減水劑摻量對早強型套筒灌漿料性能的影響

董軍軍

(合肥工業大學 土木與水利工程學院，安徽 合肥　230009)

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減水劑摻量對早強型套筒灌漿料性能的影響

董軍軍

(合肥工業大學 土木與水利工程學院，安徽 合肥230009)

摘要：文章以聚羧酸減水劑摻量為變化參數，研究了早強型套筒灌漿料的流動度、豎向膨脹率以及抗壓強度隨減水劑摻量的變化情況，研究結果表明：隨著減水劑摻量的增加，灌漿料的流動度先增大后呈減小的趨勢；灌漿料的3 h豎向膨脹率隨減水劑摻量的增加逐漸降低，而24 h豎向膨脹率基本保持不變；減水劑摻量對硬化漿體的抗壓強度影響不顯著。

關鍵詞：套筒灌漿料；減水劑；流動度；抗壓強度；豎向膨脹率

目前裝配式建筑的預制構件連接技術普遍采用鋼筋套筒的連接方式，而套筒灌漿料的性能優劣對確保裝配式建筑結構的安全性起著至關重要的作用[1]。這就要求套筒灌漿料的性能不僅要有較高的抗壓強度和適宜的豎向膨脹率，還要有良好的施工性能以及較長的可操作時間[2-3]。為了得到性能良好滿足工程需要的灌漿材料需加入一些外加劑，如減水劑、膨脹劑、早強劑等，不同外加劑的摻入對水泥基灌漿料的性能具有很大的影響[4-5]。隨著建筑材料研究技術的進步，材料產業的飛速發展，水泥基灌漿料也從普通的無收縮高強灌漿料逐步向高性能早強灌漿料發展[6-7]。早強型套筒灌漿料采用硫鋁酸鹽水泥為膠凝材料，采用普通河砂、膨脹劑、礦物摻合料及外加劑等配制而成的干混料，具有流動性高、早期強度發展更快、后期強度高、滿足新的豎向膨脹率要求等優點。本文以減水劑摻量變化為變量，研究了減水劑對套筒灌漿料的流動度、豎向膨脹率以及抗壓強度的影響規律，得到合理的減水劑摻量。

1原材料與試驗

1.1原材料

水泥為河南鄭州產的42.5R級硫鋁酸鹽水泥；普通河砂，最大粒徑為2.36 mm，細度模數為1.7；安徽亳州產的一種膨脹劑；硅灰，比表面積19 000 m2/kg，SiO2含量為85%；I級粉煤灰，比表面積為700 m2/kg；蘇州產的高效聚羧酸減水劑，減水率大于25%；水為自來水。

1.2試驗方案

試驗方法按文獻[8]中的規定進行。基于表1基本配合比對早強型套筒灌漿料性能開展研究，用不同摻量的減水劑進行試驗時，其質量百分比為膠凝材料總質量的百分比。改變減水劑摻量為：0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%，研究其對套筒灌漿料的流動度、豎向膨脹率以及抗壓強度的影響，并確定出適宜的減水劑摻量。

表1　早強型套筒灌漿料的基本配合比

2試驗結果與分析

2.1試驗結果

在其他條件不變的情況下，改變減水劑摻量所得的試驗結果如表2所列。

2.2試驗分析

(1) 流動度試驗結果分析。文獻[8]給出了套筒灌漿料的流動度指標：初始值≥300 mm，30 min保留值≥260 mm。從表2可以看出，隨著減水劑摻量的增加，漿體的初始流動度先增大后減小、流動度的30 min保留值逐漸增大。當減水劑摻量為0.6%時，漿體流動度30 min保留值不滿足要求，當減水劑摻量超過1.0%時，漿體的初始流動度呈減小趨勢。考慮到合理的工作性能以及成本，減水劑的最佳摻量為0.7%。聚羧酸減水劑摻量有個飽和點[9]，達到飽和點(1.0%)摻量附近時，繼續增大減水劑摻量，流動性不再增加。由于聚羧酸減水劑自身具有緩凝作用，因此漿體的流動度30 min保留值有所增大。

表2　改變減水劑摻量所得的試驗結果

(2) 抗壓強度試驗結果分析。套筒灌漿料的豎向膨脹率指標：3 h≥0.02%，24 h與3 h差值在0.02%～0.5%之間。從表2可以看出，其豎向膨脹率均滿足要求。隨著減水劑摻量的增加，漿體的3 h豎向膨脹率逐漸降低，24 h豎向膨脹率的變化不明顯。聚羧酸的緩凝作用使得同樣齡期時水泥的水化率降低，因此灌漿料的3 h豎向膨脹率逐漸降低。在膠凝材料和水膠比都不變的情況下，摻入減水劑時漿體的24 h豎向膨脹率隨減水劑摻量的變化不明顯。

(3) 豎向膨脹率試驗結果分析。沒有良好的減水劑，要實現高強度而且大流態的灌漿料配制是困難的[10]。混合料加水攪拌成型后，在標準養護條件下養護1 d、3 d、28 d，測試試件各齡期的抗壓強度。從表2可以看出，改變減水劑摻量對漿體強度的影響不顯著。根據經典的水泥強度理論，控制水泥強度的主要因素是凝膠-空間比及水泥凝膠的固有強度。由于減水劑的摻入使得漿體的流動度達到自密實的要求，因此改變減水劑的摻量對硬化漿體各齡期強度的影響不明顯。

3結論

(1) 減水劑對早強型套筒灌漿料的流動度以及豎向膨脹率都有很大的影響，因此確定適宜的減水劑摻量是很有必要的。

(2) 隨著減水劑摻量的增加，早強型套筒灌漿料的初始流動度先增大后減小，流動度30 min保留值逐漸增大；灌漿料的3 h豎向膨脹率隨著減水劑摻量的增加而減小，而24 h豎向膨脹率無明顯變化；灌漿料的抗壓強度隨減水劑摻量的增加無顯著變化。綜合減水劑摻量對三方面性能的影響，以及干混料的成本，建議早強型套筒灌漿料的聚羧酸減水劑的合理摻量為0.7%。

〔參考文獻〕

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[8]JG/T 408-2013，鋼筋連接用套筒灌漿料[S].

[9]何廷樹.混凝土外加劑[M].西安:陜西科學技術出版社,2003.

[10]張璐,劉蒙蒙.不同減水劑下高性能水泥基結構灌漿料微觀結構研究[J].建筑科學,2012(28):162-164.

收稿日期：2016-03-14；修改日期：2016-03-18

作者簡介：董軍軍(1990-)，男，安徽阜陽人，合肥工業大學碩士生．

中圖分類號：TU502.042

文獻標識碼：A

文章編號：1673-5781(2016)02-0223-02