研究了不同缓凝剂(传统缓凝剂、膦酸盐缓凝剂)复配聚羧酸减水剂后对水泥凝结时间和水化特性的影响。结果表明:葡萄糖酸钠和蔗糖缓凝效果较好,焦磷酸钠与柠檬酸钠对水泥凝结时间的影响程度基本接近,膦酸盐缓凝剂对抑制水泥水化的作用效果更为平稳、持续,相同掺量时(0.1%),其可以推迟峰值温度出现时间2~52 h不等,降低同龄期总水化热达250%~1100%;各类缓凝剂的缓凝作用多体现在对于水泥初凝时间的推迟,膦酸盐缓凝剂相较于传统缓凝剂具备更好的缓凝效果。

研究了细骨料种类和级配、膨胀剂掺量对高性能水泥基灌浆料性能的影响,并对比分析了缓凝剂掺量及掺入方式对其实际应用效果的影响。结果表明:采用河砂作为细骨料制备的灌浆料能够保持较好的流动性,但其强度低于采用石英砂或机制砂作为细骨料的灌浆料;当膨胀剂掺量为2%时,灌浆料的竖向膨胀率能够满足GB/T 50448—2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》的要求;两种缓凝剂复掺的效果优于单掺,复掺0.8‰缓凝剂RA+0.8‰缓凝剂RB可明显延长Ⅳ类灌浆料的凝结时间,且30 min经时扩展度损失较小,对强度的影响也较小,能够满足实际工程要求。

选用m(铝酸盐水泥)∶m(普通硅酸盐水泥)∶m(水石膏)=85%∶4%∶11%的三元胶凝体系,通过控制凝结时间制备出了自流平水下抗分散铝酸盐水泥基砂浆。通过测试其水陆强度、pH值、浊度并结合SEM微观分析,探究了铝酸盐水泥基砂浆抗分散性。结果表明,通过酒石酸和葡萄糖酸钠双掺解决了铝酸盐水泥基砂浆流动度损失大的问题。再生乳胶掺量增加优化了砂浆的抗分散能力。通过模拟水下现场浇筑,发现水下成型的铝酸盐水泥基砂浆试件的28 d抗压强度均在70 MPa以上,形成了控制凝结时间的水下成型制备技术。SEM揭示控制凝结时间的浇筑技术,水下成型的铝酸盐水泥砂浆试件内部密实、孔隙率低。

为快速分析和判断混凝土不凝结原因,研究了缓凝剂(葡萄糖酸钠)的超掺、粉煤灰、矿渣粉完全替代水泥对20 h龄期混凝土溶液pH值的影响以及在缓凝剂超掺情况下采用火焰光度计检测稀释液中Na元素浓度变化。结果表明,缓凝剂超掺对混凝土pH值无显著影响;粉煤灰、矿渣粉完全替代水泥时pH值有显著差异;混凝土溶液中Na元素火焰光度计法的检测浓度与缓凝剂超掺倍数成线性正相关,可以通过混凝土溶液Na检测浓度推测缓凝剂超掺倍数。本论文提出了一种快速判断混凝土不凝结原因的方法,可供工程各相关方参考。

对配制预应力梁管道压浆料常用的各种材料进行了对比试验,研究了各组分对压浆料工作性和膨胀性能的影响。

针对工程现场自密实混凝土生产时工作性能降低的问题,通过坍落扩展度、混凝土搅拌等试验探讨分析了环境温度、搅拌时间、外加剂以及原材料堆放对自密实混凝土的影响。综合考察影响因素后,通过现场配制对不满足要求的自密实混凝土提出了配比调整方案,并对自密实混凝土质量控制提出了措施。研究结果表明,温度越高自密实混凝土坍落扩展度损失越快,掺入适量的缓凝剂可以阻止坍损;搅拌时间存在一临界值,需根据现场实际情况作具体调整;自密实混凝土拌合物出现离析泌水现象时,应优先调整高效减水剂的用量;露天堆放会导致砂石含水率和含泥量发生变化,从而影响混凝土拌合物的流动性能,应实行封闭式材料管理。

利用钛石膏单掺、钛石膏与天然石膏复掺制备P·Ⅰ型水泥研究钛石膏作水泥缓凝剂的可行性。对制备的P·Ⅰ型水泥进行了物理力学性能和水化放热特性研究，通过XRD、SEM对水泥水化产物的物相和微观形貌进行了分析。研究结果表明．单掺钛石膏会增大水泥标准稠度用水量，缩短凝结时间，但其强度与单掺天然石膏试样强度相当：对于钛石膏和天然石膏复掺的水泥，随着钛石膏掺量增加，其标准稠度用水量增加，凝结时间先增大后减小．在钛石膏掺量为2．50％时凝结时间最长，强度均先增加后减小，在钛石膏掺量为1．25％-3．75％时，试样28d抗压强度均高于对照组。掺加钛石膏的水泥安定性合格，标准稠度用水量、凝结时间和强度均符合标准要求。

对泵送玻化微珠保温混凝土的坍落度损失问题及解决方案进行了分析,通过在减水剂中掺入不同量引气剂和缓凝剂进行了玻化微珠保温混凝土坍落度损失试验,并确定了最优掺量。试验结果表明,引气剂最佳掺量为2‰,缓凝剂为2%。该掺量下坍落度为255mm;1h坍落度损失为15mm;28d抗压强度为35.9MPa。解决了玻化微珠保温混凝土泵送过程中的坍落度损失问题和凝结时间问题。

研究了葡萄糖酸钠、羟基乙叉二磷酸(HEDP)、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA)、白糖、三聚磷酸钠五种缓凝材料对湿拌砂浆性能的影响。结果表明,掺入缓凝剂后,湿拌砂浆的初始稠度有了不同程度的增加,掺葡萄糖酸钠的湿拌砂浆初始稠度增幅最大;缓凝剂的加入能明显延长湿拌砂浆的凝结时间,在相同的掺量下,其中掺羟基乙叉二磷酸的湿拌砂浆缓凝时间最长;缓凝剂的加入能明显降低湿拌砂浆的稠度经时损失,掺有HEDP的湿拌砂浆稠度经时损失最小,但是掺有HEDP和PBTCA的湿拌砂浆后期会出现泌水的现象;缓凝剂的不同掺量对湿拌砂浆28d强度影响不大。

研究了高效减水剂、早强剂、引气剂、膨胀剂和缓凝剂对混凝土蒸养强度的影响。实验结果表明,相同水灰比下,萘系高效减水剂对混凝土蒸养强度的提高效果优于聚羧酸高效减水剂和氨基磺酸盐高效减水剂;掺入适量早强剂或膨胀剂均有利于提高混凝土蒸养强度;掺入缓凝剂和引气剂对混凝土蒸养强度不利。