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高強無收縮灌漿料專用助劑

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2009-01-12  來源:中國混凝土網(wǎng)  作者:中國混凝土網(wǎng)
核心提示:高強無收縮灌漿料專用助劑
一、產(chǎn)品介紹:
水泥基灌漿材料 = 水泥 + 細骨料 + 專用助劑。從最初的主要用于設(shè)備基礎(chǔ)灌漿,已發(fā)展成為可用于建筑物基礎(chǔ)加固、建筑物植筋、建筑物梁、板、柱改造等多種用途的產(chǎn)品。產(chǎn)品本身為非金屬性材料,其收縮補嘗機理源于鈣礬石晶體的實心膨脹。幾乎不含氯離子及其他腐蝕性物質(zhì),直接加水?dāng)嚢杓纯墒褂?。在低水灰比下即能獲得良好的流動漿體,有利于離子及其他腐蝕性物質(zhì),直接加水?dāng)嚢杓纯墒褂谩T诘退冶认录茨塬@得良好的流動漿體,有利于施工澆注,形成高強度不收縮構(gòu)體物。是土木、建筑、機械安裝等工程理想的灌漿材料。

二、技術(shù)性能:
1 、流動性好:在水灰比很低的情況下,可獲得很大的流動度,能夠自流平,自動地填充所需灌注空間,確保無漏空灌漿。
2 、無收縮:無收縮自流平灌注材料具有微膨脹性能,脹量可根據(jù)工程要求進行調(diào)整,一般為 0.01~0.05% 。其凝結(jié)前產(chǎn)生的膨脹能對砂漿的塑性收縮給予相應(yīng)的補償,無收縮自流平灌注材料還能補償砂漿硬化后產(chǎn)生的干燥無縮。
3 、早期強度高:無收縮自流平灌注材料 1 天強度大于 20MPa , 3 天強度大于 30MPa , 28 天強度大于 70MPa ,可使設(shè)備在 1~3 天內(nèi)進行安裝,可抗擊設(shè)備運行中的沖擊和振動。
4 、粘結(jié)強度:能提高鋼筋與混凝土的握裹力,能夠產(chǎn)生很好的錨固效果。

三、適用范圍:
1 、鋼骨結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),接縫填充灌漿。 2 、機械設(shè)備地腳螺栓、錨栓基座的固定灌漿。 3 、橋梁基座,支撐墊混凝土面層,巖基灌漿。 4 、連續(xù)墻,逆打墻柱、地下室墻板,后打耐震壁。 5 、鋼廠、電廠、機械廠等的快速修護灌漿。 6 、橋面、伸縮縫、路面、機場跑道快速養(yǎng)護修復(fù)。 7 、軌道板、預(yù)制水泥制品缺角及裂縫修復(fù)。

四、性能指標(biāo):

抗壓強度( MPa )

豎向膨脹率

流動度

鋼筋握裹力

需水量

澆注用量

最大粒度

1 天

3 天

28 天

( ‰ )

( mm )

( MPa )

( % )

( kg/m3

( mm )

20

30

60

( 0.1~0.5 )

≥ 250 (自流)

≥ 6.0( 圓鋼 )

12~14

200

5 (粒度可調(diào))

五、使用方法:
1 、無收縮自流平灌注材料,使用時只需加入 13% 左右的清潔自來水?dāng)嚢杈鶆颍懒鲃佣冗_ 240 mm 以上即可灌漿使用。該產(chǎn)品不需振搗,可泵送。
2 、灌注施工完成后,終凝以后開始進行灑水養(yǎng)護,養(yǎng)護期 7 ~ 14 天。

六、包裝與貯存:
1 、無收縮自流平灌注材料專用助劑使用有塑料膜襯的編織袋包裝,每袋 50 kg 。
2 、請貯放在干燥的地方,以免受潮。

用高性能灌漿劑配制灌漿材料的

性能與工程應(yīng)用研究

一、高性能灌漿劑的性能
   高性能灌漿劑是工廠化生產(chǎn)的外加劑,主要由流化組分、膨脹組分、增稠組分和改性劑組成。施工單位購買灌漿劑后,使用普通硅酸鹽水泥、高性能灌漿劑和普通骨料,根據(jù)工程實際情況配制灌漿材料。

1 、高性能灌漿劑的技術(shù)要求
1 )減水率大于 30% ;
2 )流動度(坍落度)大, 30min 保留值大于或等于 90% ;
3 )配制的高性能灌漿料的性能滿足《水泥基灌漿材料施工技術(shù)規(guī)程》( YB/T9261-98 )、《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》( GB50119-2003 )、《水泥基灌漿材料》( JC/T 986-2005 )要求。

