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目前，工程中常用的裂缝修补材料主要有两大类，即以环氧树脂、沥青为代表的化学灌浆材料和以水泥为代表的无机灌浆材料。化学灌浆材料具有真溶液性、凝结时间可控性等优点，但因其大部分具有毒性，与基体的相容性差且对环境条件的要求比较苛刻等缺点，应用受到很大限制。无机灌浆材料因其经济环保等特点，一直受到人们的青睐，但其具有可灌性差、凝结时间过长、柔韧性差、体积收缩大等缺点，同样限制了无机灌浆材料的应用和发展。针对此现状，本文以理想灌浆修补材料所应具备的基本性能为设计原则，以超细水泥为基体材料，掺入减水剂、超细矿物掺合料、聚合物、速凝剂以及其它化学改性组分，研究材料组成与性能的关系，优化组成配方及配比，制备出满足工程需求的高流动性、柔韧性好、界面粘结力强度高、凝结时间短、绿色环保的高性能超细水泥基灌浆材料。研制工作首先从材料的流动性能研究出发，研究水灰比、减水剂、超细矿物掺合料及一些工艺参数对超细水泥流动性的影响，提出基于流动度及流动度经时损失的超细水泥灌浆材料初始配方；其次，在该配方基础上，系统研究聚合物乳液的掺入对其力学性能的影响，得出改性用聚合物乳液的最佳掺量，并借助红外(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析手段，对其改性机理进行研究；最后，通过研究速凝剂单掺、速凝剂与早强减水剂复配对超细水泥灌浆材料凝结时间及流动性的影响，选出掺加速凝成分的配方及配比。通过以上研究，制备出该超细水泥基灌浆材料。本文所取得的主要研究结论有：
论文系统研究了超细水泥基灌浆修补材料的流动性能及其影响因素，并通过正交试验设计得出了超细水泥灌浆修补材料初始配比。研究结果表明，减水剂具有较好的减水效果，能大幅度提高浆体的流动度，且高掺量的减水剂有利用浆体流动度的保持；水灰比是影响浆体流动性最重要的因素，随着用水量的增加，浆体初始流动度和30min流动度明显增大，水灰比大于0.35后，增幅趋于平缓；超细矿粉对浆体流动性的影响受其颗粒粒径大小及分布、颗粒级配、颗粒形貌、表面活性及表面吸水性等多种因素的影响，是形貌效应和颗粒效应等多种因素综合作用的结果；聚合物乳液对流动性的影响存在一个最佳范围，掺量超过15％时，浆体的流动度会随聚合物乳液掺量的增加而增大；浆体流动度随速凝剂掺量的增加先增大后减小，最后趋于平稳。
论文通过聚合物乳液改性，克服了水泥类无机灌浆材料脆性大、柔韧性差的性能缺陷，改性研究表明，聚合物乳液的掺入，改善了超细水泥基灌浆修补材料的内部微结构，大大提高了材料的力学性能。力学性能测试结果表明，随着聚合物乳液掺入量的增加，超细水泥灌浆料28d抗折强度大幅上升，最大增幅达192％，超细水泥灌浆材料的柔韧性得到了很大改善；聚合物乳液的掺入降低了超细水泥灌浆材料的抗压强度，为未改性材料抗压强度的85％以上，降幅较小；超细水泥灌浆材料的抗折粘结力强度，随着聚合物乳液掺量的增加都有不同程度的增加，平均增幅为204％，最高增幅达264％，灌浆材料的界面粘结性能得到了显著改善。聚合物乳液改性超细水泥灌浆材料的微观机理研究表明，聚合物乳液的掺入延缓了水泥的水化，且聚合物乳液通过某种化学作用和物理作用，阻碍了粗大型晶体氢氧化钙(CH)和钙矾石(Aft)的生成和长大，使材料内部结构明显细化、密实。SEM分析结果显示，聚合物乳液充分成膜，包裹着水化产物，与超细水泥基体相互渗透，形成了一个连续的、填充密实的空间网状结构。
利用速凝组分调节水泥基灌浆修补材料的凝结时间，并与早强剂复配，获得了凝结时间适宜的材料配方。凝结时间试验表明，速凝剂在缩短浆体凝结时间上存在一个最佳值，过多或过少的速凝剂掺量都会影响其作用效果的发挥。另外，速凝剂与早强减水剂复配，在缩短浆体凝结上会产生超叠加效应。
论文在对超细水泥灌浆材料组成与其流变性能、力学性能及凝结时间关系系统研究的基础上，制备出了适用于微细裂缝修补加固用的高性能超细水泥基灌浆材料。该无机类灌浆材料具备低水灰比、高流动性、柔韧性好、界面粘结力强度高、凝结时间短以及环保等优良性能，克服了现有无机灌浆材料可灌性差、凝结时间过长、柔韧性差等的缺点，并可完全替代化学灌浆材料，应用于某些对流动性和凝结时间有较高要求的工程上，扩大了工程选材的范围，并实现了裂缝修补灌浆材料绿色环保高性能化.