装配式建筑套筒用灌浆料的研究

渊安徽建筑大学土木工程学院袁安徽合肥230000冤

摘要院装配式建筑中预制构件间的节点处理是保证建筑整体稳定性的重点之一袁而用于连接节点的套筒灌浆料的力学性能尧耐久性等则是保证节点处性能的关键遥介绍了套筒灌浆料的材料类别袁从灌浆料的各影响因素入手阐述套筒灌浆料的研究现状袁分析了现存的问题袁展望了套筒灌浆料的发展趋势遥关键词院装配式建筑曰节点曰套筒灌浆料曰研究现状

Abstract:Nodeprocessingbetweenprefabricatedcomponentsinassemblybuildingsisoneofthekeypointstoensuretheoverallstabilityofthebuilding,andthemechanicalpropertiesanddurabilityofthesleevegroutingproblemsareanalyzed,andthedevelopmenttrendofthesleevegroutingisprospected.Keywords:assemblybuildings曰node曰sleevegroutingmaterial曰researchstatus0引言

相较于传统现浇建筑袁利用工厂预制现场拼接的装配式施工工艺具有污染小尧能耗低尧施工周期短等特点袁能更好地适应当今社会的发展与理念遥装配式建筑施工工艺关键点在于预制构件的节点连接袁节点处的承载能力要远大于杆件部分袁即野强节点袁弱杆件冶袁若节点处失稳破坏袁则整个结构将破坏坍塌遥现如今装配式节点连接方式主要为钢筋套筒连接袁因此结构节点处的力学性能尧结构的整体稳定性都与灌浆料的性能好坏息息相关遥

1套筒灌浆料的连接原理与类别1.1套筒灌浆连接的连接原理

materialsusedtoconnectthenodesarethekeytoensuretheperformanceatthenodes.Thematerial

classification,variousinfluencingfactorsandresearchstatusofthesleevegroutareintroduced.Theexisting

对于无机灌浆料按照选取水泥材料的不同又渊1冤硫铝酸盐类水泥遥硫铝酸盐类水泥由于具有快凝快硬的特点袁因此施工时可操作时间短袁不利于施工袁且硫铝酸盐类水泥后期强度不高袁成本相对于硅酸盐水泥较高遥

渊2冤硅酸盐水泥遥硅酸盐水泥早期凝结较慢袁后可分为三类院

期会发生收缩袁但其价格优廉袁后期强度有保障袁辅后袁成本相对较低袁应用广泛遥

以适当外加剂使其满足早强尧高强尧微膨胀等性能渊3冤硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合遥硅酸盐与硫铝酸盐两种类型水泥复合的方式袁因材料成分相对复杂袁导致配合比需要经常调整遥

2套筒灌浆料的研究现状和影响因素

目前袁随着装配式建筑施工工艺在建筑行业的应用袁套筒灌浆料的研究越来越被人们关注遥现阶段研究人员在配制套筒灌浆料时袁多是利用水泥搭配不同细集料尧矿物掺合料以及适当外加剂寻求适宜的材料配比遥2.1

水泥组成对灌浆料性能的影响

套筒灌浆料是一种早期强度发展快尧后期强

度高尧具有微膨胀性能尧高流动度的建筑材料遥钢筋套筒灌浆连接的连接原理是通过灌浆料的凝结硬化袁将插入套筒的带肋钢筋与套筒结合在一起袁形成一个牢固的整体遥1.2

套筒灌浆料的类别及特点

灌浆料按类别可分为有机和无机灌浆料袁其

中无机灌浆料因其成本低尧耐高温性好尧耐久性好等优点袁逐渐成为主要的灌浆材料遥原28原

ZZ.TIF not exist! 对于利用多种水泥组成结构复配灌浆料的研

究袁很多研究者认为水泥之间的复配在反应过程中

圆园19年第4期高坡袁张士萍院装配式建筑套筒用灌浆料的研究与发展现状试验研究浆料力学和流变性能的影响遥研究结果表明袁适量的硅灰可以改善各龄期套筒灌浆料的强度袁但是硅灰的使用会降低灌浆料的流动度曰双飞粉的掺入袁无论量多与量少袁皆会降低灌浆料力学与流动性能曰适量的轻质碳酸钙则对灌浆料的力学性能有所裨益袁各龄期抗压强度得到提高袁灌浆料流动性能没有明显变化遥姚武[7]等对硅灰和矿粉这两种矿物掺合料对灌浆料流动尧泌水性能的影响进行了研究袁结果表明袁将矿粉和硅灰复合掺入制备灌浆料时袁辅以降低水胶比袁在有效改善流动度的同时还可以防止泌水现象的发生遥

