纳米SiO_(2)增强高强套筒灌浆料及高温后性能试验研究

研究了常温下不同纳米SiO_(2)(NS)掺量(0、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%)对高强套筒灌浆料流动度和强度的影响,以及不同高温温度(150、200、250℃)下NS掺量对高强套筒灌浆料质量损失和强度的影响,并进行了微观机理分析。结果表明:常温下,NS的掺入降低了灌浆料的流动度,灌浆料的强度随NS掺量的增加先增大后降低;高温后,灌浆料的质量损失率随温度的升高逐渐增大,抗折强度逐渐降低,抗压强度先增大后降低;NS的掺入能够降低灌浆料的质量损失率和抗折强度损失率,提高抗压强度,且随着NS掺量的增加,质量损失率和抗折强度损失率先降低后增大;NS能够改善灌浆料的内部孔结构;随着温度的升高,灌浆料的内部结构先密实后疏松。

硫铝酸盐水泥基套筒灌浆料强度性能试验研究

以硫铝酸盐水泥作为套筒灌浆料的胶凝材料,在水胶比一定的情况下,研究掺入5%、10%、15%和20%的粉煤灰及养护温度为-5℃时该灌浆料的流动度和抗压强度。试验结果表明:粉煤灰掺量分别为5%、20%时,30 min后流动度分别为274 mm、293 mm;当粉煤灰掺量分别为5%、20%时,养护时间均为28 d时,灌浆料的抗压强度分别为80 MPa和98 MPa。由试验结果可知,随着粉煤灰掺入量的增加,灌浆料的流动性能逐渐增大,当掺量为20%时,套筒灌浆料的流动度性能最好;灌浆料的抗压强度随时间的推移呈上升趋势,粉煤灰的掺量为20%时,灌浆料的抗压强度最佳。

装配式建筑用聚合物乳液改性套筒灌浆料的制备及性能研究

本文利用醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液(EVA)、丙烯酸酯乳液(PAE)分别对装配式水泥基套筒灌浆料进行改性,制备了2种聚合物乳液改性套筒灌浆料。研究了聚合物乳液对套筒灌浆料流动度、抗压强度、吸水率、膨胀率、耐久性、拉伸性能和微观结构的影响,并进行了成本核算。结果表明:掺入聚合物乳液能显著改善灌浆料的流动度、抗压强度、吸水率、抗硫酸盐侵蚀和抗冻融侵蚀性能,而且PAE改性的套筒灌浆料的综合性能优于EVA改性;PAE改性能增强灌浆料整体内聚力和密实度,使得灌浆料的膨胀率基本无负面影响且无泌水现象,同时可以增强灌浆料接头的拉伸性能、抗拉强度以及黏结强度。当PAE掺量在0.3%~1.0%(质量分数)时,PAE改性灌浆料性能均满足相应国家标准要求,且制备成本较低。

低水敏性套筒灌浆料试验研究

制备了用水量11.5%~13.0%时均满足使用要求的套筒灌浆料。通过正交试验研究了粉煤灰、硅灰、沉珠对套筒灌浆料流动度及早期强度的影响,并确定各材料最佳用量;通过单因素及复掺试验研究了木质纤维和低黏度纤维素醚对套筒灌浆料流动度、强度及水敏性的影响,并确定二者最佳掺量。结果表明,低水敏性套筒灌浆料配比为:P·Ⅰ52.5水泥410 g、粉煤灰10 g、硅灰30 g、沉珠30 g、石膏20 g、40~80目石英砂200 g、80~120目石英砂300 g、消泡剂0.3 g、塑性膨胀剂0.15 g、PC-G2 g、木质纤维0.1 g、MHPC0.005 g,在用水量较低(11.5%)时略低于JG/T 408—2019《钢筋连接用套筒灌浆料》要求,但满足施工要求,用水量较高(13.0%)时流动度及强度均符合JG/T 408—2019要求。工程应用表明,该套筒灌浆料流动性好,不同用水量均满足施工所需,强度符合JG/T408—2019要求。

