高性能水泥基灌浆料的试验研究论文_曾凤娟

中建科技河南有限公司 河南郑州 450000

摘要:本文通过试验确定了高性能灌浆料的成分组成及优化配比,并研究了高性能水泥基灌浆料的工作性能和力学性能,通过试验分析了水胶比、胶砂比、膨胀剂掺量等对灌浆料性能的影响。

关键词:水泥基灌浆料;力学性能;流动度;膨胀率

1引言

水泥基灌浆料是一种由水泥、集料、外加剂和矿物掺和料等原材料,经工业化生产的具有合理级配的干混料。加水搅拌均匀后具有可灌注的流动性、微膨胀、高的早期和后期强度、不泌水等性能。近年来,随着工业技术改造和先进施工技术的发展,水泥基灌浆料在工业设备基础的二次灌浆、地脚螺栓的锚固、混凝土构件的维修加固等方面,得到越来越广泛的应用,具有广阔的应用前景[1-4]。

从水泥基灌浆料应用方面看,投入市场的水泥基灌浆料产品,所用材料各不相同,并且大部分灌浆料产品性能不稳定,为工程应用造成较大隐患。同时,现已应用的水泥基灌浆料产品集料多采用石英砂,价格较高,一定程度上限制了水泥基灌浆料的推广应用。本实验主要研究采用普通河砂来制备灌浆料,解决水泥基灌浆料性能稳定性问题,为灌浆料的工程应用提供理论依据,降低工程预算造价。

2试验原材料

水泥:525普通硅酸盐水泥,河南孟电集团水泥有限公司;

粉煤灰:巩义市怡晟粉煤灰加工厂,Ⅱ级粉煤灰;

硅微粉:巩义市奥利建筑材料有限公司,粒度5000目,硅含量≥92%;

膨胀剂:U型膨胀剂,外观白色粉末,郑州艾克思建材有限公司;

减水剂:粉体,郑州艾克思建材有限公司;

集料:洛阳伊川砂石厂,细度模数2.7,本实验所用河砂经水洗烘干后使用;

3试验方法

3.1 抗压强度

抗压强度试验按GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》进行,采用40mm×40mm×160mm试模,装模时无需插捣,自然成型,灌浆料放入模后静置24 h,然后拆模,再将试块放在标准条件下养护到规定龄期后进行强度试验。

3.2 流动度

流动度试验方法按照国家标准 GB/T 2419-2005 水泥胶砂流动度测定方法(ISO法)进行,截锥圆模尺寸为下口内径(100±0.5)mm,上口内径(70 ± 0.5)mm,高(60±0.5)mm,玻璃板尺寸不小于500mm×500mm;

3.3 竖向膨胀率

膨胀率试验采用GB 50119-2003《混凝土外加剂应用技术规范》附录C进行,将拌合好的灌浆料倒入试模内,盖玻璃板安装千分表读初始值。

4试验设计

4.1 水胶比对灌浆料早期工作性能的影响

试验固定胶砂比0.7,膨胀剂掺量8%(相对于胶凝材料),减水剂掺量0.4%(相对于胶凝材料),研究了不同水胶比对灌浆料1d强度及其流动度的影响,试验结果见表1。

表1 水胶比对灌浆料1d强度及流动度的影响

由表1可知,随着水胶比的增大,灌浆料的1d强度逐步降低,初始流动度以及30min后的流动度均有不同程度的增大,在满足初始流动度大于300mm的情况下,最小水胶比0.33,初始流动度320,30min后流动度降低到305。

影响水泥流动性的因素主要有水胶比、熟料、水泥细度、比表面积和粉磨工艺等。由试验结果可看出,随着水胶比的增大,工作性随之提高,这是因为水胶比增大,含水量增多,使得颗粒间距离增大,颗粒间的范德华力、摩擦力等阻力均减小,流动度变大[5]。

4.2 胶砂比对灌浆料早期工作性能的影响

固定水胶比0.33,膨胀剂掺量8%(相对于胶凝材料),减水剂掺量0.4%(相对于胶凝材料),改变胶砂比,考察不同胶砂比对灌浆料1天强度及其流动度的影响,试验结果见表2。

表2 胶砂比对灌浆料1d强度及流动度的影响

表2给出了胶砂比对灌浆料1d强度及流动度的影响,由表2可以看出,灌浆料的1d强度随着胶砂比的增大在一定范围内先增大再减小,在胶砂比0.7时,1d抗压强度达到最高,为31.1MPa。在一定范围内,增大胶砂比,有利于提高灌浆料的早期强度。

4.3 膨胀剂掺量对竖向膨胀率的影响

试验固定水胶比0.33,胶砂比0.7,通过改变膨胀剂掺量,考察膨胀剂掺量对制备灌浆料3h及24h竖向膨胀率的影响,结果见表3。

表3 膨胀率测试结果

表3给出了膨胀剂掺量对制备灌浆料3h及24h竖向膨胀率的影响,由表3可以看出,膨胀剂掺量5%时,灌浆料3h及24h竖向膨胀率均为0;膨胀剂掺量6%时,3h竖向膨胀率为0;膨胀剂掺量增大到8%时,3h竖向膨胀率达到0.3%,24h竖向膨胀率达到0.53,24h与3h竖向膨胀率差值为0.23,满足规范要求。

4.4 稳定性能试验

采用胶砂比0.7,水胶比0.33,膨胀剂掺量8%,外加剂掺量0.4%,制备灌浆料,连续试验7组,考察灌浆料的稳定性及工作性,试验结果如表3。

表4 灌浆料工作性能试验结果

由表4的试验结果可知,所制备的灌浆料1d强度平均值为36.3MPa,3d强度平均值为65.2MPa,28d强度平均值为93.5MPa,初始流动度及30min流动度保留值均在300mm以上,工作性能良好。

5 结论

(1)随着水胶比的增大,灌浆料的1d强度逐步降低,初始流动度以及30min后的流动度均有不同程度的增大;

(2)灌浆料的1d强度随着胶砂比的增大在一定范围内先增大再减小,在胶砂比0.7时,1d抗压强度达到最高,为31.1MPa。

(3)膨胀剂掺量在8%时,所制备灌浆料3h竖向膨胀率达到0.3%,24h竖向膨胀率达到0.53,24h与3h竖向膨胀率差值为0.23;

(4)采用胶砂比0.7,水胶比0.33,膨胀剂掺量8%,外加剂掺量0.4%,所制备灌浆料性能稳定。

参考文献:

[1] 中华人民共和国住房和成城乡建设部.GB/T 50448-2008.水泥基灌浆材料应用技术规范.北京:中国计划出版社,2008-03-01.

[2] 林荣峰.聚羧酸高性能灌浆料试验研究[D].山东建筑大学硕士学位论文.2012:10-11.

[3] 汪刘顺.高性能铁尾矿砂水泥基灌浆料耐久性及微观结构试验研究[D].2012:1-2.

[4] 张帆,欧阳臻,于目挺.混凝土灌浆料应用的若干问题[J].河南建材,2002,2:41-42.

[5] 张巨松,李宗阳,张娜等.水泥基灌浆料工作性的实验[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版).2013(6):1074-1075.

作者简介:

曾凤娟,女,1987年~,河南周口人,邮箱:315853911@qq.com,研究方向:装配式结构材料研究。

论文作者:曾凤娟

论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期

论文发表时间:2019/12/16

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