2.4外加剂对灌浆料性能的影响

渊1冤早强剂对灌浆料性能的影响遥对于硅酸盐

是相互促进的袁通常采用硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥进行复配来制作符合早强要求的高性能灌浆料遥

MechlingJM[1]等研究表明袁利用普通硅酸盐与硫铝酸盐两种水泥袁在一定比例的复配下辅以石膏可以制备出高性能灌浆料遥勾密峰等[2]也利用硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥复配制备出高性能灌浆材料袁其文章所述院当硫铝酸盐水泥含量在两种水泥中所占比例小于30%时袁灌浆料强度会随着硫铝酸盐水泥含量的增加而增大曰当在两种水泥中的含量为30%~70%时袁会出现闪凝现象袁阻碍灌浆料强度的发展袁导致后期强度下降曰而超过70%继续增加硫铝酸盐水泥的用量袁灌浆料强度又会趋于上升状态遥刘晓斌等利用两种水泥复配研究的结果表明院两种水泥在辅以合理外加剂时按合适比例复2.2

配袁所制备灌浆料表现出良好的力学性能遥

细集料是灌浆料中不可缺少的一个组成部分袁细集料对灌浆料性能的影响

水泥袁水泥凝结时间慢袁早期强度发展慢袁不足以满足现阶段套筒灌浆料的性能要求袁需辅以适当种类以及适量的早强剂遥洪斌[8]在制备套筒灌浆料的研究中分别对甲酸钙和硫酸钠两种早强剂进行了对比研究袁结果表明袁对于套筒灌浆料的流动性能袁掺入甲酸钙和硫酸钠两种早强剂袁均会降低其流动度曰甲酸钙和硫酸钠掺入相同量时袁硫酸钠所造成的流动度损失大遥对于套筒灌浆料的力学性能袁掺入甲酸钙和硫酸钠两种早强剂袁对于灌浆料的强度渊2冤减水剂对灌浆料性能的影响遥水胶比是影响套筒灌浆料强度尧流动性等性能的重要因素袁减水剂可以降低水胶比袁改善套筒灌浆料的性能遥吴红娟[9]等在减水剂对灌浆料性能影响研究结果表明袁水泥尧矿物掺合料以及聚羧酸高效减水剂具有较好的相容性袁不仅流动度增大而且经时损失小遥邓俊双[10]等通过常温低温时改变减水剂用量得出袁套筒灌浆料的流动度随着减水剂用量的增加会有显著提高袁且在10益时的低温环境下使用聚羧酸减水剂还可延长灌浆料的凝结时间遥孙长征[11]等利用减水剂和保水剂进行复合使用袁研究两种材料复配时对灌浆料流动尧力学等性能的影响袁结果表明袁聚羧酸减水剂尧三聚氰胺和纤维素三者按照一定比例复合后袁可以改善灌浆料的性能袁实验测得灌浆料初始流动度在325mm以上袁1d抗压在35MPa袁28d在90MPa以上遥因此减水剂和保水剂复掺使用袁两种外动度尧高早强袁后期强度稳定的要求遥

圆园19年第4期细集料种类尧粒径尧级配影响着灌浆料的流动度尧强度等性能袁为了满足施工要求袁细集料的粒径不能太大袁应小于灌浆套筒的口径遥

孙小巍[3]等研究不同胶砂比时灌浆料的性能袁并研究用铁尾矿砂替代部分石英砂作为骨料制备水泥基灌浆料时其性能的变化袁结果表明袁随着砂子的用量增多袁灌浆料流动度逐渐降低袁抗压强度随着砂子用量的增加袁先增大再减小袁呈现野钟形分布冶的发展趋势遥利用铁尾矿砂替代部分石英砂时袁铁尾矿砂掺量适当时袁灌浆料的强度会有改善袁然而再继续增加替换量时袁灌浆料的强度会随着替代量的增加而降低遥周文娟[4]等研究砂的不同级配对灌浆料性能的影响袁通过对各龄期强度的测试袁找到使得灌浆料强度最优时所用砂的级配遥2.3

