本發(fā)明涉及一種水泥基灌漿材料，具體來說是涉及一種可以用于產(chǎn)業(yè)化裝配式混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋連接用的套筒灌漿材料。
背景技術(shù)：
目前我國大部分建筑都是采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)先綁扎、固定或焊接好鋼筋后，再澆筑混凝土，混凝土硬化后與鋼筋形成一體化的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。產(chǎn)業(yè)化裝配式混凝土結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不同，它是先在預(yù)制工廠中將鋼筋混凝土構(gòu)件做好，再運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進(jìn)行現(xiàn)場組裝，為了使每個(gè)構(gòu)件之間的鋼筋能夠牢固的連接到一起，預(yù)制構(gòu)件內(nèi)部一般都安裝了鋼筋連接用的鋼套筒，安裝現(xiàn)場再采用灌漿技術(shù)，通過鋼筋和鋼套筒將每個(gè)預(yù)制構(gòu)件連接在一起。鋼筋套筒連接用的材料，是一種具有流動性好、強(qiáng)度高、微膨脹不收縮的水泥基灌漿材料，其執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是JG/T 408-2013《鋼筋連接用套筒灌漿料》。
在實(shí)際使用過程中，為了保證鋼套筒、鋼筋以及灌漿料三者之間能夠牢固的連接在一起，需要灌漿材料硬化后具有一定的膨脹性能，防止收縮后在灌漿材料與套筒之間形成空隙，導(dǎo)致連接力降低甚至連接失敗，因此在灌漿材料的配方設(shè)計(jì)中需要加入膨脹組份。目前市場上常用的水泥混凝土膨脹劑的都要求進(jìn)行潮濕養(yǎng)護(hù)(采用灑水或覆蓋薄膜等方法)，以便膨脹劑能更好的發(fā)揮作用。但是對于鋼套筒連接灌漿，灌漿材料全部灌入鋼筋套筒中，而鋼筋套筒屬于密閉環(huán)境，從外面沒辦法進(jìn)行潮濕養(yǎng)護(hù)，所以灌漿材料中如果加入普通的水泥混凝土膨脹劑，又沒有采取額外措施時(shí)，灌漿材料的膨脹性能無法發(fā)揮出來，可能會導(dǎo)致鋼套筒與鋼筋之間的連接力下降，尤其是在HRB500級的高強(qiáng)鋼筋和套筒連接中，會出現(xiàn)鋼筋滑動拔出的問題，無法滿足鋼筋必須屈服或拉斷的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種在密閉環(huán)境中不需要潮濕養(yǎng)護(hù)也可以很好的發(fā)揮膨脹性能的套筒灌漿材料。
本發(fā)明提供的套筒灌漿材料，是由水泥、細(xì)砂、復(fù)合膨脹劑、減水劑、吸水性樹脂、半水石膏、碳酸氫鈉、球形二氧化硅組成。
本發(fā)明提供的套筒灌漿材料，其各組分按重量份數(shù)的含量為：
水泥：100份
細(xì)砂：90-110份
吸水性樹脂：0.05-0.2份
復(fù)合膨脹劑：5-8份
半水石膏：2-6份
碳酸氫鈉：1-3份
球形二氧化硅：5-10份
聚羧酸減水劑：0.4-0.6份
消泡劑：0.1-0.2份
