一种适用于全装配式桥梁快速连接体系的灌浆料研制方法与流程

本发明涉及灌浆料，具体是一种适用于全装配式桥梁快速连接体系的灌浆料研制方法。

背景技术：

1、随着我国基础设施建设的快速发展，桥梁建设作为其中的重要一环，其建设速度和质量受到了广泛关注。传统的桥梁建设方式往往需要大量的人力和物力，并且施工周期长，这在一定程度上限制了桥梁建设的效率。为了解决这个问题，全装配式桥梁结构应运而生。这种结构采用预制构件，如预制墩柱、预制盖梁等，通过灌浆料进行快速安全连接，大大提高了桥梁建设的效率。然而，灌浆料的质量直接影响到桥梁的安全性和可靠性，因此，研发一种适用于全装配式桥梁快速连接体系的快硬型灌浆料具有重要的意义。

2、目前，市场上已经有一些灌浆料产品，可以用于全装配式桥梁的连接。这些灌浆料主要是通过水泥、砂子、石子等材料混合而成，具有一定的粘接性和强度。然而，这些灌浆料的性能并不理想，例如，凝结时间慢，流动度经时损失大，早期强度低，后期硬化会收缩等。这些问题都可能影响到桥梁的安全性和可靠性。

3、尽管现有的灌浆料在一定程度上可以满足桥梁建设的需求，但是，它们还存在一些问题和缺点。首先，现有的灌浆料凝结时间慢，这会影响施工效率。其次，现有的灌浆料流动度经时损失大，这可能会影响灌浆料的填充效果，从而影响桥梁的连接质量。此外，现有的灌浆料早期强度低，这可能会影响桥梁的承载能力。最后，现有的灌浆料后期硬化会收缩，这可能会导致桥梁结构出现裂缝，影响桥梁的使用寿命。因此，急需研发一种新型的灌浆料，以解决现有灌浆料的问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，本发明提出一种适用于全装配式桥梁快速连接体系的灌浆料研制方法。

2、本发明提供的一种适用于全装配式桥梁快速连接体系的灌浆料研制方法，包括下述步骤：纳米-硅灰-水泥-掺合料相容性优化研究：通过对纳米材料在水性体系分散性的研究，以及纳米-硅灰-水泥-掺合料的相容性优化，以提高灌浆料的流动性和粘结力，从而提高灌浆料的填充效果和桥梁的连接质量；

3、纳米-硅灰-水泥-掺合料-骨料紧密堆积体系计算与构建：通过计算和构建“纳米-硅灰-水泥-掺合料-骨料”紧密堆积体系，以实现灌浆料的快凝快硬，提高灌浆料的早期强度，从而提高桥梁的承载能力和使用寿命；

4、快硬型灌浆料制备工艺及配合比设计：通过设计快硬型灌浆料的制备工艺和配合比，以实现灌浆料的快凝快硬，提高灌浆料的早期强度，从而提高桥梁的承载能力和使用寿命；

5、快硬型灌浆料流变特性及流变机制：通过研究快硬型灌浆料的流变特性和流变机制，以实现灌浆料的快凝快硬，提高灌浆料的早期强度，从而提高桥梁的承载能力和使用寿命；

6、各参数对快硬型灌浆料小时强度和体积稳定性的影响规律：通过研究各参数对快硬型灌浆料小时强度、体积稳定性等关键性能指标的影响规律，以实现灌浆料的快凝快硬，提高灌浆料的早期强度，从而提高桥梁的承载能力和使用寿命；

7、快硬型灌浆料微观结构模型构建：通过构建快硬型灌浆料的微观结构模型，以实现灌浆料的快凝快硬，提高灌浆料的早期强度，从而提高桥梁的承载能力和使用寿命。

8、优选的，为了提高灌浆料的流动性和粘结力，进而提升桥梁的连接质量，本发明重点关注纳米-硅灰-水泥-掺合料体系的相容性优化。首先，通过深入研究纳米材料在水性体系中的分散性，采用超声波分散、表面活性剂修饰和纳米材料表面改性等手段，提高纳米材料在水性体系中的分散性。在此基础上，进一步优化纳米-硅灰-水泥-掺合料的相容性，从而有效提升灌浆料的填充效果和桥梁的连接质量。所述纳米-硅灰-水泥-掺合料相容性优化研究的具体方法包括：1）采用纳米材料表面改性技术，提高纳米材料与水泥基体的界面粘结力；2）通过调整纳米材料和硅灰的粒径、形态和表面电荷等参数，优化纳米-硅灰-水泥-掺合料体系的相容性；3）利用超声波分散技术，提高纳米材料和掺合料在水性体系中的均匀分散性；4）通过添加适量的表面活性剂，改善纳米材料和掺合料之间的界面相互作用，提高灌浆料的粘结力。通过以上技术手段的综合应用，可实现纳米-硅灰-水泥-掺合料体系相容性的优化，从而提高灌浆料的流动性和粘结力，提升桥梁的连接质量。

9、优选的，为了实现灌浆料的快凝快硬，提高其早期强度，本发明通过计算和构建“纳米-硅灰-水泥-掺合料-骨料”紧密堆积体系，优化材料的微观结构，从而提升桥梁的承载能力和使用寿命。所述纳米-硅灰-水泥-掺合料-骨料紧密堆积体系计算与构建的具体方法包括：1）运用紧密堆积理论，通过计算机模拟和优化纳米-硅灰-水泥-掺合料-骨料的体积分数和颗粒排列，实现材料的紧密堆积，提高其力学性能；2）通过调整纳米材料和硅灰的粒径、形态和表面电荷等参数，优化纳米-硅灰-水泥-掺合料体系的相容性，提高材料的紧密堆积效果；3）利用超声波分散技术，提高纳米材料和掺合料在水性体系中的均匀分散性，从而提高材料的紧密堆积程度；4）通过添加适量的表面活性剂，改善纳米材料和掺合料之间的界面相互作用，提高灌浆料的粘结力和早期强度。通过以上技术手段的综合应用，可实现“纳米-硅灰-水泥-掺合料-骨料”紧密堆积体系的优化构建，从而提高灌浆料的快凝快硬性能和早期强度，提升桥梁的承载能力和使用寿命。

