内部孔隙率、阈值孔径均呈指数关系,与平均孔径呈线性负相关,揭示其孔隙结构分布特征可有效反映HPC浆体力学性能的变化规律,降低孔径有利于提升其力学性能。

摘要：为制备满足复杂地层加固工程需求的高性能水泥基注浆材料,探究以偏铝酸钠(SA)、聚羧酸(Sp)及高吸水性树脂(SAP)为组分的聚合物体系及其掺量对新拌水泥浆体流变特性与泌水率的影响,并采用水化放热监测与倒置荧光显微技术,对不同体系下水泥浆体早期水化进程及微米级颗粒的悬浮分散形态进行分析.结果表明:新拌水泥浆液流动性和泌水率与SA、SAP掺量呈负相关,随Sp掺量增加而提高. Sp及SAP延缓了水泥早期水化进程,改性样延迟近1 h进入水化诱导期,诱导期内水化放热速率显著降低.在不同掺量SA的促凝效应、Sp的分散效应以及SAP的"水库"作用下,新拌水泥浆液表现为初始及经时流动度大于200 mm的高流态期可分别被控制在10、20、30 min内且析水率小于5%(稳定性浆液),接近临界期时流动度陡降、流变参数突增并迅速凝结的流变特性.结合微观结构观测结果,建立了新拌水泥浆体流变演化模型,揭示多聚合物协调效应下水泥浆体呈现分散-储水-流变-水化的早期流变机制.