对比分析了三种不同聚羧酸减水剂对C55钢管自密实混凝土工作性的影响,并将优选出的聚羧酸减水剂与三种保坍剂进行了复配,研究了该复合型外加剂对泵送顶升自密实混凝土施工性能的影响。结果表明:相比PCA-Ⅳ、PCA-Ⅷ,PCA-Ⅰ型聚羧酸减水剂在混凝土低含气量下的工作性最佳;当PCA-Ⅰ与三种不同保坍剂母液复配,且PCA3A∶PCA3B∶PCA3C的质量比为3∶3∶4时,可以实现泵送顶升自密实混凝土4 h以上的平稳施工性能。

依托海太过江通道工程,研究了盾构砂对减水剂吸附行为、水泥砂浆流变性能的影响。结果表明:盾构砂的掺入降低了水泥砂浆的流变性能;与轻度交联的PCE-1相比,盾构砂中粒径≤75μm的细粉颗粒对常规型聚羧酸减水剂(PCE-0)的吸附作用更强;PCE-1具有较好的黏土耐受性和水泥分散能力,对水泥砂浆流动性的改善效果比PCE-0好;掺盾构砂砂浆体系较好地符合Herschel-Bulkley模型,在相同流动性条件下,盾构砂的掺入使减水剂需求量增加,且随着盾构砂掺量的增加,减水剂用量增大,表观黏度及残余黏度均增大,剪切增稠行为更显著。

通过人工搭配多种级配参数的砂,分别采用混凝土含气量仪与气泡参数分析系统,研究了砂级配对混凝土气泡参数的影响规律。结果表明,砂的级配参数与混凝土含气量、气泡稳定性、气泡孔径分布及气泡间距系数等气泡参数存在确定的影响规律,依据此规律可通过砂级配调整有效地改善混凝土气泡参数。

以工程常见几类典型水洗劣质砂为研究对象,分别探讨了干涸河床水洗砂、骆马湖砂(含蒙脱土泥质)、页岩及片麻岩水洗机制砂对混凝土的工作性能及力学性能的影响。结果表明,含泥量最低的骆马湖砂对减水剂的需求量最高,混凝土拌合物的流动性损失最大;水洗河砂少量的含泥量对混凝土的泌水及力学性能影响较小;两类水洗机制砂所配制的混凝土泌水率明显高于河砂,且含气量较低;片麻岩机制砂混凝土的抗压强度最低,随着混凝土强度等级的提升其泌水现象有所减轻,但是抗压强度与河砂的差距愈加显著。

从外加剂、脱模材料及配合比等方面分析了各因素对聚羧酸混凝土表观气泡的影响规律及改性方法。研究结果表明,聚羧酸减水剂种类及含气量控制方式对混凝土外观质量影响较大;水溶性脱模剂对聚羧酸混凝土外观的改善效果优于油类脱模剂;在脱模剂中掺入一定量的缓凝剂对混凝土外观质量有一定的改善作用;降低用水量或提高胶材用量能有效提高混凝土的外观质量。

从需水量比、细度、烧失量、颗粒形貌及吸附性能等方面分析了粉煤灰对水泥基材料流动性能的影响规律。结果表明,粉煤灰需水量比与水泥净浆流动性能相关性较差,目前采用需水量比来评价其在水泥基材料中流动性能的方法可靠性较低;粉煤灰颗粒形貌对其水泥净浆流动性能影响显著,当疏松多孔、层状结构颗粒较多时,其对减水剂吸附量较高且对水泥净浆流动性能降低明显;在分析初始流动度、减水剂种类等实验参数对水泥基材料流动性能影响的基础上,提出了粉煤灰性能检测的有效方法。

通过总有机碳吸附试验,初步探究影响砂浆流动性的原因,再结合荧光、XRD和SEM,对具代表性的骆马湖砂黏土矿物成分进行分析,并研究其改善措施及开发抗泥剂。结果表明,聚羧酸减水剂主要被骆马湖砂黏土矿物中蒙脱土大量吸附,这类型砂会严重降低聚羧酸减水剂的塑化性能;提高水胶比和减水剂掺量均能明显增加砂浆的流动性;开发出的两款抗泥剂KNJ-1和KNJ-2均能增大砂浆流动性,降低砂浆的流动度经时损失,可全过程发挥作用;同时,KNJ-1+KNJ-2具有良好的协同效果,"隔离与阻止"共同作用下好于单独使用的效果。

使用不饱和醇经过阴离子开环聚合加成环氧乙烷(EO)制得分子量较高的聚醚大单体,并进一步合成出超长侧链型梳形聚羧酸减水剂。考察了该减水剂对水泥浆体分散和早期水化的影响,结果发现,相比传统酯化法制得的超长侧链型梳形聚羧酸减水剂,合成的超长侧链型聚羧酸减水剂具有更好的分散和分散保持性能,且早强性能不降低,合成过程更简单、更环保。

通过对水泥水化历程的研究,合成两种特殊聚羧酸系保坍剂SR-1、SR-2,解决高温天气条件下,水泥水化引起的混凝土坍落度损失问题。结果表明,SR-1、SR-2保坍剂相对传统保坍剂,具有缓释时间可控的优势,对混凝土凝结时间、含气量影响较小,并具有一定的减水作用。

采用净浆流动度方法,较为系统地研究了普通低钙灰、高钙灰、粉磨灰、脱硫灰、脱硝灰与萘系、聚羧酸减水剂的适应性,并通过SEM微观形貌、表观吸附及Zeta电位测试,初步分析了不同粉煤灰与外加剂适应性差异的原因。结果显示,粉煤灰对不同外加剂具有明显的选择性和适应性,外加剂掺量与粉煤灰需水量比正相关但无正比例关系;与普通低钙灰相比,脱硝灰具有同等的减水、保塑作用甚至更优,与外加剂适应性良好,粉磨灰、脱硫灰对初始掺量和经时流动性均有显著负效应,与外加剂适应性差;高钙灰与外加剂适应性不佳主要表现为增大经时损失;微观结构特性及未燃碳含量影响粉煤灰对外加剂的吸附和Zeta电位,从而影响不同粉煤灰与外加剂的适应性,高钙灰、脱硝灰具有与普通粉煤灰相似的微观形貌,对外加剂饱和吸附量小,因而适应性良好;粉磨灰、脱硫灰的粗...