《水泥基灌漿材料》標準制定及技術指標解析

蔣玉川 張宇燕

（中國建材檢驗認證集團股份有限公司，北京 100024）

1 目的

水泥基灌漿材料是由水泥為基本材料，適量的骨料及加入少量的混凝土外加劑及其他材料組成的干混材料，加水拌合后具有大流動度、早強、高強、微膨脹的性能。灌漿料最早是在第二次世界大戰中由于軍事需要而出現的，到50年代，發達國家將其應用于工業部門。目前，國際上普遍將高強灌漿料應用于機械設備安裝和加固修補工程中。70年代改革開放之初，為了滿足進口設備的需要，我國開始了灌漿料的研制工作，并于1977年研制成功，開始在冶金設備安裝中大量應用。經過20 多年的研究、實踐，我國灌漿料的技術性能逐步提高，其各項技術性能已達到國際水平。在灌漿料的使用上，已從傳統的用于機械設備安裝的二次灌漿發展到用于混凝土結構的加固修補方面，并獲得了良好的效果。JC/T 986-2005《水泥基灌漿材料》標準適用于基礎二次灌漿、地腳錨栓加固、裂縫修補等，自該標準實施以來，對該類產品的質量控制起到了很好的作用。隨著水泥基灌漿材料的發展，種類愈加豐富，根據不同的用途，水泥基灌漿材料的性能要求產生很大的區別，JC/T 986-2005《水泥基灌漿材料》的指標要求已不能滿足當前此類產品應用的要求，GB 50550-2010《建筑結構加固工程施工質量驗收規范》、GB/T 50448-2015《水泥基灌漿材料應用技術規范》對水泥基灌漿材料都提出了不同的要求，為了使水泥基灌漿材料行業的產品標準、應用技術標準、質量驗收規范等一系列標準進行統一，更加符合該類產品的發展要求，有必要對JC/T 986-2005《水泥基灌漿材料》產品標準進行修訂。

2 制定過程

根據工業和信息化部辦公廳文件工信廳科[2014]51號文件《工業和信息化部辦公廳關于印發2014年第一批行業標準制修訂計劃的通知》，JC/T 986—2005《水泥基灌漿材料》列入修訂計劃，計劃項目號為2014-0133TJC，由中國建材檢驗認證集團股份有限公司組織相關科研院所、企業、施工、設計等單位進行起草工作。

2014年5月23日，《水泥基灌漿材料》行業標準制定第一次工作會議于北京中國建筑材料科學研究總院召開，會議對《水泥基灌漿材料》行業標準應包含的技術指標和相關試驗方法進行了深入、細致的討論，形成了《水泥基灌漿材料》行業標準的技術指標和試驗方法的討論稿，收集了樣品44 組，由國家建筑材料測試中心完成驗證試驗。2015年12月19日，《水泥基灌漿材料》行業標準制定第二次工作會議于北京中國建筑材料科學研究總院召開。標準制定小組討論分析了標準驗證試驗結果及試驗方法，確定了標準的技術指標，形成了征求意見稿，同時向社會各界廣泛征求意見。2016年06月11日，《水泥基灌漿材料》行業標準制定第三次工作會議于北京中國建筑材料科學研究總院召開。標準制定小組分析討論了標準征求意見返回意見，對各條意見進行逐條分析討論，最終確定采納和不采納條款，并分析原因，形成標準送審稿。

2016年11月27日，全國水泥制品標準化技術委員會在常州市主持召開了《水泥基灌漿材料》行業標準審查會，審查委員會一致通過了本標準修改后的送審稿，建議為推薦性標準正式報批，以便及早頒布實施。

2018年05月10號中華人民共和國工業和信息化部公告 2018年（第23 號）頒布了JC/T 986-2018《水泥基灌漿材料》行業標準，自2018年09月01日起正式實施。

3 制定依據

1）遵循水泥基灌漿材料產品特有的性能、質量檢驗和控制的普遍規律。

2）符合水泥基灌漿材料行業的一般規范。

3）在符合國內水泥基灌漿材料行業的產品技術水平和應用的基礎上，參考國內外標準中的有關內容編寫，部分重要參數測試方法與國際接軌。同時體現國內水泥基灌漿材料的普遍特性和性能特點，具有合適的覆蓋面。