矿物掺合料复掺对套筒灌浆料性能的影响

为满足套筒灌浆料基本性能要求,固定水胶比为0.24,胶砂比为1︰1,采用单因素试验,通过改变减水剂与消泡剂掺量,确定了基准配合比,并研究了粉煤灰、硅灰、矿粉两两复掺对灌浆料初始流动度、30 min流动度和各龄期抗压强度的影响规律.结果表明:粉煤灰与矿粉组合对抗压强度影响最小,对灌浆料流动性最有利;硅灰与矿粉组合对灌浆料后期抗压强度影响最大,但硅灰掺量过大时会造成流动性下降.当硅灰掺量为7.5%、矿粉掺量为7.5%时,灌浆料流动性良好,1 d强度为52.4 MPa,3 d强度为76.9 MPa,28 d强度为96.5 MPa.

低温型套筒灌浆料制备及性能研究

通过研究胶凝体系、防冻组分、骨料种类、无机盐、胶砂比对低温型套筒灌浆料工作性能和力学性能的影响,并研究了低温条件下套筒灌浆接头的拉拔性能。试验结果表明,采用复合水泥作为胶凝材料,m(普硅水泥)∶m(硫铝水泥)∶m(高铝水泥)=5∶3∶2,胶砂比为1.0,硝酸钠作为防冻剂,碳酸锂作为早强剂时,制备的低温型套筒灌浆料性能优良,能够满足工程结构的安全需求,符合JG/T 408—2019《钢筋连接用套筒灌浆料》技术要求的低温型套筒灌浆料。

温度对装配式套筒灌浆料性能的影响研究

装配式混凝土结构竖向构件间的钢筋连接多采用钢筋灌浆套筒连接技术,而套筒灌浆料是关系到连接性能的关键一环。温度是影响套筒灌浆料力学性能发展的重要因素之一,因此本文重点研究和总结施工环境温度、拌合用水温度、预养护时间等对灌浆料的影响,以期对装配式套筒灌浆施工提供一定的指导。

外加剂掺量对常温型套筒灌浆料性能的影响

为探讨外加剂对常温型套筒灌浆料性能的影响,对市售的减水剂、缓凝剂和早强剂进行初步筛选,筛出性能较佳的产品进一步探究。研究减水剂、缓凝剂和早强剂掺量对常温型套筒灌浆料初始流动度、0.5 h流动度、3 h及24 h竖向膨胀率、1 d强度的影响。结果表明:灌浆料的流动度随着减水剂掺量提高而增大,3 h竖向膨胀率减小,其3 h与24 h竖向膨胀率之差增大,最佳掺量为0.7%~0.8%;灌浆料的3 h及24 h竖向膨胀率随着早强剂掺量的提高而增大,早期强度增大,流动度减小,最佳掺量为0.3%;灌浆料30 min流动度随缓凝剂掺量的提高而增大,3 h与24 h的竖向膨胀率减小,在掺量≯0.2%时,提高灌浆料3 h与24 h的竖向膨胀率之差,掺量>0.2%时,灌浆料的早强降低,缓凝剂最佳掺量为0.2%。

钢筋连接用套筒灌浆料的研究

近年随着装配式建筑的发展,钢筋套筒连接用灌浆料的应用越来越普遍,作为装配式各建筑构件的连接用材料,对整个建筑的安全稳定性起着至关重要作用。本文研究了各种原材料对套筒灌浆料性能的影响,确定了最佳配合比。研究表明:采用胶凝材料三元复合体系可以制备不同凝结时间的具有早强、高强性能的灌浆料;高品质矿物掺合料可有改善灌浆料和易性和离析性,并且提高强度;聚羧酸减水剂对灌浆料的流动性、浆体稳定性及强度影响明显,不同品种作用区别较大;缓凝剂对调整灌浆料的凝结时间作用不明显;消泡剂起到快速消泡作用,提高砂浆致密度,保证砂浆充实灌注饱满度;塑性膨胀剂可以在塑性阶段产生快速膨胀,维持灌浆料体积稳定。制备出的套筒灌浆料性能达到JG/T 408—2019《钢筋连接用套筒灌浆料》要求,初始流动度达到340mm,30min流动度为320mm,1d抗压强度35MPa,3d抗压强度60MPa,28d抗压强度90MPa,3h竖向膨胀率≥0.02%,24~3h竖向膨胀率为0.02%~0.5%,泌水率为0%。

