混凝土結(jié)構(gòu)加固用灌漿料試驗(yàn)研究

魏瑩瑩

(山東省建筑科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250031)

混凝土結(jié)構(gòu)加固用灌漿料試驗(yàn)研究

魏瑩瑩

(山東省建筑科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250031)

文章從高吸水性樹脂（SAP）和膨脹劑出發(fā)，通過試驗(yàn)來研究SAP和膨脹劑摻量對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加固用灌漿料流動(dòng)度、抗壓強(qiáng)度、豎向膨脹率的影響，得出一組SAP和膨脹率的最優(yōu)摻量，對(duì)解決灌漿料應(yīng)用中出現(xiàn)的顏色不均勻、流動(dòng)性差、密實(shí)性差、出現(xiàn)收縮裂縫等問題提供了有利的作用。

高吸水性樹脂 膨脹劑 混凝土結(jié)構(gòu)加固 灌漿料 膨脹率

1. 述

當(dāng)今，世界已有建筑大多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，眾所周知，混凝土致命缺點(diǎn)在于它的抗拉強(qiáng)度極低。隨著使用時(shí)間的增加，許多鋼筋混凝土建筑出現(xiàn)了各種裂縫、沉降不均、抗震能力不足等一系列問題。然而直接對(duì)出現(xiàn)此類問題的建筑物拆除是不切實(shí)際的，最有效和實(shí)用的方法便是對(duì)其進(jìn)行加固。所以，建筑結(jié)構(gòu)的加固占據(jù)著越來越重要的地位。

目前，將高強(qiáng)灌漿料應(yīng)用在加固修補(bǔ)工程中的做法是非常普遍的。我國(guó)對(duì)灌漿料的研制在1977年獲得成功，經(jīng)過20多年的研究，灌漿料已逐漸被用于混凝土結(jié)構(gòu)的加固修補(bǔ)上且取得了較好的效果。

灌漿料具有良好的流動(dòng)性，而且和易性比較好，有較高的自密實(shí)性能，并且早期強(qiáng)度較大。這些優(yōu)點(diǎn)讓它在橋涵搶修及工程質(zhì)量缺陷處理等方面的應(yīng)用越來越廣泛。趙敏等人對(duì)灌漿料的施工性能作過試驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)了多種改性灌漿料[1]；但是灌漿料發(fā)展過程中所遇到的問題也是不可忽略的。

本文研究了改善混凝土結(jié)構(gòu)加固用灌漿料的一些常遇到的問題。通過閱讀有關(guān)文獻(xiàn)[2]可知，高吸水性樹脂不僅可以提高砼的強(qiáng)度，對(duì)砼中膠凝材料和摻合料的二次水化起著非常有利的作用，而且還能降低砂漿的收縮，對(duì)灌漿料的膨脹性研究有著非常重要的意義。

2. 凝土結(jié)構(gòu)加固用灌漿料的技術(shù)要求

根據(jù)YB/T9261-98《水泥基灌漿料施工技術(shù)規(guī)程》的要求，灌漿料1d/3d/28d的抗壓強(qiáng)度分別不應(yīng)小于22MPa/ 38MPa / 55MPa，流動(dòng)度不小于240mm，膨脹率在豎向上需大于等于0.02%。

3. 驗(yàn)原材料及方法

3.1 原材料

3.1.1 水泥

采用強(qiáng)度等級(jí)為42.5MPa的普通硅酸鹽水泥，符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。3.1.2骨料

選用比重2.65、硬度7的高強(qiáng)度骨料。

3.1.3 外加劑與摻合料

膨脹劑采用南京特種建筑材料股份有限公司生產(chǎn)的UEA-H膨脹劑；采用鄭州博軒化工廠產(chǎn)品有限公司生產(chǎn)的吸水率為500g/g高吸水性樹脂（SAP）。

3.2 試驗(yàn)方法

SAP與膨脹劑摻量對(duì)灌漿料膨脹性能的影響通過兩組試驗(yàn)來分析。通過相關(guān)文獻(xiàn)閱讀及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，將SAP摻量分別定為灌漿料總量的0/1‰/1.5‰/2‰，UEA-H摻量定為灌漿料總量的0.1‰/0.15‰/0.2‰。水料比定為0.15。