2 、試驗用材料
   水泥: P · O 52.5R 、 P · O 42.5R 、 P · O 32.5R ,文中如無特殊說明,所用水泥均為 P · O 52.5R 。高性能灌漿劑。標(biāo)準(zhǔn)砂:普通河砂,細度模數(shù) 2.6~3.2 。碎石:級配 5~ 10mm 。水:自來水。

3 、填充混凝土試驗
   經(jīng)過大量的試驗研究,對原材料進行了初步選擇,然后優(yōu)選各種原材料的最佳比例,確定灌漿劑的配方組成。由表 1 可知,配方合理的灌漿劑,其配制的混凝土具有良好的工作性能和強度。

1 填充混凝土性能

Table 1 Workability and compressive strength of concrete

編號

混凝土配合比

坍落度 /mm

抗壓強度 /MPa

B/(k g · m -3 )

灌漿劑 /%

砂率 /%

W/B

T( 0min )

D f (0min)

T(30min)

1d

3d

7d

28d

1

800

0

50

0.28

270

700

--

41.1

54.7

54.9

67.7

2

800

16

50

0.26

265

630

250

37.7

67.9

75.3

78.2

3

800

16

50

0.26

270

620

255

36.2

61.4

69.5

82.7

注: 1 )水泥為 P · O42.5R ; 2 )膠凝材料 B= 水泥 + 灌漿劑; 3 )編號 2 、 3 中的灌漿劑組成不同,是經(jīng)過優(yōu)化配方選出的二個組成; 4 )編號 1 稍有泌水; 5 ) T 為坍落度, D f 為坍落擴展度。

二、用灌漿劑制備的灌漿材料性能
   通過灌漿劑的制備研究,由試驗得出灌漿劑的最佳配方組成,進一步試驗研究用灌漿劑制備灌漿材料的性能。

1 、工作性能
   灌漿材料的流動度是評價其質(zhì)量好壞的首要條件,足夠大的流動度可使灌漿材料在自重作用下(或稍加插搗)就能流入所要填充的全部空間,并達到自密實。根據(jù)安裝設(shè)備的一般要求,灌漿料流動度在 240~ 270mm 即可。但在保證拌合物不泌水、不離析,又能滿足強度的前提下,流動度大一些具有更好的填充性和易密性。由表 2 可見,用灌漿劑配制的砂漿拌合物其流動度及流動度損失都很小。
   拌合物的凝結(jié)時間直接影響到施工進度,也關(guān)系到每次拌合物的數(shù)量。對于加固工程一般希望強度增長較快,終凝時間盡可能短。用灌漿劑配制的砂漿,其初凝、終凝時間,能較好地滿足施工要求。

2 、力學(xué)性能

( 1 )抗壓強度
   一般設(shè)備安裝灌漿材料的強度等級應(yīng)比基礎(chǔ)混凝土高 1~2 個等級,但許多國家的設(shè)備安裝要求 1d 達到 30MPa 以上, 28d 達 60MPa 以上。表 3 給出了灌漿材料的強度結(jié)果,可知,用灌漿劑、 P · O42.5R 級以上普通硅酸鹽水泥和河砂配制的灌漿材料,均具有較高的強度,超過標(biāo)準(zhǔn)要求。

表 2 砂漿灌漿料拌合物的性能

Table2 Workability of fresh mortars prepared with grouting admixture

編號

灌漿材料

灌漿劑 /%

流動度 /mm

泌水率 /%

類型

配合比

0min

30min

60min

1

砂漿

1 : 1 : 0.28

16

260

240

200

0

2

砂漿

1 : 1 : 0.30

16

315

285

255

0

注:初凝在 2h 左右,終凝在 3h 左右。

3 灌漿材料的強度
Table 3 Compressive strength of grouting materials

編號

灌漿材料類型及配比

灌漿劑 /%

流動度 /mm

抗壓強度 /MPa

B/ ( k g · m -3 )