在上述配比中，水泥為52.5級或62.5級的硅酸鹽水泥。細(xì)砂為人工砂或天然砂，粒徑0.5mm-2mm。吸水性樹脂的粒徑范圍為0.01mm-0.05mm，吸水率為400-800倍。復(fù)合膨脹劑為輕燒氧化鎂與天然明礬石粉的混合物，其中輕燒氧化鎂質(zhì)量占60％-80％，天然明礬石粉質(zhì)量占20-40％；輕燒氧化鎂的煅燒溫度為700-850℃，比表面積為200-300m2/kg；明礬石粉的明礬含量為40-60％，比表面積不低于200m2/kg。半水石膏為α型半水石膏，比表面積不低于200m2/kg。碳酸氫鈉的比表面積不低于200m2/kg。球形二氧化硅的粒徑范圍是400目-800目。減水劑為聚羧酸類高效減水劑，減水率不低于25％。消泡劑為P803或RE2971，也可以通過試驗(yàn)選用其它消泡效果相同的粉末狀消泡劑。
在工廠中將上述各個(gè)組份按照配比稱量、投料并攪拌均勻、裝袋，運(yùn)送至施工現(xiàn)場后，加入粉料重量的13-15％的水，機(jī)械或人工攪拌均勻后即可進(jìn)行套筒灌漿。
本發(fā)明提供的套筒灌漿材料，在其內(nèi)部摻入一定量的吸水性樹脂，灌漿材料現(xiàn)場攪拌過程中吸水性樹脂會吸收水分，并在灌漿材料硬化后內(nèi)部水分減少時(shí)逐步釋放出來，為膨脹組份的膨脹反應(yīng)提供水分。對吸水性樹脂的粒徑和吸水率的控制，是為了防止吸水性樹脂吸水膨脹后的體積過大，在灌漿材料內(nèi)部形成沒有強(qiáng)度的空腔，導(dǎo)致灌漿材料強(qiáng)度的下降。由于灌漿材料加水?dāng)嚢韬螅瑵{液是含有各種離子的鹽溶液，所以吸水性樹脂的吸水率和純水中的吸水率不同。本發(fā)明通過多次試驗(yàn)，優(yōu)選出了吸水性樹脂的粒徑和吸水率，保證在本發(fā)明所述的條件下，吸水性樹脂吸水膨脹后對灌漿材料的抗壓強(qiáng)度幾乎沒有影響。
本發(fā)明采用輕燒氧化鎂與天然明礬石粉的混合物作為膨脹組份，其中輕燒氧化鎂膨脹反應(yīng)所需的水較少，并且在后期可以持續(xù)膨脹。而天然明礬石粉可以在早期和石膏發(fā)生反應(yīng)，生成鈣礬石，起到膨脹作用，但是其市場價(jià)格要低于鈣礬石膨脹劑。
本發(fā)明中的半水石膏和碳酸氫鈉，在加水?dāng)嚢韬罂梢园l(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成二水石膏、硫酸鈉和二氧化碳。其中二水石膏可以作為明礬石粉膨脹反應(yīng)所需要的原料，硫酸鈉可以作為水泥的早強(qiáng)劑，二氧化碳可以作為灌漿材料早期塑性階段的膨脹組份，補(bǔ)償灌漿材料早期的塑性收縮。
球型二氧化硅可以提高灌漿材料的流動性，用來補(bǔ)償由于吸水性樹脂吸水膨脹導(dǎo)致的灌漿材料的流行性降低。
減水劑的作用主要是為了降低灌漿材料的用水量，提高灌漿材料的流動性和強(qiáng)度。消泡劑的作用是為了消除灌漿材料在攪拌過程中形成的氣泡，從而提高材料的密實(shí)性和強(qiáng)度。
本發(fā)明提供的套筒灌漿材料，其各種性能均可滿足標(biāo)準(zhǔn)JG/T 408-2013《鋼筋連接用套筒灌漿料》的要求，并且在施工后無法潮濕養(yǎng)護(hù)的情況下，發(fā)生持續(xù)穩(wěn)定的膨脹反應(yīng)，提高了鋼筋與鋼套筒之間的連接力，可以用于HRB500級的高強(qiáng)鋼筋和套筒之間的灌漿連接。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例來對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，下述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而非對本發(fā)明的限制。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種在密閉環(huán)境中不需要潮濕養(yǎng)護(hù)也可以很好的發(fā)揮膨脹性能的套筒灌漿材料。