4. 驗(yàn)結(jié)果與討論

4.1 SAP對(duì)灌漿料膨脹性能的影響

將水泥、骨料、摻合料、外加劑（其中SAP摻量為變量，膨脹劑摻量定為0.1‰）按一定比例攪拌均勻后，加水?dāng)嚢?分鐘，進(jìn)行流動(dòng)度、凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度、豎向膨脹值等試驗(yàn)，結(jié)果見表1。

表1 不同SAP摻量對(duì)灌漿料性能試驗(yàn)影響

通過上述試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著SAP摻量的增加，灌漿料抗壓強(qiáng)度在前期是呈先上升后下降的趨勢(shì)，但是后期強(qiáng)度比空白試驗(yàn)時(shí)都有增加。說明了SAP摻量并不是越多越好， SAP額外引水雖然能為原本接觸不到水分的膠凝材料顆粒提供水分，但是額外引水本身會(huì)增大灌漿料的水灰比，從而對(duì)灌漿料的早期強(qiáng)度影響較大。而且隨著SAP摻量的增加，SAP并不能全部吸收額外引入的水分子，使自由水量增加。隨著水分的蒸發(fā)以及膠凝材料的不斷水化，在水泥石結(jié)構(gòu)的內(nèi)部產(chǎn)生了很多毛細(xì)孔，進(jìn)而毛細(xì)管靜水張力所產(chǎn)生的管壁壓應(yīng)力數(shù)值也增加，砂漿內(nèi)部所承受的壓應(yīng)力增加，所以使砂漿的收縮變大，從而降低了灌漿料的膨脹作用。灌漿料的流動(dòng)度隨著SAP摻量的增加呈現(xiàn)出先增加后趨于穩(wěn)定的現(xiàn)象。

綜上所述，SAP在灌漿料中的摻量選為1‰較為合理。

4.2 UEA-H摻量對(duì)灌漿料膨脹性能的影響

SAP摻量為1‰，其它原材料摻量及試驗(yàn)方法與4.1節(jié)中一樣。

表2 UEA-H對(duì)灌漿料性能試驗(yàn)結(jié)果

通過試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著膨脹劑摻量的增加，灌漿料的流動(dòng)度超過了300mm，呈現(xiàn)出先增大后有下降的趨勢(shì)。灌漿料抗壓強(qiáng)度隨著膨脹劑的增加有所提高，但隨著膨脹劑摻量的繼續(xù)增大，灌漿料抗壓強(qiáng)度嚴(yán)重下降，這是因?yàn)樵缙诘呐蛎浡蔬^大，影響了混凝土硬化后的強(qiáng)度，而造成的過大的膨脹破壞了原來已形成的結(jié)構(gòu)。混凝土的膨脹率隨著膨脹劑摻量的增大而增大，但是增大幅度會(huì)有所減小。由此可知，膨脹劑對(duì)灌漿料的膨脹性能影響較大，其摻量存在一個(gè)臨界點(diǎn)，在這個(gè)臨界點(diǎn)，膨脹劑對(duì)灌漿料的作用將達(dá)到最佳效果。

綜合以上分析可知，本試驗(yàn)得出的最佳膨脹劑摻量為0.15‰。

5結(jié)論

文章將高吸水性樹脂應(yīng)用在混凝土結(jié)構(gòu)加固用灌漿料中，并通過試驗(yàn)研究，得出了在混凝土結(jié)構(gòu)加固用灌漿料中的SAP和膨脹劑的最優(yōu)摻量。通過在灌漿料中加入適量高吸水性樹脂和膨脹劑來改善灌漿料的和易性、提高它的強(qiáng)度與改善它的膨脹性，對(duì)解決灌漿料在實(shí)際工程中遇到的裂縫等問題有很大的幫助。

[1]趙敏.改性灌漿料施工性能試驗(yàn)研究[J].安徽建筑,2013,1:184-185

[2]張珍林，孔祥明. 高吸水性樹脂對(duì)高強(qiáng)混凝土早期自收縮和干燥收縮的影響[J].第三屆兩岸四地高性能混凝土國(guó)際研討會(huì),2012.11,TU528:233-240

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1007-6344（2015）11-0105-01