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。

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。

高性能水泥基灌浆料高温后抗压强度退化规律

对掺水率不同的水泥基灌浆料的立方体抗压强度在受火温度、静置时间及冷却方式均不同的条件下进行试验研究.结果表明:无论是自然冷却还是喷水冷却,掺水率为12%(质量分数,下同)的水泥基灌浆料受火后的立方体抗压强度明显高于掺水率为14%,16%的灌浆料;水泥基灌浆料受高温或火灾作用后,其立方体抗压强度随温度的升高总体呈下降趋势;火灾作用后水泥基灌浆料立方体抗压强度在静置前期波动较大,随着时间的推移逐渐趋于稳定;随着受火温度的升高,水泥基灌浆料立方体抗压强度喷水冷却较自然冷却恢复程度提高.研究成果可为高性能水泥灌浆料加固结构物火灾后的安全性评估提供参考.

高温后半灌浆套筒抗拉性能试验研究

对灌浆料标准试块和铸铁半灌浆套筒连接件进行了常温、200℃、300℃、400℃、600℃的抗压强度试验和单向拉伸试验。研究了温度对灌浆料性能的影响,以及锚固长度、保护层厚度对高温后半灌浆套筒钢筋连接试件抗拉性能的影响,分析了高温后半灌浆套筒连接破坏模式的转变。结果表明:灌浆料抗压强度随温度的升高而降低,在经历600℃高温后,灌浆料抗压强度损失达73%;套筒试件经历高温后由钢筋屈服后断裂破坏逐渐变为钢筋屈服拔出破坏,最终变为钢筋屈服前拔出破坏;无保护层试件抗拉性能在各个温度下均低于有保护层试件。基于试验数据给出了灌浆料抗压强度随温度变化的计算公式及半灌浆套筒极限拉力随温度和锚固长度变化的计算公式,为相关设计及工程施工提供参考。

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。

聚乙烯醇纤维对水泥基灌浆料性能的影响

通过对聚乙烯醇纤维(PVA纤维)长度、掺量对水泥基灌浆料的工作性能、力学性能以及耐高温性能的影响,分别测试了灌浆料拌合物的流动度,抗压强度,高温后灌浆料的抗压强度和弹性模量。结果表明:随着PVA纤维体积掺量增加,灌浆料的抗压强度略有提高,流动度下降。综合考虑灌浆料力学性能和施工要求,3 mm长度PVA纤维最佳掺量不宜超过0.3%,6 mm长度PVA纤维最佳掺量不宜超过0.15%。PVA纤维的掺入能够减缓灌浆料升温早期力学性能和弹性模量的退化,从而提高火灾发生时钢筋套筒灌浆接头的受力性能。

不同水泥基的低负温套筒灌浆料性能研究

通过测试2种不同水泥基低负温套筒灌浆料和1种常温套筒灌浆料在不同温度环境及养护方式下的流动度和抗压强度,对比研究了三者在低负温环境下的性能差异。结果表明,常温套筒灌浆料在低负温下极易被冻害,强度无法有效增长;掺激发剂的硅酸盐水泥基低负温套筒灌浆料可长期在低负温环境下养护,有良好的低温流动性,-5℃养护28 d抗压强度大于85 MPa;硫铝酸盐水泥基低负温套筒灌浆料只可在低负温环境下短期养护,再转标准养护后强度也能继续增长,-5℃养护7 d+标养28 d抗压强度可达85 MPa以上。

负温套筒灌浆料的性能研究

负温套筒灌浆料是在普通套筒灌浆料基础上改进研制而成的。通过加快其早期水化反应速度、降低冰点,达到可以在负温环境使用的特殊性能。通过在普通硅酸盐水泥中掺加不同比例的硫铝酸盐水泥、高铝水泥进行试验,并在复掺水泥的基础上掺加促凝剂、缓凝剂、防冻剂,提高水泥在负温环境的水化反应程度,使其早期强度得以快速提高,满足在-5℃的使用要求。

