一種高強灌漿材料制備方法及其產品性能研究

楊和平（中冶京誠工程技術有限公司，北京 100176）

一種高強灌漿材料制備方法及其產品性能研究

楊和平
（中冶京誠工程技術有限公司，北京 100176）

本文基于研制一種含超細粉末高強灌漿料，具有早強、高強、微膨脹、自流平、免振搗、耐久性好（抗凍融）、耐磨損、保塑性好等特性。將灌漿料預先混合，封裝后在施工現場直接加水并充分攪拌均勻后即可使用，無需振搗，1d強度即可達50MPa以上。可廣泛用于各設備基礎的灌漿、道路、橋梁、隧道等工程的施工、注漿搶修、建筑加固修復等。

超細粉末；灌漿料；制備方法；性能研究

1 前言

灌漿料在各類建筑工程中是一種應用量大、使用面廣的建筑材料之一，特別是自流平材料，國內外先后開發了石膏系、水泥系及聚合物水泥系等自流平砂漿，廣泛用于機械設備安裝及各類加固修補工程中。目前使用的水泥基灌漿料，由于普通硅酸鹽水泥體積收縮易產生微裂紋，導致支座安裝后支座板下產生不密實情況，此外，水泥基灌漿料強度發展較慢，耐久性差，會直接影響建筑工程的結構穩定性和使用壽命。且多數灌漿料還存在環境溫度影響大、保塑性差等缺點，特別是在北方地區低溫情況下冬季施工，緩凝問題尤為突出，嚴重影響施工質量。本文在大量對比試驗研究基礎上，研制出了一種含超細粉末高強灌漿料，能較好地解決目前存在的這些問題。

2 原材料選擇及技術方案

擬選取硫鋁酸鹽水泥、超細惰性粉末、超細活性粉末、減水劑、增稠劑、優質天然河砂進行制備灌漿料。各材料技術參數如下：

2.1 原材料

2.1.1 R·SAC 42.5快硬硫鋁酸鹽水泥。比表面積（勃式法）：375 m2/kg；初凝時間：22min；終凝時間：205min；1d抗壓強度：35.3MPa；3d抗壓強度：44.8MPa；28d抗壓強度：51.3MPa；1d抗折強度：6.3MPa；3d抗折強度：6.9MPa；28d抗折強度：8.0MPa；

2.1.2 超細惰性粉末。比表面積（勃式法）780 m2/kg；

2.1.3 超細活性粉末。比表面積（BET法）1550 m2/kg；SiO2含量88%；含水率1.0%；需水量比105%；活性指數（7d快速法）115%；

2.1.4 木質素璜酸鹽系減水劑。減水率25%；密度1.40g/ml；pH值7；

2.1.5 增稠劑。使用乙基羥乙基纖維素作為增稠劑，摻量0.02%；

2.1.6 河砂。天然河砂，II級中砂；細度模數2.7；含泥量0.2%；

2.1.7 拌合用水。自來水。

2.2 技術方案。采用以下配合比進行試驗（質量比）：硫鋁酸鹽水泥：超細惰性粉末：超細活性粉末：減水劑：增稠劑：河砂：水=21%：5%：10%：0.3%：0.02%：52%：12%。先將各粉料混合均勻，按比例摻加拌合水，進行初始流動度、2h流動度、壓力泌水率試驗，成型強度試件、抗凍試件、耐磨試件，檢驗自由膨脹率指標。

3 試驗結果及分析

3.1 流動度試驗。按GB/T2419-2005《水泥膠砂流動度檢測方法》進行試驗檢測，初始流動度為：285mm，2h流動度為235mm。通過以上試驗可以看出，本配合比條件下灌漿料流動度可完全滿足自流平要求，施工過程中可無需振搗，并且保塑性很好，大大提高了施工便利性。

3.2 壓力泌水率試驗。按GB/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》進行試驗檢測，常壓泌水率與壓力泌水率均為0。通過以上試驗可以看出，本配合比條件下灌漿料保水性良好，基本無泌水現象。

3.3 抗壓強度試驗。按JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程》T0506水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法），試驗測得標準養護條件下6h齡期抗壓強度為20.1MPa，1d齡期抗壓強度為57.4MPa，7d齡期抗壓強度為62.3MPa，28 d齡期抗壓強度為79.8MPa。在低溫條件養護下（-5℃）測得6h齡期抗壓強度為15.7MPa，1d齡期抗壓強度為42.1MPa，7d齡期抗壓強度為55.8MPa。通過以上試驗可以看出，本配合比條件下灌漿料早期強度很高，6小時即可達到20.1 MPa，1天齡期達到57.4MPa，后期強度能達到79.8MPa （28d）。并且低溫條件下強度增長情況同樣較好，滿足寒冷地區冬季室外無特殊保護條件施工要求。

3.4 耐磨性試驗。按JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程》T0510水泥膠砂耐磨性試驗方法，試驗測得3d齡期單位面積磨耗量為0.937kg/m2，28d齡期單位面積磨耗量為0.611kg/m2。通過以上試驗可以看出，本配合比條件下灌漿料耐磨性良好，可滿足各環境條件下抗磨損、耐沖擊要求。

3.5 抗凍性試驗。按JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程》T0565水泥混凝土抗凍性試驗方法（快凍法），經過100次凍融循環，試件的相對動彈性模量為98%，質量損失率0.2%。通過以上試驗可以看出，本配合比條件下灌漿料耐久性良好，適合用于有抗凍要求的結構物。

3.6 自由膨脹率試驗。按GB/T 50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》、JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程》T0511水泥膠砂干縮試驗方法進行試驗檢測，7d齡期自由膨脹率0.06%，14d齡期自由膨脹率0.08%，21d齡期自由膨脹率0.11%，28d齡期自由膨脹率0.14%。通過以上試驗可以看出，本配合比條件下的灌漿料無收縮，具有微膨脹效果，能保證施工后與基礎和機械設備緊密接觸無間隙，充分貼合，后期無收縮風險。

結語

本文研制的灌漿料，以硫鋁酸鹽水泥為主要膠凝材料，通過適量摻加超細粉體材料，降低了材料的用水量，改善了膠凝材料和集料之間的微界面，大幅提高了材料的早期強度和耐久性能，使灌漿料在保持高流態的同時，可以達到超高的早期強度，具有早強、高強、微膨脹、自流平、免振搗、耐久性好（抗凍融）、耐磨損、保塑性好等特性。并且不受環境溫度影響，適用于冬季施工，后期不會產生收縮。

施工時，由于產品為粉狀固體，可預先混合封裝后在施工現場加入拌合水充分攪拌均勻后即可使用，成本低、操作簡便、運輸方便。應用時能顯著加快工程進度，提高工程質量，澆注后數小時即可行人、通車，24小時即能達到設計使用強度，可安裝或運行設備，對設備投產或恢復生產非常有利。

[1]杜紀鋒，等.硫鋁酸鹽水泥基自流平灌漿料研究[J].第十屆全國水泥和混凝土化學及應用技術會議，2007.

TU57

A

楊和平（1984.5-），男，本科，任職于中冶京誠工程技術有限公司，工程師，主要研究方向為高性能混凝土及相關產品。