4）技術指標全面，寬嚴得當，既能適應實際生產，又能體現產品自身特點。

4 制定內容

水泥基灌漿材料按流動度分為四類：I 類、II 類、III類和IV 類；按抗壓強度分為四個等級：A50、A60、A70和A85。制定技術指標包括：細度、流動度、抗壓強度、泌水率、對鋼筋銹蝕作用、豎向膨脹率。標準規定I 類、II 類和III 類水泥基灌漿材料4.75mm 篩篩余為0；IV 類水泥基灌漿材料最大粒徑大于4.75mm，且小于25mm。其他技術指標要求見表1、表2、表3。

表1 流動度

表2 抗壓強度

表3 其他性能要求

本標準主要修訂內容包括：

1）對水泥基灌漿材料的流動度有很高要求的工程，采用現有的截錐流動度測試方法（即原標準中的流動度測試方法）不能準確體現灌漿料的流變性，因此增加流時的測定方法，即流錐流動度測試方法。

2）取消對水泥基灌漿材料原材料的要求。

3）取消凝結時間和鋼筋握裹強度的要求。

4）修改對水泥基灌漿材料粒徑、流動度、抗壓強度、泌水率、豎向膨脹率的要求。

5 技術指標解析

5.1 流動度

水泥基灌漿材料區別于其他水泥基材料的典型特征之一就是該類材料具有好的流動性，依靠自身重力的作用，能夠流進所要灌注的空隙，不需振搗能夠密實填充。對于大型設備灌漿，或狹窄間隙灌漿，對流動性的要求更高。因此流動度的大小是該類材料是否具有可使用性的前提，順利灌漿也是施工操作的第一步。如果流動性不夠，漿體不能順利流滿所要填充的空間，如果從另一側進行補灌，顯然會形成窩氣，帶來工程隱患。

水泥基灌漿材料施工時只需加水拌合均勻即可灌注。加大拌合用水量對增加流動性有利，而對強度、豎向膨脹率和泌水率等均會產生不利影響。如果產品對拌合用水量非常敏感，水料比增加1%，就會出現表面大量反泡，甚至泌水離析的情況，有效承載面很低，甚至失去承載作用，施工留樣強度遠低于材料檢驗強度。為避免出現上述現象，本標準規定按產品要求的最大用水量，或者說產品能夠達到的最大流動度為檢驗前提；如果施工時不需要大的流動度，可以降低拌合用水量，這樣不會對工程造成不良后果。

工程經驗表明，水泥基灌漿材料須具有較好的流動性保持能力，確保拌合料經過一定時間后仍具有一定的流動度，以便順利灌注，結合國內外施工說明，本規范規定30min 流動度保留值。

本次修訂，按照工程需要和水泥基灌漿材料類別增加了截錐流動度和坍落擴展度試驗方法，I 類灌漿料按照流錐流動度進行表征，II 類和III 類按照截錐流動度方法進行表征，IV 類按照混凝土坍落擴展度進行表征。原標準制定時，主要針對設備二次灌漿、地腳錨固等用途灌漿材料提成的指標要求，而隨著水泥基灌漿材料不斷出現新的用途，灌漿料應用技術也得到了很大的發展，不同用途的灌漿料對流動度要求差別也很大。

隨著水泥基灌漿材料技術的發展，國內外出現了一種新型低粘度的灌漿材料，這種灌漿材料在獲得低粘度性能的同時，還能保持自身的勻質性，做到不沉降、不泌水等，而且這種灌漿材料對用水量不敏感，現場施工時材料的勻質性較好，灌漿速度快，不需要高位漏斗就可以灌入狹小的空間，其作為一類低粘度精確灌漿材料新產品，在國外已經得到了大范圍的使用，國外相關產品目前執行的檢測標準為美國標準ASTM C939 《預填骨料混凝土灌漿料流動性試驗方法（流錐法）》。GB/T 50448—2015《水泥基灌漿材料應用技術規范》也增加了流錐法流動度測試方法。因此，此次標準修訂，增加了流錐流動度試驗方法，并根據國內外廠家的技術指標和國內廠家產品的驗證試驗情況，確定了初始和30min 流錐流動度指標。

