由于混凝土抗拉强度低、干缩大、易受某些环境条件影响，我国部分混凝土工程已出现裂缝、磨蚀、碱骨料反应、冻融破坏等等病害现象，有些已影响了结构的安全运行。针对不同的工程缺陷或病害，需要不同的修补材料和修补方法。有些老混凝土工程或新建混凝土工程出现施工缺陷，客观条件下不允许按常规方法修补，如公路路面、桥梁、隧道等。一般情况下，要求在不影响交通运营的条件下进行修复，或者白天运营，晚上修复，有的工程只能在运营空隙的几个小时内进行修复，有些海港码头只能在落潮的两三个小时内修复，这就要求采用特殊的施工措施和快速修复材料。铁路隧道工程除纵裂、环裂、斜裂、沉陷等结构性病害外，多伴有渗水、漏水以及水流侵蚀问题，因而除进行结构加固外，必须结合防水、堵漏进行修复。 本文结合快速修复工程对注浆材料的要求，以快硬硫铝酸盐水泥为基础，通过矿物组成的二次复配和筛选，以及超早强剂、分散剂、调凝剂和抗裂剂的掺加和优化设计等，配制出超早强灌浆水泥，并在实验室对其物理力学性能和耐久性进行了研究，通过X—射线衍射分析、测孔试验和电镜试验研究了灌浆水泥的水化硬化的作用机理。 本文研究的超早强灌浆水泥与传统的灌浆水泥相比，流动性和可灌性好，凝结硬化快并且凝结时间可以调整，30分钟抗压强度高达10Mpa以上，后期强度持续增长，28天抗压强度达50Mpa以上。因此，所研究的超早强灌浆水泥特别适用于隧道工程的注浆加固、堵漏以及其它要求紧急抢修的混凝土工程等。 研究表明，所研究的超早强灌浆水泥具有良好的微膨胀性，可以提高浆体与基体的结合力，同时硬化试体具有良好的抗渗性、耐硫酸盐侵蚀性、抗冻性，可以大大提高注浆工程的耐久性，节约维修费用。 微观结构分析表明，超早强灌浆水泥在水化硬化过程中，30分钟即生成了大量钙矾石晶体，使浆体或混凝土迅速产生强度，随着水化反应的进行，钙矾石晶体不断地生长、长大，并有大量的钙矾石继续生成，使硬化浆体产生体积膨胀。由于钙矾石晶体为针状、棒状晶体，填充浆体的毛细孔，使浆体更加密实，并具有自密性，浆体的抗渗性得到大大的提高。