砂率 /%

W/B

1d

3d

7d

28d

60d

180d

1

混凝土

800

48

0.28

14

265

15.8

36.8

45.5

59.7

68.8

--

2

800

48

0.28

14

270

41.7

65.0

71.7

79.0

--

--

3

800

50

0.28

14

265

42.4

65.7

73.4

78.9

--

--

4

800

52

0.28

14

265

43.8

65.0

68.5

76.5

--

--

5

凈漿

1 : 0.29

14

240

62.2

72.3

81.2

90.8

95.5

98.1

6

砂漿

河砂 1 : 1 : 0.30

14

260

47.5

72.7

75.7

84.0

89.8

96.3

7

河砂 1 : 1 : 0.30

14

270

37.2

57.3

64.0

72.3

--

--

注:水泥強度等級:編號 1 為 P · O32.5R ;編號 2 ~ 編號 6 為 P · O52.5R ;編號 7 為 P · O42.5R 。

( 2 )鋼筋握裹強度
   無論是設(shè)備基礎(chǔ)灌漿還是加固修補工程,只有保證灌漿料與鋼筋具有足夠的粘結(jié)強度,才能具有良好的整體性。一般要求灌漿料與光面鋼筋的粘結(jié)強度不小于 6.OMPa( 《聚合物水泥防水砂漿》 (JC / T 986 ~ 2005) 要求不小于 4.OMPa) 。鋼筋握裹強度的測試參照《水工混凝土試驗規(guī)程》 (DL / T 5150) 中規(guī)定的試驗方法進行,鋼筋為 Φ20 的光面圓鋼,試件尺寸 100mm ×l 00mm × 200mm ,試驗結(jié)果見表 4 。由表 4 可知,無論砂漿還是混凝土與鋼筋的握裹強度, 3d 齡期就超過 6.0 MPa ,完全達到錨固設(shè)備地腳螺栓的要求。

( 3 )其他主要力學(xué)性能
   灌漿材料的彈性模量受骨料粒徑的影響,砂漿的彈性模量較小,填充混凝土的彈性模量較大,具有較高的協(xié)同變形能力。另外,灌漿材料還具有較高的軸壓強度和劈拉強度,結(jié)果見表 4 。

表 4 灌漿材料的主要力學(xué)性能

Table 4 Mechanical properties of grouting materials

編號

灌漿劑 /%

28d 抗折強度 /MPa

軸壓強度 /MPa

劈拉強度 /MPa

握裹強度 /MPa

彈性模量 /10 4 MPa

3d

7d

28d

3d

28d

3d

28d

7d

28d

1

16

11.4

46.8

57.2

59.7

3.55

5.58

6.5

7.1

2.26

2.45

2

16

12.9

54.7

59.6

59.9

2.29

4.86

6.0

6.4

3.03

3.35

注:編號 1 中砂漿為 1 : 1 : 0.3 ;編號 2 中混凝土為 1 : 0.884 : 0.884 : 0.28 。

3 、變形性能

( 1 )膨脹
   灌漿材料硬化后必須填充密實,增加與基材的粘結(jié)強度,提高其抗裂防滲效果,這就不能產(chǎn)生縮,必須具有適宜的膨脹。
   膨脹率試驗參照“規(guī)范” (GB 50119 — 2003) 中膨脹劑部分,灌漿用膨脹砂漿的試驗方法,空氣中是指仍然帶模放在室溫為 (20 ± 3) ℃,相對濕度為 (60 ± 5) %的環(huán)境中測試的結(jié)果。由表 5 可見,灌漿材料的豎向膨脹率, ld 都大于標(biāo)準(zhǔn)“規(guī)范”中規(guī)定的不小于 0.02 %的值,當(dāng)灌漿劑摻加 16 %時, 3 、 7d 大于“規(guī)范” (GB 50119 — 2003) 對灌漿用膨脹砂漿的要求。表 5 還可以看出,豎向膨脹率在 3d 時基本處于穩(wěn)定。

表 5 灌漿料的豎向膨脹
Table 5 Vertical expansion of grouting materials

編號

配合比

灌漿劑 /%

流動度 /mm

膨脹率 /%

標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護方法

空氣中

1d

3d

7d

30d

60d

1

1 : 1 : 0.30

14

290

0.053

0.126

0.138

0.031

0.029

2

1:1:0.28

16

280

0.131

0.218

0.242

3

1:1:0.30

16

300

0.542

0.637

0.647

注: 1 )編號 1 、編號 2 為砂漿,編號 3 為植筋用砂漿; 2 )編號 2 、編號 3 試驗結(jié)果為二 次試驗結(jié)果平均值。
   由此可見,制備的灌漿材料具有較大的膨脹率,砂漿在空氣中 2 個月齡期仍然具有較大的膨脹率,不收縮。對于固定設(shè)備螺栓、植筋加固地基基礎(chǔ)等都有極大的參考價值。
   由表 6 可見,混凝土的限制膨脹率 ld 就有較大的膨脹率,且趨于穩(wěn)定,膨脹安全可靠。 28d 不但沒有出現(xiàn)干縮,仍有較高的膨脹率。