流動度IV 類灌漿料采用截錐法—坍落擴展度方法，因為用于大截面構件加固等用途的水泥基灌漿材料骨料粒徑大，實質上是一種大流態混凝土，參照現行國家標準GB/T 50080《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》和對自密實混凝土（砂漿）的相關性能要求，采用坍落擴展度表征流動性。

對于原常規水泥基灌漿材料按照流動度分為兩個類別：II 類和III 類，根據工程需要可以選擇不同流動度要求的灌漿料。

5.2 抗壓強度

按抗壓強度分為四個等級：A50、A60、A70 和A85。水泥基灌漿材料應用廣泛，不僅應用于設備基礎二次灌漿、地腳螺栓錨固等基礎加固工程，還大量的應用于混凝土結構加固工程，并且在鋼筋連接套筒中普遍應用。水泥基灌漿材料用途不同，對材料強度要求也有很大的差異，基礎加固工程普通要求60MPa 以上，而混凝土結構加固達到50MPa 以上就能滿足工程要求，鋼筋連接套筒用水泥基灌漿材料卻需要85MPa 以上，因此，本標準中對水泥基灌漿材料進行強度等級劃分，工程設計、生產企業和施工方可以根據不同的工程需求選擇不同強度級別的灌漿材料，既可以滿足工程質量要求，又可以避免“高強度，低使用”情況的浪費。

5.3 豎向膨脹率

水泥基灌漿材料的另一個重要特性是該類材料具有膨脹性，以能夠密實填充所灌注的空間，增大有效承載面，起到有效承載的作用。

水泥基灌漿材料拌和后具有很大的流動度，如果早期沒有膨脹，必然存在收縮，包括塑性收縮和沉降收縮，即使后期的膨脹能夠補償早期的收縮，這種早期漿體的收縮對于灌漿的密實性有負面影響，容易引入空氣，降低有效承載面；如果后期的膨脹不能補償早期的收縮，將直接導致空鼓，灌漿層喪失承載功能。因此，早期膨脹是一項重要特性，對克服塑性收縮，使得灌漿層更加密實，增大有效承載面，確保灌漿質量有重要意義。在硬化過程中，仍需要適當的膨脹，以進一步密實填充，并且在硬化的水泥基灌漿材料中產生一定的膨脹應力，有利于補償后期的收縮。

結合實際工程應用情況，在驗證試驗的基礎上，參考GB/T 50448-2015《水泥基灌漿材料應用技術規范》以及國外相關標準，本標準規定以加水拌和后3h 的豎向膨脹率為早期膨脹，3h 到24h 之間的膨脹為硬化后膨脹，本標準規定的指標與GB/T 50448-2015 相一致。

5.4 凝結時間、鋼筋握裹強度（圓鋼）

水泥基灌漿材料規定了流動度30min 保留值和1d 抗壓強度的要求，凝結時間形同虛設，沒有實際意義，因此本次修訂取消凝結時間的要求。

鋼筋握裹強度規定的是水泥基灌漿材料與鋼筋的粘結強度，工程中大部分都為螺紋鋼，并且主要是機械咬合力的作用，握裹強度與鋼筋的規格、種類關系很大，不能完全體現實際工程情況，并且采用圓鋼進行試驗更不能代表實際工程情況。因此，本次修訂取消鋼筋握裹強度（圓鋼）。

5.5 其他指標

對鋼筋銹蝕作用采用原標準中的方法進行鋼筋銹蝕試驗。

最大骨料粒徑與灌注孔洞尺寸、灌漿層厚度、加固層厚度等有直接關系，最大骨料粒徑超過控制范圍會嚴重降低水泥基灌漿材料的結構性能，因此水泥基灌漿材料應嚴格控制最大骨料粒徑，

