随着建筑产业化兴起以及国家对装配式建筑的大力推广,行业对灌浆材料性能的要求也越来越高。水泥基灌浆料具有强度高,耐久性好,材料来源广泛等优点,同时也存在抗拉强度低,韧性差等不足,为克服普通纤维材料无法应用到灌浆料中这一问题,本文选用碳纳米管这一纳米尺度纤维对自配超细水泥灌浆料进行性能改进,通过试验研究,探究了碳纳米管水泥基灌浆料的配合比设计、力学性能、流动性能以及微观特性。主要进行了以下几个方面的内容研究:(1)选用超细水泥,石英粉等原材料,在确定各组分外加剂掺量及水胶比情况下,采用以浆体填充包裹理论为基础的“浆骨比法”进行了超细水泥灌浆料配合比设计,并以强度,流动性能,微观特性等方面为评价指标,配制出一种强度高,流动度大,内部结构致密,粘结性能好的超细水泥灌浆料。(2)以碳纳米管掺量和直径为变量,探究了碳纳米管对超细水泥灌浆料抗压、抗折强度等力学性能的影响规律。试验结果表明,PVP(聚乙烯比咯烷酮)分散剂的加入会对灌浆料力学性能产生一定的影响,提高了灌浆料的强度;随着碳纳米管掺量增大,灌浆料强度呈现先增长后降低趋势,当碳纳米管掺量为0.1-0.2%时,对灌浆料增强效果最佳,抗折强度最高增长了33.62%,抗压强度最高增长了29.30%;直径较小的碳纳米管对灌浆料增强效果更加显著,直径较大碳纳米管对抗折强度作用不明显。(3)利用博勒飞R/S流变仪对灌浆料流变性能进行系统的研究,并结合修正的Bingham模型给出了不同组分灌浆料的本构关系模型。研究发现,PVP分散剂对灌浆料流变性能有不利影响;随着碳纳米管加入,灌浆料浆体的屈服应力、塑性粘度、触变性随着碳纳米管掺量的增大呈现逐渐增长的趋势,对灌浆料的流变性能有不利影响,但适宜掺量下,仍能保证灌浆料正常的流动性能;纳米管直径变化对屈服应力影响不明显,对塑性粘度的影响则较为显著;碳纳米管的加入,明显增大了灌浆料的触变环面积,即明显增大了灌浆料的触变性。(4)采用格子Boltzmann方法对灌浆料宏观流动性能进行了流体动力学模拟分析。结果显示,灌浆料浆体流动时,流经障碍物附近,在障碍物背部出现明显的屈服区域;随着灌注孔道尺寸变小,浆体流速显著降低,可灌入深度降低;在复杂边界流动时,由于粘滞阻力,边界处流速几乎为零。(5)采用多种微观分析技术对灌浆料微观特性进行了探究,发现碳纳米管能够在灌浆料基体中发挥出良好的纤维桥联以及填充作用,从而改善了灌浆料宏观力学性能;碳纳米管增加了灌浆料微观结构的致密性,对灌浆料水化作用有一定影响。