本發(fā)明實(shí)施例提供的套筒灌漿材料，是由水泥、細(xì)砂、復(fù)合膨脹劑、減水劑、吸水性樹脂、半水石膏、碳酸氫鈉、球形二氧化硅組成。
本發(fā)明提供的套筒灌漿材料，其各組分按重量份數(shù)的含量為：
水泥：100份
細(xì)砂：90-110份
吸水性樹脂：0.05-0.2份
復(fù)合膨脹劑：5-8份
半水石膏：2-6份
碳酸氫鈉：1-3份
球形二氧化硅：5-10份
聚羧酸減水劑：0.4-0.6份
消泡劑：0.1-0.2份
在上述配比中，水泥為52.5級或62.5級的硅酸鹽水泥。細(xì)砂為人工砂或天然砂，粒徑0.5mm-2mm。吸水性樹脂的粒徑范圍0.01mm-0.05mm，吸水率400-800倍。復(fù)合膨脹劑為輕燒氧化鎂與天然明礬石粉的混合物，其中輕燒氧化鎂質(zhì)量占60％-80％，天然明礬石粉質(zhì)量占20-40％；輕燒氧化鎂的煅燒溫度為700-850℃，比表面積為200-300m2/kg；明礬石粉的明礬含量為40-60％，比表面積不低于200m2/kg。半水石膏為α型半水石膏，比表面積不低于200m2/kg。碳酸氫鈉的比表面積不低于200m2/kg。球形二氧化硅的粒徑范圍是400目-800目。減水劑為聚羧酸類高效減水劑，減水率不低于25％。消泡劑為P803或RE2971，也可以通過試驗(yàn)選用其它消泡效果相同的粉末狀消泡劑。
在工廠中將上述各個(gè)組份按照配比稱量、投料并攪拌均勻、裝袋，運(yùn)送至施工現(xiàn)場后，加入粉料重量的13-15％的水，機(jī)械或人工攪拌均勻后即可進(jìn)行套筒灌漿。
本發(fā)明提供的套筒灌漿材料，在其內(nèi)部摻入一定量的吸水性樹脂，灌漿材料現(xiàn)場攪拌過程中吸水性樹脂會吸收水分，并在灌漿材料硬化后內(nèi)部水分減少時(shí)逐步釋放出來，為膨脹組份的膨脹反應(yīng)提供水分。對吸水性樹脂的粒徑和吸水率的控制，是為了防止吸水性樹脂吸水膨脹后的體積過大，在灌漿材料內(nèi)部形成沒有強(qiáng)度的空腔，導(dǎo)致灌漿材料強(qiáng)度的下降。由于灌漿材料加水?dāng)嚢韬?，漿液是含有各種離子的鹽溶液，所以吸水性樹脂的吸水率和純水中的吸水率不同。本發(fā)明通過多次試驗(yàn)，優(yōu)選出了吸水性樹脂的粒徑和吸水率，保證在本發(fā)明所述的條件下，吸水性樹脂吸水膨脹后對灌漿材料的抗壓強(qiáng)度幾乎沒有影響。
本發(fā)明采用輕燒氧化鎂與天然明礬石粉的混合物作為膨脹組份，其中輕燒氧化鎂膨脹反應(yīng)所需的水較少，并且在后期可以持續(xù)膨脹。而天然明礬石粉可以在早期和石膏發(fā)生反應(yīng)，生成鈣礬石，起到膨脹作用，但是其市場價(jià)格要低于鈣礬石膨脹劑。
本發(fā)明中的半水石膏和碳酸氫鈉，在加水?dāng)嚢韬罂梢园l(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成二水石膏、硫酸鈉和二氧化碳。其中二水石膏可以作為明礬石粉膨脹反應(yīng)所需要的原料，硫酸鈉可以作為水泥的早強(qiáng)劑，二氧化碳可以作為灌漿材料早期塑性階段的膨脹組份，補(bǔ)償灌漿材料早期的塑性收縮。