高温后灌浆料静动态单轴受压力学性能

灌浆料是套筒灌浆连接的关键组成部分,其受力本构关系的建立,能为套筒灌浆连接火安全设计方法的形成提供技术支持。通过36个小棱柱体试件的单轴受压试验,先开展高温试验(最高温度≤600℃),冷却至室温后,再设置静、动态加载应变率,研究高温后灌浆料的单轴受压力学性能。结果表明:采取105℃预烘干120 min,结合升温速率5℃/min的复合措施,抑制抗压强度为85.7 MPa灌浆料的爆裂;灌浆料试件的失效模式为竖向通缝式开裂,且随着应变率的增大,试件表面发生明显的剥落现象;动态加载应变率为0.067 s^(-1)下,高温后普遍高于静态下的试件峰值应力值,最高可达29.6%;动态加载应变率为0.001 s^(-1)下,高温后试件的弹性模量低于常温值,峰值应变高于常温值,其中,弹性模量下降幅度最大可达57.0%,峰值应变增大幅度最大可达13.2%;高温后灌浆料应力–应变归一化曲线包括上升、下降两部分,二者均呈现非线性发展特征;通过试验数据的拟合分析,建立高温后灌浆料单轴受压归一化静动态本构模型,并将其应用于高温后套筒灌浆连接高应力反复拉压的有限元模拟分析。模拟对象的荷载–位移曲线、峰值荷载等特征与实测结果吻合度较高,且率先实现模拟对象的套筒外钢筋断裂,得到400℃为高温作用后套筒灌浆连接失效模式转变的临界温度。

基于温度-流变关系负温水泥基灌浆料使用温度限值研究

从流变学角度探讨了不同品种不同组分的外加剂和环境温度对负温水泥基灌浆料流变协同作用的影响规律。结果表明,不同外加剂条件下,负温水泥基灌浆料从+20^-10℃温度转变过程中,同一剪切速率下剪切应力下降,在+20^-5℃温度范围内,灌浆料初始流动度和30 min流动度均随着使用环境温度的降低而增大,当温度达到-10℃时,灌浆料流动度迅速降低,不能满足标准要求。此时,在浆体流变性符合Bingham流体模型的条件下,建议使用温度为-5℃。

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。

低温型钢筋连接用套筒灌浆料的研究进展

装配式混凝土结构预制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,为满足冬期施工的要求,提出了采用低温型钢筋连接用套筒灌浆料,文中主要对低温型钢筋连接用套筒灌浆料的行业发展现状进行了分析,并总结归纳了其现阶段的不同研究成果,最后阐述了套筒灌浆料目前仍存在的一些问题。

套筒灌浆连接冬季施工技术分析

文中主要从材料及施工两方面对低温环境下的套筒灌浆连接施工技术进行了阐述和讨论。在材料方面,讨论了如何根据低温型套筒灌浆料的水化速度、可操作时间及对温度的敏感性等性能特点进行选择;在施工方面,分析了冬季灌浆施工的时间节点划分、保温升温措施、相关检验、灌浆注意事项以及施工过程中的一些重点难点的处理方式等。

低温条件下套筒灌浆料应用性能的研究

套筒灌浆料的应用性能对装配式建筑节点连接质量影响重大,但低温限制了套筒灌浆料性能的发挥。通过研究拌合水温度、环境温度对套筒灌浆料力学性能、接头试件抗拉性能以及施工应用性能的作用与影响,探索出了简便可行的套筒灌浆料冬期施工工艺。

负温钢筋套筒灌浆料研究进展

低温灌浆料是钢筋套筒灌浆料的有效补充,对保证5℃以下正常施工具有重要意义,尤其是-10~0℃。通过分析胶凝材料组成设计、外加剂种类和养护条件对负温灌浆料流动度和强度的影响发现:现有常温灌浆料基本上不能满足负温使用要求;硅酸盐、硫铝酸盐和高铝三元水泥复合、早强防冻及缓凝和初始预养护是负温灌浆料配制和应用的较好选择,但预养护如何在工程上实现是需要考虑的问题,对负温灌浆料的研究需进一步加强。

高温后水泥基灌浆料低周重复荷载作用下的受力性能

针对不同掺水率(12%,14%,16%)、受热温度(150,300,450,600℃)和冷却方式(自然冷却、喷水冷却),对高温冷却后水泥基灌浆料棱柱体在低周重复荷载作用下的受力性能进行了试验研究.结果表明:水泥基灌浆料棱柱的峰值应力随受热温度升高而降低,喷水冷却下峰值应力下降速率略快于自然冷却下峰值应力下降速率;峰值应变随受热温度升高而增大,且喷水冷却峰值应变大于自然冷却峰值应变.随着受火温度的升高,冷却方式对水泥基灌浆料棱柱体试块在低周重复荷载作用下的应力-应变曲线影响明显,喷水冷却下试块的应力-应变曲线较自然冷却下更为饱满,残余塑性变形更大.