泌水率是表示水泥基灌漿材料拌和時析出水分的指標，設備灌漿、螺栓錨固以及混凝土結構加固等，均要求無泌水，如果水泥基灌漿材料存在泌水，則接觸面會出現大量氣泡孔穴，或表面水泥漿富集，有效承載面很低，承載能力降低，因此規定泌水率為0%。

6 試驗方法

為保證試驗方法科學、公正，真正體現材料本身特性，并且易于操作、復驗性好，標準中的試驗方法均是采用目前國家或行業標準中常用的方法，公認度較高。

細度采用國家標準篩篩余的方法確認最大骨料粒徑是否在控制范圍內。流動度分為三種試驗方法：截錐流動度、流錐流動度和坍落擴展度，截錐流動度為本標準中原有的試驗方法，流錐流動度按TB/T 3192-2008 附錄A 進行，坍落擴展度按GB/T 50080 的規定進行。泌水率按GB/T 50080 的規定進行。I 類、II 類和III 類灌漿材料按GB/T 17671 進行；IV 類灌漿材料按照GB/T 50081 進行。豎向膨脹率按GB 50119-2013 附錄C 的規定進行，測定3h和24h 豎向膨脹率。對鋼筋銹蝕作用采用原標準中的方法進行鋼筋銹蝕試驗。

7 驗證試驗情況分析

驗證試驗共搜集樣品44 個，其中流動度I 類樣品6 個、II 類樣品10 個、III 類樣品22 個、IV 類樣品6 個；抗壓強度等級A50 樣品5 個、A60 樣品11 個、A70 樣品16 個、A85 樣品12 個。詳細驗證試驗結果請見驗證試驗報告，具體統計情況見表4。

表4 灌漿材料驗證試驗合格率統計表

樣品總數量為44 個，全部項目合格的28 個，合格率為63.6%。按流動度分類，IV 類樣品合格率最低，為50.0%，I 類樣品合格率最高，為83.3%，II 類、III 類樣品合格率分別為70.0%、59.1%；按抗壓強度分類，A60 樣品合格率最高，為81.8%，A85 合格率最低，為50.0%。

8 與國內、國際相關標準的對比

本標準與國內相關標準對比數據見表5。國際標準ASTM C1107-2014 所規定的灌漿材料是一種無收縮水泥基材料，與本標準中規定的大流態、早強、高強、微膨脹的水泥基灌漿材料有較大的區別，因此，表5中未列出ASTM C1107-2014 的指標進行對比分析。

本標準參考了GB/T 50448-2015《水泥基灌漿材料應用技術規范》、GB50550-2010《建筑結構加固工程施工質量驗收規范》、JG/T408-2013《鋼筋連接用套筒灌漿料》、ASTM C1107-2014《Standard specification for packaged dry， hydraulic-cement grout》等相關標準，根據水泥基灌漿材料目前的發展水平和市場需求狀況對JC/T986-2005《水泥基灌漿材料》進行技術參數修訂，在技術指標和試驗方法上進行優化，達到既符合當前國內市場的行情，滿足生產企業、使用單位的需求，又與國內外標準協調統一，技術指標科學合理，試驗方法可操作性強。本標準符合國內的環保要求、健康指標要求，為該類產品在工程中合理利用、提高工程質量提供了產品檢驗依據。

9 結語

水泥基灌漿材料是建筑工程中應用量較大、使用范圍較廣的一種建筑材料，尤其在設備二次灌漿、柱腳底板、地腳螺栓錨固、混凝土結構加固、修補、鋼筋連接套筒等方面的應用得到飛速發展，并仍處于上升階段。水泥基灌漿材料的質量可靠性直接關系到工程加固質量的優劣，《水泥基灌漿材料》JC/T 986-2018 行業標準已正式頒布實施，標準結合產品發展水平和市場應用需求，參照國內外相關標準的規定，對水泥基灌漿材料行業標準進行修訂，將更好的指導水泥基灌漿材料行業的發展，為產品生產企業、設計單位和施工單位提供產品質量檢驗和質量控制依據，將大大推動水泥基灌漿材料產品行業的發展，在提高工程質量、保證構筑物的使用壽命等方面發揮指導作用。

表5 國內外水泥基灌漿材料標準對比