论文总字数：38154字

摘 要

由于我国老龄化人口结构渐渐来临，劳动力成本越来越高。而且，近几年我国的环境问题的恶化使得人们对生产活动是否造成环境污染的重视程度加深，尤其是北方城市深受雾霾困扰之后。在各方的努力之下建筑行业开始了建筑工业化的变革之路。而在建筑工业化之路当中却存在各种技术上的困难，其中装配式建筑常用连接方法为钢筋套筒灌浆连接，而在钢筋套筒连接技术当中灌浆料的质量则极大的影响着构件之间的连接质量。

本文目的为研发一种高性能套筒灌浆料，首先通过查阅文献，介绍目前国内外关于套筒灌浆料的研究状况，然后总结经验研究进行前期实验，大致找到一种灌浆料配合比能够满足：1天强度大于35MPa，3天强度大于60MPa，28天强度大于90MPa，其他各项要求也都符合《钢筋连接用套筒灌浆料》（JG/T 408-2013）^[1]对于灌浆料的要求，然后通过实验探讨灌浆料组分当中，水灰比、早强剂、胶砂比、矿掺取代率、矿掺种类以及膨胀剂种类对于灌浆料各项性能的影响，并且辅以微观分析手段MIP研究灌浆料组分对于套筒灌浆料的作用机理。并且通过正交实验总结规律，选出最优配合比。

研究结果表明：a.第1天的养护条件对灌浆料影响巨大; b.减水剂极大优化灌浆料的流动性，早强剂能够极大优化灌浆料早期性能，并且通过实验得到两者最佳掺量都为0.15%；c.膨胀剂极大影响灌浆料早期的竖向膨胀率，通过实验获得最佳掺量为0.002%；d.氧化石墨烯能够改善灌浆料的力学性能，但也会损害灌浆料流动性，通过实验得出合适掺量为0.02%; e.水灰比、胶砂比、矿掺取代率和矿掺搭配通过正交实验得出，在满足标准的要求时，综合早期强度、后期强度还是流动性得出三种配比。

关键词:套筒灌浆料 配合比 氧化石墨烯 力学性能 流动性

Abstract

Due to the structure of the aging population in our country gradually approaching, more and more high labor cost is paid. And, in recent years, the deterioration of the environmental problems of our country makes people's attention turn to the environmental pollution caused by production activities, especially in the northern cities by the fog and haze. Under the efforts of all parties, the construction industry has begun the transformation of the construction industry. But on the way of industrialization of construction, there are all kinds of technical difficulties, the prefabricated construction connection method is main steel sleeve grouting connection.And in sleeve reinforced bar connection technology , the quality of grouting material is greatly affects the connection quality.

In this paper, the purpose of the experiment is to develop a high performance sleeve grouting material. In the experiment.Firstly,introduce inland and abroad reseaching on the sleeve grouting material. Then summarize the experience of previous experiments. At last find a grouting material mix ratio can meet ruquirements.1 days compressive strength is greater than 35 MPa. The three day compressive strength more than 60 MPa, and the twenty-eight day compressive strength is more than 90 MPa, and all the other requirements are consistent with the lt;connection of steel sleeve grouting materialgt; (JG/T 408-2013) for the grouting material.And then through the experimental make study of grouting material composition. Research water cement ratio, hardening accelerator agent, cement sand ratio, mineral admixture replacement ratio, and mineral admixture mixed type and expansive agent influence on performance of grouts, and by MIP analysis methods researching micro mechanism .At last have a summary of the law and select the optimal mix ratio.

The main conclusion is that the content is:1)The early age of curing conditions has great influence on the grouting material.2)The water reducing agent can greatly optimize the grouting material flowability, hardening accelerator agent can greatly optimize the early performance of grouting material, and the best content of the mixture is 0.15%;3)The expansion rate of the grouting material was greatly influenced by the expansion agent, and the optimum parameters were obtained by the experiment is 0.02%。4)Graphene oxide can improve the mechanical properties of grouting material, but it can also damage the fluidity of grouting material, and the appropriate parameter is 0.02%.5)Water cement ratio, sand ratio, mineral replacement ratio and mineral admixture were obtained by experiment, and the three perfect ratio were obtained according to the requirements of the standard, the early strength, the late strength and the flow.

KEY WORDS: cement-based ，grouting mortar ，graphene oxide ，mechanical property ，mobility

目 录

摘要 III

Abstract IV

第一章 绪 论 1

1.1建筑工业化概述 1

1.2套筒灌浆连接概述 2

1.3套筒灌浆料概述 3

1.3.1套筒灌浆料简介 3

1.3.2 目前灌浆料主要存在的问题 4

1.3.3套筒灌浆料在国内外研究现状 4

1.4纳米改性材料在水泥基灌浆料当中使用 7

1.4.1纳米材料的作用机理 7

1.4.2纳米材料在水泥基材料中应用研究存在的问题 7

1.5目前关于灌浆料研究的存在问题 8

1.6课题研究的目的 8

1.7课题研究的意义和创新点 8

1.8课题研究的内容 9

1.9 课题的主要难点 10

第二章 原材料和试验方法 11

2.1 原材料性能 11

2.1.1水泥 11

2.1.2砂 11

2.1.3粉煤灰 11

2.1.4矿渣 12

2.1.5硅灰 12

2.1.6 UEA 12

2.1.7减水剂 13

2.1.8早强剂 13

2.1.9塑性膨胀剂 13

2.1.10消泡剂 13

2.1.11 促凝剂 13

2.1.12氧化石墨烯 13

2.2 实验方法 14

2.2.1灌浆料成型 14

2.2.2流动度测试 14

2.2.3竖向膨胀率 14

2.2.4强度测试 14

2.2.5泌水率 14

2.2.6氯离子含量 14

2.2.7 MIP 15

第三章 各组分对水泥灌浆料性能影响 16

3.1 养护条件对灌浆料性能影响 16

3.2 塑性膨胀剂对灌浆料竖向膨胀率影响 17

3.3 减水剂灌浆料性能影响 18

3.4水灰比对灌浆料性能的影响 20

3.5矿掺掺量和种类对灌浆料性能影响 22

3.6胶砂比对灌浆料性能的影响 25

3.7早强剂和促凝剂对灌浆料性能影响 26

3.8氧化石墨烯对灌浆料性能影响 28

3.9本章小结 31

第四章 正交试验和配方优化 34

4.1 实验设计配合比 34

4.2实验结果 35

4.3极差分析各因素对灌浆料性能影响分析 37

4.5本章小结 41

第五章 结论与展望 42

5.1结论 42

5.2存在问题和展望 42

参考文献 44

致谢 45

第一章 绪 论

1.1建筑工业化概述

建筑工业化又叫做装配式建筑技术。就像造汽车一样在工厂中造房子，将房子构件在工厂中生产，然后运到现场安装。相比于传统的现浇工法，装配式建筑构件主要有以下优点：（1）构件在工厂采用机械化流水线式的生产，大大降低了原材料的浪费；（2）减少了对于建筑工人的需求，在当前工人劳动力越来越昂贵的现状之下，减少工人劳动时间，可以极大地降低建筑成本；（3）预制工法使得建筑构件使得构件的生产摆脱了天气环境的影响，在工厂中可以全天候，全季节进行施工，而且使得构件的生产养护能够标准监督，使得工程的质量大大上升；（4）预制构件之间的连接多采用套筒灌浆技术，而其中灌浆料质量的高低决定了构件之间连接的强度；（5）实现个性化定制，模数化设计，装配式建筑可以根据客户要求进行建模，客观形象模拟工程实际情况。

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