減水劑摻量對(duì)早強(qiáng)型套筒灌漿料性能的影響

董軍軍

(合肥工業(yè)大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院，安徽 合肥　230009)

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減水劑摻量對(duì)早強(qiáng)型套筒灌漿料性能的影響

董軍軍

(合肥工業(yè)大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院，安徽 合肥230009)

摘要：文章以聚羧酸減水劑摻量為變化參數(shù)，研究了早強(qiáng)型套筒灌漿料的流動(dòng)度、豎向膨脹率以及抗壓強(qiáng)度隨減水劑摻量的變化情況，研究結(jié)果表明：隨著減水劑摻量的增加，灌漿料的流動(dòng)度先增大后呈減小的趨勢(shì)；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(duì)硬化漿體的抗壓強(qiáng)度影響不顯著。

關(guān)鍵詞：套筒灌漿料；減水劑；流動(dòng)度；抗壓強(qiáng)度；豎向膨脹率

目前裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件連接技術(shù)普遍采用鋼筋套筒的連接方式，而套筒灌漿料的性能優(yōu)劣對(duì)確保裝配式建筑結(jié)構(gòu)的安全性起著至關(guān)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(qiáng)度和適宜的豎向膨脹率，還要有良好的施工性能以及較長(zhǎng)的可操作時(shí)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(qiáng)劑等，不同外加劑的摻入對(duì)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(shù)的進(jìn)步，材料產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，水泥基灌漿料也從普通的無收縮高強(qiáng)灌漿料逐步向高性能早強(qiáng)灌漿料發(fā)展[6-7]。早強(qiáng)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(dòng)性高、早期強(qiáng)度發(fā)展更快、后期強(qiáng)度高、滿足新的豎向膨脹率要求等優(yōu)點(diǎn)。本文以減水劑摻量變化為變量，研究了減水劑對(duì)套筒灌漿料的流動(dòng)度、豎向膨脹率以及抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律，得到合理的減水劑摻量。

1原材料與試驗(yàn)

1.1原材料

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

1.2試驗(yàn)方案

試驗(yàn)方法按文獻(xiàn)[8]中的規(guī)定進(jìn)行?；诒?基本配合比對(duì)早強(qiáng)型套筒灌漿料性能開展研究，用不同摻量的減水劑進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，其質(zhì)量百分比為膠凝材料總質(zhì)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(duì)套筒灌漿料的流動(dòng)度、豎向膨脹率以及抗壓強(qiáng)度的影響，并確定出適宜的減水劑摻量。

表1　早強(qiáng)型套筒灌漿料的基本配合比

2試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1試驗(yàn)結(jié)果

在其他條件不變的情況下，改變減水劑摻量所得的試驗(yàn)結(jié)果如表2所列。

2.2試驗(yàn)分析

(1) 流動(dòng)度試驗(yàn)結(jié)果分析。文獻(xiàn)[8]給出了套筒灌漿料的流動(dòng)度指標(biāo)：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(dòng)度先增大后減小、流動(dòng)度的30 min保留值逐漸增大。當(dāng)減水劑摻量為0.6%時(shí)，漿體流動(dòng)度30 min保留值不滿足要求，當(dāng)減水劑摻量超過1.0%時(shí)，漿體的初始流動(dòng)度呈減小趨勢(shì)?？紤]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(gè)飽和點(diǎn)[9]，達(dá)到飽和點(diǎn)(1.0%)摻量附近時(shí)，繼續(xù)增大減水劑摻量，流動(dòng)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(dòng)度30 min保留值有所增大。

表2　改變減水劑摻量所得的試驗(yàn)結(jié)果

(2) 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果分析。套筒灌漿料的豎向膨脹率指標(biāo)：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(shí)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(shí)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(yàn)結(jié)果分析。沒有良好的減水劑，要實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度而且大流態(tài)的灌漿料配制是困難的[10]?；旌狭霞铀?dāng)嚢璩尚秃螅跇?biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)1 d、3 d、28 d，測(cè)試試件各齡期的抗壓強(qiáng)度。從表2可以看出，改變減水劑摻量對(duì)漿體強(qiáng)度的影響不顯著。根據(jù)經(jīng)典的水泥強(qiáng)度理論，控制水泥強(qiáng)度的主要因素是凝膠-空間比及水泥凝膠的固有強(qiáng)度。由于減水劑的摻入使得漿體的流動(dòng)度達(dá)到自密實(shí)的要求，因此改變減水劑的摻量對(duì)硬化漿體各齡期強(qiáng)度的影響不明顯。

3結(jié)論

(1) 減水劑對(duì)早強(qiáng)型套筒灌漿料的流動(dòng)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(qiáng)型套筒灌漿料的初始流動(dòng)度先增大后減小，流動(dòng)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(qiáng)度隨減水劑摻量的增加無顯著變化。綜合減水劑摻量對(duì)三方面性能的影響，以及干混料的成本，建議早強(qiáng)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(xiàn)〕

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[3]邵正明,周建啟,仲朝明,等.CGM高性能水泥基灌漿材料的性能研究[J]. 混凝土, 2007(11):98-101.

[4]何濤,趙青林,徐奇威,等.不同外加劑對(duì)水泥基灌漿材料流變性能的影響[J].硅酸鹽通報(bào),2010,29,(3):728-733.

[5]唐世敏,宛阿祥,胡勝.減水劑摻量對(duì)鐵尾礦砂水泥基灌漿料性能影響實(shí)驗(yàn)分析[J].工程與建設(shè),2013，27(1):64-66.

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

收稿日期：2016-03-14；修改日期：2016-03-18

作者簡(jiǎn)介：董軍軍(1990-)，男，安徽阜陽人，合肥工業(yè)大學(xué)碩士生．

中圖分類號(hào)：TU502.042

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-5781(2016)02-0223-02