适用于-5 ℃环境的灌浆材料制备及其性能研究

作者：李国新  王周渊  安小强  牛梦蝶  邓明科    单位：1 西安建筑科技大学 材料科学与工程学院； 2 陕西科之杰新材料有限公司； 3 西安建筑科技 大学 土木工程学院

关键词：灌浆材料；铝酸盐水泥；硫铝酸盐水泥；负温环境；钙矾石

摘  要：通过复掺硫铝酸盐水泥 (CSA)、铝酸盐水泥（ CAC）改进灌浆材料在负温环境下的性能，研究 -5 ℃环境下 CSA、 CAC 对灌浆材料流动性、凝结时间、抗压强度及竖向膨胀率的影响，结合 X 射线衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM) 等手段表征浆体微观结构变化。结果表明，掺入 CSA、CAC 能显著提高普通硅酸盐水泥（ OPC）灌浆材料早期强度， CAC 增强效果优于 CSA；但砂浆试件后期强度发展仍主要由 OPC 水化提供。随着CSA、 CAC 掺量增加，灌浆材料流动性及竖向膨胀率呈降低趋势。微观分析表明， CAC 能明显促进水泥试件早期水化程度，进而生成更多的钙矾石及氢氧化钙；随着 CAC 掺量的增加，钙矾石长径比增大，其形貌由六角柱状转变为细针状。在 -5 ℃环境中，灌浆材料最佳配比为：普通硅酸盐水泥，58%；硫铝酸盐水泥，8%；铝酸盐水泥，16%；二水石膏，9%；矿粉，9%。