球型二氧化硅可以提高灌漿材料的流動性，用來補(bǔ)償由于吸水性樹脂吸水膨脹導(dǎo)致的灌漿材料的流行性降低。
減水劑的作用主要是為了降低灌漿材料的用水量，提高灌漿材料的流動性和強(qiáng)度。消泡劑的作用是為了消除灌漿材料在攪拌過程中形成的氣泡，從而提高材料的密實(shí)性和強(qiáng)度。
本發(fā)明提供的套筒灌漿材料，其各種性能均可滿足標(biāo)準(zhǔn)JG/T 408-2013《鋼筋連接用套筒灌漿料》的要求，并且在施工后無法潮濕養(yǎng)護(hù)的情況下，發(fā)生持續(xù)穩(wěn)定的膨脹反應(yīng)，提高了鋼筋與鋼套筒之間的連接力，可以用于HRB500級的高強(qiáng)鋼筋和套筒之間的灌漿連接。
實(shí)施例1：
52.5級硅酸鹽水泥：100公斤
0.5-2.0mm細(xì)砂：110公斤
吸水性樹脂：0.05公斤
復(fù)合膨脹劑：5公斤(其中輕燒氧化鎂60％，明礬石粉40％)
α半水石膏：4公斤
碳酸氫鈉：2公斤
600目球形二氧化硅：10公斤
聚羧酸減水劑：0.5公斤
P803消泡劑：0.1公斤
在工廠中稱取上述質(zhì)量的原料，加入攪拌機(jī)中攪拌均勻并裝袋，使用時(shí)加入粉料質(zhì)量14％的水?dāng)嚢杈鶆蚝蠹纯蛇M(jìn)行鋼套筒灌漿施工，此時(shí)灌漿材料的初始流動度可以達(dá)到340mm，30分鐘流動度320mm，其余各項(xiàng)指標(biāo)均可滿足JG/T408-2013《鋼筋連接用套筒灌漿料》標(biāo)準(zhǔn)要求。
實(shí)施例2：
62.5級硅酸鹽水泥：100公斤
0.5-2.0mm細(xì)砂：100公斤
吸水性樹脂：0.2公斤
復(fù)合膨脹劑：6公斤(其中輕燒氧化鎂80％，明礬石粉20％)
α半水石膏：5公斤
碳酸氫鈉：3公斤
400目球形二氧化硅：8公斤
聚羧酸減水劑：0.6公斤
RE2971消泡劑：0.1公斤
在工廠中稱取上述質(zhì)量的原料，加入攪拌機(jī)中攪拌均勻并裝袋，使用時(shí)加入粉料質(zhì)量13.5％的水?dāng)嚢杈鶆蚝蠹纯蛇M(jìn)行鋼套筒灌漿施工，此時(shí)灌漿材料的初始流動度可以達(dá)到330mm，30分鐘流動度300mm，其余各項(xiàng)指標(biāo)均可滿足JG/T408-2013《鋼筋連接用套筒灌漿料》標(biāo)準(zhǔn)要求，并且具有穩(wěn)定的后期膨脹性能。采用HRB500級高強(qiáng)鋼筋及鋼套筒進(jìn)行灌漿試驗(yàn)，灌漿后的鋼套筒和試塊均在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)14d，預(yù)留試塊的抗壓強(qiáng)度達(dá)到90.5MPa，此時(shí)進(jìn)行鋼套筒拉拔試驗(yàn)，6個(gè)鋼套筒正拉試驗(yàn)均為鋼筋拉斷。
實(shí)施例3：
52.5級硅酸鹽水泥：100公斤
0.5-2.0mm細(xì)砂：90公斤
吸水性樹脂：0.1公斤
復(fù)合膨脹劑：8公斤(其中輕燒氧化鎂60％，明礬石粉40％)
α半水石膏：6公斤
碳酸氫鈉：3公斤
800目球形二氧化硅：5公斤
聚羧酸減水劑：0.5公斤
RE2971消泡劑：0.15公斤
在工廠中稱取上述質(zhì)量的原料，加入攪拌機(jī)中攪拌均勻并裝袋，使用時(shí)加入粉料質(zhì)量13-15％的水?dāng)嚢杈鶆蚝蠹纯蛇M(jìn)行鋼套筒灌漿施工，灌漿材料的各項(xiàng)指標(biāo)均可滿足JG/T 408-2013《鋼筋連接用套筒灌漿料》標(biāo)準(zhǔn)要求。