低温型套筒灌浆料的制备及性能研究

在常温型套筒灌浆料的基础上引入复合水泥,通过正交试验和单因素试验探究了各组分对低温型套筒灌浆料工作性能及力学性能的影响。结果表明:当硫铝酸盐水泥、高铝水泥、石膏、硅灰掺量分别占胶凝材料的30%、20%、6%、4%,并外掺0.05%碳酸锂、0.25%硼酸、0.02%消泡剂以及0.02%膨胀剂时,制得的低温型套筒灌浆料初始流动度为316 mm,30 min流动度为291mm,-1、-3、(-7+21)d抗压强度分别为55.15、68.20、99.08 MPa,符合JG/T 408—2019《钢筋连接用套筒灌浆料》的要求。

高性能套筒灌浆料流动性能研究

文中结合某建筑工程项目实例,对高性能套筒灌浆料流动性能的影响因素及影响规律进行研究。根据不同水胶比、外加剂掺量、矿物掺合料掺量时的影响规律,合理控制水胶比以及材料用量,保障套筒灌浆料有良好的流动性能。

膨胀剂对低温型套筒灌浆料性能的影响

研究了C_(4)A_(3)S-CaO双膨胀源体系和MgO单膨胀源体系对低温型灌浆料性能的影响。结果表明:随膨胀剂掺量的增加,流动性逐渐降低;掺MgO类膨胀剂,抗压强度随膨胀剂掺量的增加而降低,掺C_(4)A_(3)S-CaO双膨胀源类膨胀剂,抗压强度随膨胀剂掺量的增加呈先提高后降低的趋势;对于低温型灌浆料的自干燥收缩,根据养护环境温度不同,将其分为-5℃下7 d收缩和20℃下21 d收缩,结果显示,随膨胀剂掺量的增加,收缩逐渐减小。膨胀剂掺量低于4%,C_(4)A_(3)S-CaO双膨胀源体系对灌浆料早期强度有小幅度提高,而MgO单膨胀源体系对低温型套筒灌浆料后期体积稳定性的更优。

低负温环境下早期强度对套筒灌浆料性能影响研究

通过对低负温环境下灌浆料早期强度对抗压和抗折强度发展的影响进行研究。套筒灌浆料试样首先在标准条件下预养护,然后不同预养护时间的灌浆料试样在低负温(5℃、0℃和-5℃)环境中,继续养护至不同龄期(7d、14d和28d)并测试了抗压和抗折强度。结果发现:在不同低负温环境下,套筒灌浆料试样随龄期的增长,抗压和抗折强度均逐渐增加,但增长幅度与养护温度有明显关系;在相同的养护温度和养护龄期时,早期强度越大,试样最终获得的抗压和抗折强度也越大,且养护温度越低,早期强度对后期强度增长产生的影响越明显。

水泥对负温套筒灌浆料性能的影响

负温套筒灌浆料对满足冬季预制构件灌浆连接的施工要求,具有十分重要的意义。为了充分发挥普通硅酸盐水泥-高铝水泥-硫铝酸盐水泥三元体系的强度优势,考察了在普通硅酸盐水泥中单掺高铝水泥和硫铝酸盐水泥以及复掺混合水泥对负温套筒灌浆料性能的影响。结果表明,同等掺量的条件下,灌浆料的强度为:复掺混合水泥>单掺高铝水泥>单掺硫铝酸盐水泥。3种水泥混合使用效果要好于单掺高铝水泥或单掺硫铝酸盐水泥,其最佳水泥复掺配合比为:普通硅酸盐水泥70%、高铝水泥20%、硫铝酸盐水泥10%。

