周圍環(huán)境含水率對鋼筋套筒灌漿料豎向膨脹率影響研究*

陳 駿，周毓載，伍永祥，梁 偉

(中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430040)

0 引言

國內(nèi)裝配式建筑中，預(yù)制墻板、柱多采用鋼筋套筒灌漿連接[1-2]。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范、圖集，上、下層預(yù)制墻板、柱之間預(yù)留20mm安裝縫，周邊采用嵌縫砂漿或彈性防水密封材料封堵，內(nèi)部采用灌漿料填實(shí)[3-5]。關(guān)于灌漿施工工藝，仍存在灌漿施工前混凝土面層是否需灑水濕潤、灑水濕潤是否對鋼筋套筒灌漿豎向膨脹率有影響的爭議。

針對以上問題，選取市場上常用的西卡、鑫橋安、錦源3種品牌鋼筋套筒灌漿料進(jìn)行周圍環(huán)境含水率對其豎向膨脹率影響的試驗(yàn)，為裝配式混凝土建筑灌漿施工前混凝土面層是否需灑水濕潤等問題提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)概況

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

表1 灌漿料技術(shù)指標(biāo)

1.2 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)參照J(rèn)G/T 408—2019《鋼筋連接用套筒灌漿料》附錄C豎向膨脹率試驗(yàn)方法[5]，結(jié)合現(xiàn)場灌漿施工環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2.1測量儀器

試驗(yàn)所需測量儀器主要為：靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng)、儀器架、105mm×80mm×5mm玻璃板、100mm×100mm×20mm立方體整體試模、1 000mm×1 000mm×15mm鋼化玻璃墊板，如圖1所示。

圖1 豎向膨脹率測量裝置

1.2.2儀器安裝要求

1)鋼化玻璃墊板 表面平整，水平放置在工作臺(tái)上，水平度不應(yīng)超過0.02。

2)試模 放置在鋼化玻璃墊板上，不可搖動(dòng)。

3)玻璃板 平放在試模中間位置。

4)儀器架 固定在鋼化玻璃墊板上，盡量靠近試模，縮短橫桿懸臂長度。

5)靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng) 測量端測量頭與儀器架固定牢靠，同時(shí)下壓測量頭，使測量頭下壓約1/2，測量端不可前后左右傾斜。

1.2.3豎向膨脹率試驗(yàn)

每種鋼筋套筒灌漿料做2組試驗(yàn)，每組試驗(yàn)包括6個(gè)含水率不同的試件。

試驗(yàn)將對模具含水量的調(diào)整，轉(zhuǎn)換為對周邊環(huán)境含水率的調(diào)整，含水量分為0，3，6，9，12，15mL，其對應(yīng)周圍環(huán)境含水率分別為0，1.5%，3%，4.5%，6%，7.5%。

1)稱取600g灌漿料，78g水(水灰比為0.13)，其中灌漿料采用新開封袋內(nèi)材料，水采用靜置一段時(shí)間的自來水。按JC/T 681—2005《行星式水泥膠砂攪拌機(jī)》要求進(jìn)行攪拌。

2)分別稱取3，6，9，12，15mL水，倒入試模中，改變試件周圍環(huán)境含水率。

3)將玻璃板平放在試模中間，并輕輕壓住玻璃板，將拌合料一次性從一側(cè)倒?jié)M試模，直至另一側(cè)溢出并高于試模邊緣約2mm。

4)用濕棉絲覆蓋玻璃板兩側(cè)漿體。

5)將靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng)測量端測量頭牢固安裝于玻璃板中央，并在30s內(nèi)將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀數(shù)歸零，成型過程應(yīng)在攪拌結(jié)束后3min內(nèi)完成。

6)自加水拌合起，分別于3，24h讀取計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的讀數(shù)ht。整個(gè)測量過程中保持棉絲濕潤，裝置不得受振動(dòng)。成型養(yǎng)護(hù)溫度均為(20±2)℃，濕度均為95%以上。

7)豎向膨脹率應(yīng)按下式計(jì)算：

εt=ht/h×100%

(1)

式中：εt為豎向膨脹率；ht為試件齡期為t時(shí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀數(shù)(mm)；h為試件基準(zhǔn)高度，為20mm。

試驗(yàn)結(jié)果取一組3個(gè)試件的算術(shù)平均值，計(jì)算精確至10-3。

1.3 試驗(yàn)結(jié)果

通過以上試驗(yàn)，得到豎向膨脹率試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如表2所示。

表2 豎向膨脹率試驗(yàn)數(shù)據(jù)

由表2可知，周圍環(huán)境含水率改變時(shí)，不同灌漿料豎向膨脹率的變化不同。推斷灌漿料組分的差異導(dǎo)致周圍環(huán)境含水率對其豎向膨脹率的影響不同，因此，需對單個(gè)灌漿料豎向膨脹率試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，灌漿料豎向膨脹率隨周圍環(huán)境含水率變化曲線如圖2所示。

圖2 漿料豎向膨脹率隨周圍環(huán)境含水率變化曲線

西卡灌漿料豎向膨脹率隨周圍環(huán)境含水率增大呈“M”形變化，周圍環(huán)境含水率分別為1.5%，6%時(shí)，豎向膨脹率達(dá)到峰值。

鑫橋安灌漿料豎向膨脹率隨周圍環(huán)境含水率增大而減小。

錦源灌漿料豎向膨脹率隨周圍環(huán)境含水率增大呈不規(guī)則變化，周圍環(huán)境含水率為3%時(shí)，3h豎向膨脹率達(dá)到峰值；周圍環(huán)境含水率為7.5%時(shí)，24h豎向膨脹率達(dá)到峰值。

綜上，周圍環(huán)境含水率對單個(gè)灌漿料豎向膨脹率影響呈規(guī)律性變化，但由于灌漿料組成成分的差異，變化規(guī)律不同。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

1)周圍環(huán)境含水率對灌漿料豎向膨脹率的影響與其組分有關(guān)，具有不確定性。

2)周圍環(huán)境含水率>3%的試件，拆模時(shí)灌漿料試塊與玻璃板存在空隙(見圖3)。這是由于模具水量較多，水的重度小于灌漿料的重度，灌漿料倒入時(shí)，將水?dāng)D至面層，部分水通過試模一側(cè)溢出，未溢出的水與玻璃板貼合，流失后形成空隙。

圖3 周圍環(huán)境含水率3%以上試件拆模

3 結(jié)語

1)周圍環(huán)境含水率對灌漿料豎向膨脹率的影響與灌漿料組分有關(guān)，且影響存在不確定性。因此，現(xiàn)場灌漿施工前，需對所使用的灌漿料進(jìn)行檢測，明確周圍含水率對其豎向膨脹率的影響，進(jìn)而確定是否需要灑水濕潤。

2)灑水濕潤后，混凝土面層不得存在積水，避免水分流失后該區(qū)域灌漿料與混凝土結(jié)構(gòu)脫離，影響結(jié)構(gòu)整體受力。