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    灌漿料
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    鋼筋套筒連接用灌漿料的研究

    2020-08-20

      隨著建筑工業化相關政策及行業規范的陸續推出,裝配式混凝土結構在我國迎來了發展的機遇期。裝配式混凝土結構應用的關鍵技術除了預制構件的設計制作以外,還有構件的安裝和連接。目前,工程上常用的縱向鋼筋連接方式是采用套筒灌漿連接,其原理是用水泥基灌漿材料將鋼筋和套筒牢固地連接在一起。

      水泥基灌漿材料是以水泥等膠凝材料為基料,加入適量的細集料及少量的外加劑和其他材料組成的干混料。經加水拌合后具有流動性大、快硬、高強等性能,填充于套筒和帶肋鋼筋間隙中,形成鋼筋灌漿連接接頭。灌漿料性能的優劣直接影響著構件的安全性能,研究各組分對灌漿料性能的影響,解決灌漿料大流動性與高強度之間的矛盾對于提高裝配式建筑安全性能具有重要意義。

      膠凝材料種類對灌漿料性能影響

      目前,水泥基灌漿料用的膠凝材料主要有高性能硅酸鹽類水泥、硫鋁酸鹽類水泥以及硅酸鹽水泥與硫鋁酸鹽水泥(或鋁酸鹽水泥)復合使用。采用高性能硅酸鹽類水泥為主要膠凝材料,同時加入膨脹組分來補償水泥水化硬化過程中產生的收縮。該類灌漿料成本較低,配制簡單,應用 為廣泛。但是,由于我國膨脹劑產品質量良莠不齊,膨脹組分自身性能的不足或與水泥品種的不適應而容易造成灌漿料產品質量的波動,因此需要通過反復試驗及技術調整,尋求 佳配方。

      當采用硫鋁酸鹽類水泥為主要膠凝材料時,由于硫鋁酸鹽類水泥自身的膨脹性能,不需要另外加入膨脹組分。該類灌漿料凝結時間短,早期強度高,膨脹性能可靠,但生產成本較高,目前主要用于客運專線盆式橡膠支座的灌漿以及水泥混凝土路面的快速修補等工程。

      當采用硅酸鹽水泥與硫鋁酸鹽水泥(或鋁酸鹽水泥)復合為主要膠凝材料制備灌漿料時,可利用石膏等控制鈣礬石生成的數量來改善復合體系的力學性能及膨脹性能。然而此種灌漿料由于原料成分復雜,配合比需要經常調整。

      礦物摻和料種類對灌漿料性能影響

      礦物摻合料是高性能水泥基材料不可缺少的組分,已有研究表明,利用礦物摻合料取代部分水泥,可以有效改善水泥基灌漿材料的工作性能以及硬化水泥漿體的各項性能。礦物摻合料的改善效果與其粒徑分布、顆粒形貌、親水性等物理形態密切相關。

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      細集料類型對灌漿料性能影響

      細集料作為砂漿的重要組成部分,其粗細程度及顆粒級配影響著漿體的和易性、密實度和強度。水泥基灌漿材料中通常采用級配良好的天然砂和石英砂。

      外加劑種類對灌漿料性能影響

      1.減水劑

      減水劑是保證低水膠比灌漿材料具有高流動性的關鍵。目前常用的聚羧酸減水劑具有與不同種類的水泥相容性好、摻量低、減水率高、保坍性好等優點,是制備高流動性灌漿材料的重要組成材料。但是,如果聚羧酸減水劑摻量過高時,常常會造成漿體泌水以及分層離析等問題,甚至有可能造成嚴重的工程事故,因此應選擇合適的減水劑并通過試驗確定其佳摻量。

      2.膨脹劑

      對于水泥基灌漿材料,膨脹性能是一個十分重要的指標,因此膨脹劑是水泥基灌漿料另一重要的外加劑。水泥基灌漿材料在施工早期l-3h內會產生較大的塑性收縮,可能導致空鼓,嚴重影響其使用性能。并且,隨著齡期的增長,水泥基漿體不斷進行自水化反應,此過程會引起自收縮和干燥收縮等,容易引起硬化漿體結構開裂。因此,水泥基灌漿材料中需要摻入早期和后期膨脹組分來補償漿體在硬化前后的收縮。

      3.消泡劑

      在高強高流動的水泥基灌漿料研究過程中,由于其常采用低水膠比、摻加 減水劑和超細礦物摻合料等,往往使得漿體較為粘稠,不利于漿體氣泡的排出,這樣易導致漿體結構不密實, 后影響漿體強度的發展以及材料的耐久性能。因此,在水泥基灌漿料制備中常常加入消泡劑。目前,常用的消泡劑種類主要為有機硅類、聚醚改性聚硅氧烷類,聚醚類等。

      結語

      灌漿料的性能不僅影響著裝配式建筑的施工質量,也影響著建筑結構的使用安全。如何解決灌漿料大流動性與高強度之間的矛盾是灌漿料研究需解決的重要問題。目前,國內市場上的灌漿料產品質量參差不齊,與國外先進技術還有一定的差距,加強灌漿料成套技術研究,對于裝配式建筑的發展具有重要意義。


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