外加剂对负温套筒灌浆料性能的影响

不同外加剂对灌浆料性能会产生不同的影响,试验主要考察了在普通硅酸盐水泥、高铝水泥和硫铝酸盐水泥三元复配水泥三元胶凝体系中掺加几种缓凝剂、促凝剂和防冻剂对负温套筒灌浆料凝结时间、流动度和抗压强度等性能的影响。硝酸钠、甲酸钙、硫酸钠的单掺试验和正交试验表明,防冻剂对各龄期抗压强度虽然有一定程度的提高,但对流动度的影响更大,且复掺大于单掺,影响程度为硫酸钠>甲酸钙>硝酸钠。掺加石膏、酒石酸对负温套筒灌浆料起到缓凝作用,碳酸锂起到促凝作用,其中石膏对负温套筒灌浆料的缓凝效果最为明显。

套筒灌浆料的研制及应用效果评价

通过试验分析了胶砂比、偏高岭土、减水剂、膨胀剂等对套筒灌浆料的流动度、强度、膨胀率等性能的影响,确定套筒灌浆料的最优胶砂比为5∶5,掺入3.0%的偏高岭土可明显提高套筒灌浆料的后期强度,减水剂、膨胀剂用量分别为胶凝材料的0.30%、10.0%,改善套筒灌浆料的流动度及膨胀率,形成套筒灌浆料的最佳配合比,并按JGJ 355—2015对钢筋半套筒灌浆连接接头的力学性能进行测试,评价套筒灌浆料的应用效果。

矿物掺合料对负温套筒灌浆料性能的影响

负温套筒灌浆料可以满足冬季预制构件灌浆连接的施工要求,矿物掺合料对负温套筒灌浆料性能具有积极影响。为了改善负温套筒灌浆料的性能,在常温套筒灌浆料研究的基础上,确定了负温套筒灌浆料的基本配比,并研究了矿粉、粉煤灰、硅灰等矿物掺合料对负温套筒灌浆料初始流动度、30min流动度和1d、3d、28d抗压与抗折强度的影响。结果表明,三种矿物掺合料对负温套筒灌浆料性能的影响程度为硅灰>矿粉>粉煤灰。

套筒灌浆料物理力学性能试验研究

通过对9种不同配比的灌浆料的物理力学性能试验,研究了套筒灌浆料的龄期强度、尺寸效应及体积稳定性。结果表明:灌浆料的抗压强度和抗折强度随龄期的增加近似呈指数增长,前3d强度增长迅速,后期强度增长缓慢;灌浆料按设计要求配置、搅拌后较接近于匀质材料,尺寸效应不明显;增加膨胀剂的掺量可提高灌浆料养护阶段的膨胀变形,有利于减少和延缓荷载作用下灌浆料的劈裂,但同时会造成灌浆料强度,尤其是早期强度的明显降低。

JG/T 408—2013《钢筋连接用套筒灌浆料》修订及专项试验研究介绍

JG/T 408—2013《钢筋连接用套筒灌浆料》标准修订对套筒灌浆料的技术性能试验研究以及灌浆施工时不同环境温度类别(低温、常温)提出了新的要求,并结合工程应用,对材料要求、试验要求等章节进行了修改完善,以更好地保证套筒灌浆连接施工质量。本文对该标准主要修订内容和相关试验研究进行了介绍。

低温条件下硅酸盐水泥基钢筋连接用套筒灌浆料试验研究

通过研究环境温度、拌和水温度、预养护时间及外加剂对套筒灌浆料工作性和力学性能的影响,探索了常温套筒灌浆料在低温环境下性能变化的趋势,为利用硅酸盐水泥制备低温套筒灌浆料提供试验基础。试验结果表明:常温套筒灌浆料不适宜用于低于5℃的温度环境;低温时,升高拌和水温度有助于提高灌浆料的早期强度,但处于负温时,灌浆料强度发展缓慢;预养护有助于提高低温时套筒灌浆料的早期强度;适量掺加防冻剂和早强剂可以提高套筒灌浆料早期强度,流动度随其掺量的增加而逐渐下降。综合考虑,4种外加剂中亚硝酸钠效果最好,其合理掺量为2.0%,碳酸锂效果最差。对于硅酸盐水泥基套筒灌浆料,在负温时难以通过单掺外加剂来获得较高的早期强度。