10、优选的，为了实现灌浆料的快凝快硬，提高其早期强度，本发明重点关注快硬型灌浆料的制备工艺及配合比设计。通过精确控制水泥、纳米材料、硅灰、掺合料和骨料等组分的比例和投加顺序，优化灌浆料的微观结构和性能。所述快硬型灌浆料制备工艺及配合比设计的具体方法包括：1）选用高效减水剂和早强剂，调整水胶比，以提高灌浆料的早期强度；2）通过合理设计纳米材料和硅灰的掺量，利用其优异的物理和化学性能，改善灌浆料的微观结构，实现快凝快硬；3）优化掺合料和骨料的搭配比例，提高灌浆料的紧密堆积效果，从而提高其力学性能；4）采用先进的制备工艺，如超声波分散、机械搅拌等，确保纳米材料和掺合料在灌浆料中的均匀分散。通过以上技术手段的综合应用，可实现快硬型灌浆料的优化制备，从而提高灌浆料的快凝快硬性能和早期强度，提升桥梁的承载能力和使用寿命。

11、优选的，为了实现快硬型灌浆料的快凝快硬，提高其早期强度，本发明重点关注灌浆料的流变特性及其流变机制。所述快硬型灌浆料流变特性及流变机制的具体方法包括：1）通过动态剪切流变仪等设备，研究灌浆料在不同年龄和不同应力条件下的流变特性，揭示其流变机制；2）利用纳米材料和硅灰的优异物理和化学性能，改善灌浆料的微观结构，提高其初始流动性和剪切强度；3）通过合理设计水胶比和掺量，调整灌浆料的流动性和平衡应力，实现灌浆料的快凝快硬；4）研究早强剂和高效减水剂对灌浆料流变特性的影响，优化配合比，提高灌浆料的早期强度。通过以上技术手段的综合应用，可实现快硬型灌浆料流变特性的优化，从而提高灌浆料的快凝快硬性能和早期强度，提升桥梁的承载能力和使用寿命。

12、优选的，为了实现快硬型灌浆料的快凝快硬，提高其早期强度，本发明重点关注各参数对灌浆料小时强度、体积稳定性等关键性能指标的影响规律。所述各参数对快硬型灌浆料小时强度和体积稳定性的影响规律的具体方法包括：1）通过改变水泥、纳米材料、硅灰、掺合料和骨料等组分的比例和投加顺序，研究各组分对灌浆料小时强度和体积稳定性的影响规律；2）通过调整水胶比和掺量，研究水胶比和掺量对灌浆料小时强度和体积稳定性的影响规律；3）研究早强剂和高效减水剂对灌浆料小时强度和体积稳定性的影响规律，优化配合比；4）通过控制养护温度和湿度等条件，研究养护条件对灌浆料小时强度和体积稳定性的影响规律。通过以上技术手段的综合应用，可实现快硬型灌浆料关键性能指标的优化，从而提高灌浆料的快凝快硬性能和早期强度，提升桥梁的承载能力和使用寿命。

13、优选的，为了实现快硬型灌浆料的快凝快硬，提高其早期强度，本发明重点关注快硬型灌浆料微观结构模型的构建。所述快硬型灌浆料微观结构模型构建的具体方法包括：1）利用先进的微观结构分析技术，如扫描电镜（sem）、x射线衍射（xrd）等，研究快硬型灌浆料的微观结构特征；2）基于微观结构特征，构建快硬型灌浆料的微观结构模型，揭示其微观结构与性能之间的关系；3）通过优化纳米材料、硅灰、掺合料和骨料等组分的比例和投加顺序，改善灌浆料的微观结构，实现快凝快硬；4）利用微观结构模型，指导快硬型灌浆料的制备和优化，提高其早期强度。通过以上技术手段的综合应用，可实现快硬型灌浆料微观结构模型的构建，从而提高灌浆料的快凝快硬性能和早期强度，提升桥梁的承载能力和使用寿命。

14、相对于现有技术，本发明的有益效果为：

15、1、快硬型灌浆料的研制，解决了现有灌浆料凝结时间慢的问题，能够大大提高施工效率，满足全装配式桥梁快速连接体系的需要。

16、2、本发明的灌浆料具有优异的流动性，能够有效填充灌浆套筒，避免了因流动度经时损失大而影响灌浆料的填充效果，从而提高了桥梁的连接质量。

17、3、本发明的灌浆料具有高早期强度，能够在短时间内达到足够的强度，满足桥梁的承载能力需求，提高了桥梁的安全性。

18、4、本发明的灌浆料具有良好的体积稳定性，不会在后期硬化过程中产生收缩，避免了桥梁结构出现裂缝，提高了桥梁的使用寿命。

19、5、本发明的灌浆料具有优良的抗渗耐久性，能够有效防止氯离子的侵入，提高了桥梁的耐久性。

20、总的来说，本发明研制的灌浆料在硬化时间、流动度、早期强度、体积稳定性和抗渗耐久性等方面都有显著的优越性，能够满足全装配式桥梁快速连接体系的需要，提高了桥梁建设的效率和质量。