适当矿物掺合料可以改善灌浆料的流动尧强汤乐丰[5]等研究表明袁粉煤灰掺量增加袁灌浆料强度会下降曰而掺入硅灰则可以改善灌浆料的强度袁但数据并不显著曰与硅灰相比袁矿粉的掺入则对灌浆料的强度有明显的提高遥戴民[6]等分别以矿物掺合料硅灰尧双飞粉尧轻质碳酸钙制备以硫铝酸盐水泥为原材料的灌浆料袁研究三种掺合料对该类灌

ZZ.TIF not exist! 均有影响遥

矿物掺合料对灌浆料性能的影响

度尧耐久等性能遥

加剂相互作用可改善灌浆料的性能袁使其满足大流

原29原

试验研究渊3冤膨胀剂对灌浆料性能的影响遥为增大套筒灌浆料对套筒和钢筋的粘结能力袁提高套筒的整体性能袁灌浆料在不收缩的同时还应有一定膨胀性能袁辅以适当膨胀剂可以使灌浆料性能满足要求遥戴民[12]等在研制灌浆料时选用UEA型膨胀剂袁并研究了硅灰对UEA膨胀剂的影响遥实验表明袁UEA可为灌浆料提供满足要求的膨胀数值袁但UEA的掺入会降低灌浆料的强度和流动性曰相比之下袁掺入UEA的同时掺入适量的硅灰石粉袁可以有效提高灌浆料强度袁但会降低灌浆料的流动度遥刘晓斌[13]等也以UEA作为制备灌浆料的膨胀剂进行灌浆料性能的研究袁其实验结果表明袁使用3%的UEA时袁灌浆料竖向膨胀率可满足规范要求遥李伟[14]等UEA膨胀剂是以SiO2窑2Al2O3尧Al2O3为早期膨胀成分提供早期膨胀袁而提供中期膨胀的成分则为明矾石袁用以弥补中后期的收缩遥

对UEA膨胀剂的作用机理进行了研究袁结果表明袁

高坡袁张士萍院装配式建筑套筒用灌浆料的研究与发展现状特有材料袁导致材料配方在不同区域间难以互通遥

渊3冤对温度变化没有较好适应性遥现阶段我国灌浆料产品性能受温度因素影响较大袁低温与高温渊4冤耐久性未经过充分检验遥我国装配式建筑发展相较于国外时间短袁无论是从实际应用还是文献报道上袁耐久性都是一个缺乏实际检验的缺口遥渊5冤成本较高遥现阶段我国灌浆料的市场价低的在1500元/t左右袁高的则可达6000元/t左右袁与其他水泥材料相比袁价格偏高遥在满足质量要求的前提下寻找价格较低的灌浆料配方是未来的需要遥

3.2我国套筒灌浆料未来发展趋势

针对我国套筒灌浆料现阶段所存在问题袁套筒灌浆料在未来的研究上不仅要满足大流动尧早期强度发展快尧后期强度高尧微膨胀等性能袁还应对温度的变化有一定的适应性遥在一定温度范围内袁高温与低温施工时灌浆料的性能应保持稳定袁并且在满足灌浆料上述性能时袁应追求材料更易于施工袁成本更低袁所选原材料更易于获取遥

4结语

与焊接和螺栓链接这两种传统的连接方式相比袁钢筋套筒灌浆料的连接工艺在装配式建筑施工中能够节约成本尧减少工地垃圾尧消减施工所需人力物力尧降低环境污染等特点袁能够迎合当今社会所倡导的绿色可持续发展袁具有良好的应用前景遥虽然套筒灌浆料在现阶段已经取得了一定的研究成果袁市场实际生产应用的也有很多袁但套筒灌浆仍然存在着价格高昂尧强度发展有一定离散等问题遥因此袁在以后的研究应用中袁寻找新的套筒灌浆料配比具有重要意义遥参考文献

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[2]勾密峰.管学荒张爱霞新型水泥基封孔灌浆料的研制[J]援煤炭技术袁2007袁26渊4冤院119-121.[3]孙小巍袁吴陶俊袁王玲玲袁等援铁尾矿砂水泥基灌

圆园19年第4期时施工袁产品力学性能差异较大遥

渊4冤消泡剂对灌浆料性能的影响遥目前袁套筒灌浆料多采用添加高效减水剂的形式来达到低水胶比的目的袁但浆体变的较为粘稠袁气体不易排出袁影响灌浆料的强度袁因此常辅以一定量的消泡剂用于灌浆料的制备遥冷达[15]等在制备灌浆料时掺入一定聚羧酸减水剂比例的消泡剂袁研究表明院灌浆料的流动度会随着消泡剂的掺量增大而降低袁但当消泡剂与聚羧酸减水剂达到一定的比例值时袁灌浆料的流动性将不会再有显著的下降遥张琳等指出袁适量的消泡剂可以增大灌浆料的流动度袁使灌浆料试块表面趋于光滑袁减少灌浆料内部气泡袁因而增加灌浆料的力学性能遥

