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磨细矿物掺合料对水泥基灌浆材料流变性能的影响

作　者: 卢爽
导　师: 王政
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 材料学
关键词: 流变性能 灌浆材料 最紧密堆积原理
分类号: TQ172
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 352次
引　用: 1次
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内容摘要


本文采用机械活化法对水泥熟料、粉煤灰、矿渣进行粉磨制备。通过讨论纯水泥浆液随剪切速率的变化,剪切应力的变化规律,来建立新拌水泥浆体的流变模型。并探讨了温度、水灰比和搅拌时间对模型中流变参数的影响。论文对细水泥基材料的灌浆充填机理及影响因素进行了研究,为了改善细水泥浆的流变性能,对其进行了材料组分优化设计。材料的组成与性能关系的研究表明,对于C1水泥,粉煤灰和复合矿物掺合料的掺入,都增大了浆液的屈服值和粘度;而矿粉的掺入降低了浆液本身的屈服值,而增大了其粘度。对于C2水泥,粉煤灰的掺入显著增大了浆液的屈服值和粘度,磨细矿渣则完全相反;复合矿物掺合料的掺入使C2水泥浆体的粘度增大,而使屈服值减小。研究发现,磨细矿物掺合料对水泥浆体流变的影响,取决于其掺入后水泥胶凝材料颗粒是否形成良好的级配,而这个最优级配符和最紧密堆积原理。并且综合考虑组分优化后的胶凝体系的流变性能和稳定性能,确定了灌浆材料合理的配比。论文采用多种测试手段,对组分优化后的水泥基灌浆材料的结构与性能的关系进行了研究。研究表明:掺加磨细矿物掺合料改善了灌浆材料的流动性、稳定性、抗渗性、以及可灌性。试验设计的水泥基灌浆材料能满足工程上的实际需要。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章 绪论  8-16
  1.1 本课题的学术背景及理论与实际意义  8-9
  1.2 国内外文献综述  9-10
  1.3 水泥基灌浆材料的研究进展  10-15
    1.3.1 表征各流体流变性的本构方程  10-11
    1.3.2 灌浆技术及理论  11-13
    1.3.3 水泥基灌浆材料的性能  13-14
    1.3.4 存在的问题  14-15
  1.4 主要研究内容  15-16
第2章 研究方案及试验方法  16-21
  2.1 试验所用原材料  16-17
  2.2 研究方案  17
  2.3 试验方法  17-21
    2.3.1 磨细矿物掺合料性能试验  17
    2.3.2 流变性能试验  17-18
    2.3.3 水泥净浆流动度试验  18-19
    2.3.4 浆液稳定性试验  19
    2.3.5 粘结强度试验  19
    2.3.6 抗渗强度测定方法  19
    2.3.7 可灌性测定方法  19-20
    2.3.8 固砂能力测定  20
    2.3.9 扫描电镜分析  20-21
第3章 新拌水泥浆流变本构模型的建立  21-27
  3.1 引言  21
  3.2 磨细矿物掺合料的性能  21-22
  3.3 建立新拌水泥浆流变模型  22-26
    3.3.1 新拌水泥浆的流变本构模型  22-24
    3.3.2 各变量对流变特性的影响  24-26
  3.4 本章小结  26-27
第4章 磨细矿物掺合料对细水泥浆流变性能的影响  27-42
  4.1 引言  27-28
  4.2 磨细矿物掺合料对C_1水泥流变性能的影响  28-33
    4.2.1 磨细粉煤灰对C_1水泥流变性能的影响  28-30
    4.2.2 磨细矿渣对C_1水泥流变性能的影响  30-32
    4.2.3 复合矿物掺合料对C_1水泥流变性能的影响  32-33
  4.3 磨细矿物掺合料对C_2水泥流变性能的影响  33-37
    4.3.1 磨细粉煤灰的对C_2水泥流变性能的影响  33-34
    4.3.2 磨细矿渣的对C_2水泥流变性能的影响  34-35
    4.3.3 复合矿物掺合料对C_2水泥流变性能的影响  35-37
  4.4 颗粒效应对水泥浆体流变性能的影响  37-41
    4.4.1 最紧密堆积对流变性能的影响  37-38
    4.4.2 最紧密堆积原理的应用  38-41
  4.5 本章小结  41-42
第5章 水泥基灌浆材料性能研究  42-53
  5.1 引言  42
  5.2 灌浆材料的配合比  42-43
  5.3 灌浆材料的性能研究  43-52
    5.3.1 磨细矿物掺合料对灌浆材料流动度的影响  43
    5.3.2 磨细矿物掺合料对灌浆材料稳定性的影响  43-44
    5.3.3 磨细矿物掺合料对灌浆材料抗渗性的影响  44-45
    5.3.4 磨细矿物掺合料对灌浆材料土壤加固能力的影响  45-47
    5.3.5 磨细矿物掺合料对灌浆材料粘结强度的影响  47-48
    5.3.6 磨细矿物掺合料对灌浆材料灌缝能力的影响  48-50
    5.3.7 SEM扫描电镜分析  50-52
  5.4 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-57
攻读学位期间发表的学术论文  57-58
哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明  58
哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书  58
哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理  58-59
致谢  59

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 硅酸盐工业 > 水泥工业
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