表 6 混凝土的限制膨脹率
Table 6 Limiting expansion of grouting materials

混凝土配合比

灌漿劑 /%

流動度 /mm

膨脹率 /10 -4

B : S : G : W

水中

空氣中

1d

7d

14d

28d

42d

1 : 0.884 : 0.884 : 0.28

16

260

2.97

3.00

3.02

1.70

1.33

注: B 為膠凝材料; S 為砂子; G 為石子; W 為水。

(2) 干縮
   成型 100mm × 100mm × 400mm 試件, 1d 拆模后,一組立即放入干燥室內(nèi)測干縮,另一組放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護室養(yǎng)護 3d ,然后再放入干燥室內(nèi)測干縮。試驗結(jié)果見圖 l 。

  由圖 1 可見,灌漿材料的干縮值非常小, 45d 后,干縮值基本穩(wěn)定;標(biāo)養(yǎng) 3d 后再放入干縮室的干縮值,小于拆模后立即放入干縮室的干縮值,各齡期的干縮值大約要小一半。這是由于,灌漿材料具有較大的膨脹率,并且 3d 齡期基本膨脹穩(wěn)定;同時,灌漿材料具有較高的早期強度, 3d 已具有較大的抗拉強度。因此,在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護室養(yǎng)護 3d 后放入干縮室測干縮,其干縮值就很小。事實上,標(biāo)養(yǎng) 3d ,試體已產(chǎn)生了很大的膨脹率,以后齡期的干縮也不會出現(xiàn)絕對收縮值,前面的膨脹試驗也能說明這一問題。

4 、耐久性能
   灌漿材料具有自流平、免振搗、無施工噪音等特點,是一種高性能特種工程材料,廣泛應(yīng)用于設(shè)備基礎(chǔ)、軌道安裝的灌漿、柱樁加固、地腳螺栓的錨固、工程補修和搶修等,因此,對于灌漿材料的耐久性能要求很高,研究其耐久性能非常重要。

( 1 )氯離子擴散系數(shù)
   混凝土的滲透性可以通過氯離子在混凝土中擴散系數(shù)的大小進行評價,品質(zhì)較差的混凝土 Cl - 擴散系數(shù)在 10 -7 cm 2 / s 數(shù)量級,普通混凝土 Cl - 擴散系數(shù)在 10 -8 cm 2 / s 數(shù)量級,具有較高的抗?jié)B性的混凝土 Cl - 擴散系數(shù)在 10 -9 cm 2 / s 數(shù)量級。利用 NEL — PD 方法試驗,結(jié)果見表 7 。
   由表 7 知,灌漿材料的 Cl - 擴散系數(shù)很低,灌漿材料抵抗 Cl - 擴散的能力很高;在強度值接近的情況下,砂漿的 Cl - 擴散系數(shù)大于混凝土的 Cl - 擴散系數(shù)。

表 7 灌漿材料的氯離子擴散系數(shù)
Table 7 Cl - diffusion coefficient of grouting materials

灌漿材料

灌漿劑 /%

流動性 /mm

抗壓強度 /MPa

抗折強度 / MPa

氯離子擴散系數(shù) / ( 10 -9 cm 2 · s -1 )

類別

配比

14d

28d

砂漿

1 : 1 : 0.29

16

305

84.8

11.4

9.332

9.287

混凝土

1 : 0.884 : 0.884 : 0.29

16

275

85.7

12.9

5.063

5.062

(2) 其他主要耐久性能
   按《砂漿、混凝土防水劑》 (JC 474 一 1999) 中砂漿抗?jié)B試驗方法測試普通河砂配制的砂漿灌漿材料的抗?jié)B能力,結(jié)果見表 8 。在抗?jié)B壓力為 3.6MPa 時,采用灌漿劑和普通河砂配制的灌漿料漿體滲水高度平均值只有 8.7mm ,表明具有很高的抗?jié)B能力。

表 8 灌漿材料的抗?jié)B性能
Table 8 Impermeability of grouting materials

平均滲水高度 /mm

抗?jié)B壓力 /MPa

8.7

3.6

  抗凍融性能可以間接地反映灌漿材料抵抗環(huán)境水侵入和抵抗冰晶壓力的能力,是灌漿材料耐久性的重要指標(biāo)。根據(jù)《普通混凝土長期性能和耐久性試驗方法》 (GBJ 82 — 85) 中快凍法抗凍融試驗方法進行試驗,試驗結(jié)果見表 9 。由表 9 可見,凍融循環(huán)至 300 次,其質(zhì)量損失仍很小,橫向動彈性模量損失率也很?。粌鋈谘h(huán)至 1000 次,其質(zhì)量損失較小,橫向動彈模損失仍小于 15 %。

表 9 灌漿材料的快速凍融循環(huán)性能
Table 9 Quick freeze-thaw durability of grouting material

快速凍融次數(shù)

質(zhì)量損失 /%

橫向動彈模損失 /%

相對耐久性系數(shù)

300

0.06

4.8

0.952

1000

1.00

14.1

0.859

 
 
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