摘要
水泥基灌浆料因其流动性能好、强度高等特点，常被用作修补材料填充混凝土结构的缝隙中以达到修补加固的目的，同时也被用作套筒灌浆材料应用在装配式建筑领域中。但随着工程技术的不断升级，建筑工程对水泥基灌浆料的要求越来越严苛，传统的硅酸盐水泥基灌浆料因凝结时间较长、早期强度较低的特点限制其在机场跑道、高速公路、严寒地区装配式建筑等特殊场景下的应用。因此，寻求凝结时间可控、快硬早强的胶凝材料制备新型水泥基灌浆料成为建筑工程发展的必然要求。 磷酸镁水泥（MPC）具有凝结硬化快、小时强度高、粘结性能优异等特点，利用MPC制备灌浆料可以满足修补工程早期强度的要求，扩宽水泥基灌浆料的应用范围。本文系统研究了镁磷比（M/P）、水胶比（W/C）和砂胶比（S/C）对MPC灌浆料基本性能的影响并确定了基准配比。在此基础上，通过单掺超细粉煤灰（UFA）、单掺硅灰（SF）和复掺超细粉煤灰和硅灰的方式对MPC灌浆料进行改性，成功制备出流动性能好、早期强度高、粘结性能优异的MPC灌浆料。本文对MPC灌浆料的物理力学性能、耐水性能、体积稳定性和护筋性能进行了测试，并借助XRD、SEM等微观测试手段分析了UFA和SF对MPC灌浆料性能影响的机理。最后，将MPC灌浆料与灌浆套筒结合制备MPC套筒灌浆料，并对其进行对中单向拉伸试验，验证MPC灌浆料与钢筋套筒的适配程度。 研究结果表明，MPC灌浆料的基准配比为M/P=3、W/C=0.16、S/C=0.8。在此配比的基础上，掺入UFA和SF有效提升了灌浆料的流动性能和体积稳定性且复掺时的效果较单掺好。当掺入15%UFA和5%SF时，MPC灌浆料3h抗压强度达到31MPa，28d抗压强度达到66MPa，56d收缩仅为1.9×10-4；当掺入10%UFA和10%SF时，MPC灌浆料3h抗压强度达到30MPa，28d抗压强度达到65MPa，56d收缩仅为1.8×10-4。由此得出制备MPC灌浆料适宜掺量为15%UFA和5%SF或10%UFA和10%SF。同时，测试了MPC灌浆料与钢板的粘结强度、耐水性能和护筋性能，为MPC灌浆料在工程中的应用提供了基础数据。最后，对灌浆料钢筋套筒连接试件进行对中单向拉伸试验，结果显示试验组试件的破坏形式均为钢筋断裂破坏，表明MPC灌浆料与钢筋的粘结十分牢固，与钢筋套筒的适配程度较好。
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