3套筒灌浆料的现存问题和发展趋势3.1我国套筒灌浆料现存问题

渊1冤套筒灌浆料种类多袁质量参差不一遥目前国内在灌浆料产品的研究方向袁以硅酸盐水泥为主尧以硫铝酸盐水泥为主或是两种水泥复掺等袁并辅以各种掺合料和外加剂袁价格昂贵袁后期力学性能也不稳定袁尤其是使用硫铝酸盐水泥的产品袁后期强度有较大波动袁且后期强度越高袁离散越高袁对于工程质量安全有着一定的隐患遥

渊2冤原材料获取困难遥我国灌浆料的研究中袁许多研究者通过更改材料种类尧细集料粒径等方式改善灌浆料性能袁并且很多研究者所用材料均为本地原30原

ZZ.TIF not exist! 高坡袁张士萍院装配式建筑套筒用灌浆料的研究与发展现状试验研究早强灌浆料性能影响[J]援沈阳建筑大学学报渊自然科学版冤袁2015渊2冤286-294援

[12]戴民袁聂元秋袁吴解放援UEA/硅灰石粉对水泥基灌浆料性能的影响[J]援混凝土袁2010渊03冤院74-76援[13]刘晓斌袁熊卫锋援高性能水泥基灌浆料试验研究化[J]援商品混凝土袁2013渊10冤院36-37袁47.

[14]李伟袁江芸袁王高明袁等援UEA膨胀剂改性大流动度水泥砂浆及机理研究[J]援材料导报袁2014渊28冤院415-418援

[15]冷达袁张雄袁沈中林袁等援水泥基灌浆材料主要成分对其新拌及硬化性能的影响[J]援混凝土与水泥制品袁2008渊5冤院12-16援

第一作者院高坡渊1994-冤袁男袁硕士研究生在读袁土木工程专业遥

渊编辑院庄毅敏冤渊收稿日期院2019-6-15冤

浆料实验研宂[J]援混凝土与水泥制品袁2015渊5冤院58-61.

[4]周文娟袁林含袁石恩华援砂的级配对快硬高强砂浆强度的影巧研究[J]援混凝土袁2014渊1)院128-131袁138.

[5]汤乐丰袁毕化测袁谢焕飞援惨渗合料窩性能灌浆材料研究及应用[J]援广东建材袁2010渊12冤院23-25援[6]戴民袁赵慧援矿物掺合料对硫铝酸盐水泥基灌浆料性能的影响[J]援混凝土袁2014渊12冤院91-94.[7]姚武袁答坤鹏援矿物渗合料对后张预应力孔道灌浆料性能的影响[J]援新型建筑材料袁2001渊2冤院5-7援[8]洪斌袁装配式建筑用套筒灌浆料的制备及应用研究[D]援南京院东南大学袁2017.

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[10]邓俊双袁赵馨鑫援聚羧酸系高效减水剂对灌浆料凝结时间的影响[J]援华东公路袁2012渊1冤院29-31援[11]孙长征袁张晓平袁郭志刚援减水剂及保水剂对超

中国建材机械制造20强江苏海建股份有限公司江苏海建股份有限公司坐落于江苏省海安市袁是中国建材机械制造20强企业尧中国水泥机械龙头企业尧全国重合同守信用企业尧江苏省高新技术企业袁也是国内水泥尧电力尧环保尧冶金尧矿山尧压力容器设备的大型制造企业和主要出口基地遥

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隶属于江苏海建股份有限公司的江苏海建环保科技有限公司袁致力于固废环保事业设备制造袁在能源利用尧固废处理尧环境修复尧污泥处理等业务领域袁为客户提供环境保护与资源再生利用工程的装备制造遥公司秉承共建生态文明尧共享绿色未来的理念袁主要承接固废回转窑焚烧系统成套设备的设计制造安装和总承包工程袁回转窑尧二燃室和进料设备拥有核心工艺及知识产权袁其技术已达到国内外先进水平遥

渊来源院建材科技视界冤

ZZ.TIF not exist! 圆园19年第4期原31原