伴随我国桥梁事业的发展，预应力混凝土桥梁由于其优异的特性而得到广泛推广。高性能灌浆料是预应力混凝土梁的关键材料之一，不仅能保护预应力钢索不外露而免遭腐蚀，使预应力钢材与混凝土有良好的粘结，同时也能保证它们之间预应力的有效传递，提高结构的可靠度和耐久性。灌浆料的质量是预应力混凝土结构的关键因素，其收缩问题是长期困扰大家的难题。灌浆料的收缩分为塑性收缩和后期收缩。灌浆料在塑性阶段的水化收缩，会在预应力管道体系中产生空隙，为氯离子等有害杂质提供快速通道，容易引起钢筋索腐蚀，使灌浆料的保护作用大幅度降低。灌浆料后期收缩会导致预应力结构中钢筋松动，导致预应力结构的应力下降，从而与外部的混凝土结构之间应力失衡，承受荷载能力下降，严重影响结构的安全性和耐久性。为了解决上述收缩问题，有效的解决方法是引入塑性和后期膨胀剂。　　 目前常用铝粉作为塑性膨胀剂，但是铝粉产生气泡的稳定技术及膨胀量难以控制，在预应力灌浆中不宜采用铝粉作为塑性膨胀剂。我国常用的后期膨胀剂有氧化镁类、氧化钙类、硫铝酸钙类膨胀剂。氧化钙、氧化镁类膨胀剂胶凝性和防渗性较差，且抗硫酸盐的侵蚀性能不良;目前市售的硫铝酸钙类膨胀剂质量参差不齐，掺量不稳定，且价格相对较高。总之研制一种同时具有塑性膨胀和后期膨胀的高性能复合膨胀剂具有重要意义。本文所取得的主要研究结论有:　　 首先本文利用生石膏和铝矾土，采取煅烧工艺制备后期膨胀剂Ⅰ，通过两种原料的最佳煅烧温度实验、原料配比对限制膨胀率影响实验，最终表明，生石膏进行750℃的煅烧，铝矾土进行700℃的煅烧，配比为煅烧石膏∶铝矾土=70∶30或者60∶40，膨胀剂掺量为8％，可以使制备的膨胀剂Ⅰ达到最佳效果。利用非煅烧工艺，采取厂家提供的含铝熟料和硬石膏，通过熟料选择和配比选择实验，制备了后期膨胀剂Ⅱ，最终选取SL2含铝熟料，当硬石膏∶SL2含铝熟料∶生石灰的质量比为60∶40∶0或者60∶30∶10时，使制备膨胀剂Ⅱ能达到最佳膨胀效果。此两种膨胀剂掺入灌浆料中均能补偿收缩，使灌浆料在后期具有一定的限制膨胀率。　　 其次本文从影响膨胀剂性能的几个因素着手讨论了水灰比的变化、膨胀剂掺量的变化、养护温度的变化、养护湿度的变化对膨胀剂效用和力学性能的影响，实验结果表明:衡量膨胀性能和力学性能的协调发展，水灰比和膨胀剂掺量都具有适当的范围，以便较好的发挥膨胀剂的膨胀效用同时具有较好的抗压强度。钙矾石的生成对温度和湿度非常敏感，其产生膨胀时要在一定的温度和湿度范围下，低温和高温养护均对灌浆料的膨胀性能和强度产生不利影响，因此常温养护较为适宜，灌浆料还需要在一定的湿度条件下养护，倘若缺乏良好的养护条件，膨胀剂不仅不能有效补偿灌浆料中水泥自身产生收缩，反而会使收缩加剧。　　 然后论文通过X-射线衍射仪(XRD)、热分析仪(DSC/TG)、环境扫描电镜(SEM)检测手段，分析在不同因素条件下，以及不同龄期水化产物的组成与结构、热力学性能、微观形貌等，了解水化进度和钙矾石的生成情况，从而对膨胀剂发挥效用时不同因素条件下的水化机理进行分析，并对其相应宏观性能——膨胀性、强度如何协调发展进行了分析。　　 最后本文选择APA型聚丙烯酰胺和AC偶氮二甲酰胺复配作为灌浆料塑性膨胀剂。APA是一种阴离子表面活性剂，具有强发泡性，但稳泡性差，AC的发泡能力一般但稳泡性好，两种发泡剂复配在一起，补充各自的性能缺陷，相互增效，使灌浆料在硬化前具有一定的自由膨胀率。将研制的塑性膨胀剂和后期膨胀剂复配混合，复配之后两者之间没有发生化学变化，并且两者各自的性能不发生变化。复合膨胀剂利用塑性膨胀剂和后期膨胀剂的协同作用，有效解决了灌浆材料在塑性和硬化后两个阶段的收缩问题，使灌浆材料具有适度的体积膨胀性能，满足了预应力结构要求的灌浆材料的微膨胀技术指标。