安建宏业建筑材料有限公司
安建宏业建筑材料有限公司【官方网站】广西环氧砂浆厂家,广西灌浆料厂家,广西抢修料厂家,广西支座砂浆厂家,广西孔道压浆料厂家,广西修补砂浆厂家|专业公司性价比高
全国客服热线:

18070938168

行业新闻

低速搅拌下高水胶比压浆料的制备及其性能研究

  压浆料在工程施工中的技术关键在于具有高流动度的同时也有较好的黏聚性,不出现泌水和分层等现象,从而保证预应力孔道填充密实[1]。为了防止压浆料泌水、分层,现有相关标准规定压浆料水胶比在0.26~0.28范围内,在此低水胶比下为了获得高流动度的压浆料,通常需要使用高性能减水剂并采用高速搅拌工艺(转速大于1 000 r/min)。该制备技术虽能获得性能优异的压浆料,但也存在一些缺点:①低水胶比条件下较高的胶凝材料用量提高了压浆料的成本;②需要专门配备高速搅拌设备。从工程实际来看,如果能采用普通搅拌工艺制备出性能满足工程需求且成本较低的压浆料,将具有较好的推广应用前景。
 
  本文研究减水剂、硅灰、粉煤灰、膨胀剂对压浆材料流动度、泌水率以及抗压强度等性能的影响规律,在此基础上优化配合比,解决高水胶比下压浆料的泌水、分层问题,以期能探索出普通低速搅拌工艺下高水胶比压浆料的制备技术,制备出更为经济、实用的预应力孔道压浆材料。
 
1   原材料和试验方法
 
 
1.1   试验原材料    
 
  水泥:上海海螺P·O 42.5级水泥;粉煤灰:上海弘路建设发展有限公司生产的Ⅱ级粉煤灰;硅灰:贵州某公司生产的比表面积为22 000 m2/kg硅灰;减水剂:上海某研究院研发的聚羧酸减水剂;膨胀剂:日本某公司生产的UEA膨胀剂。
 
1.2   试验方法
 
  (1)试件制备与养护:在行星式水泥胶砂搅拌机中低速(自转140 r/min)搅拌3 min后高速(自转285 r/min)搅拌2 min,将满足流动度要求的混合料倒入40 mm×40 mm×160 mm棱柱体模具里,成型、刮平,放入标准养护箱中带模养护1 d后拆模,继续水养至目标龄期。
 
  (2)压浆料浆体的基本性能:浆体的流动度、自由泌水率和自由膨胀率按照 JTG/T F50—2011《公路桥涵施工技术规范》 进行试验。
 
  (3)压浆料试件的力学性能:参照GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》进行。
 
2   试验结果与分析
 
 
2.1   水胶比对压浆材料性能的影响
 
  在普通低速行星胶砂搅拌机搅拌工艺下,固定m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(硅灰)=1∶0.4∶0.05、减水剂掺量为胶凝材料总量的0.5%,不同水胶比对压浆材料流动度和抗压强度的影响见表1和图1。
 
 
  由表1、图1可知,当水胶比为0.28时,浆体完全流出马氏锥的时间为270 s,几乎无流动度,当水胶比增大至0.32时,流动时间骤减至32.7 s,随着水胶比的继续增大,压浆材料的流动时间不断缩短,与水胶比基本呈线性关系。根据GB/T 25182—2010《预应力孔道灌浆剂》要求,初始浆体完全流出马氏锥的时间为(18±4)s,从流动度看,压浆材料的水胶比宜大于0.37。压浆材料的抗压强度和抗折强度随着水胶比的升高而呈下降趋势,水胶比在0.28~0.47范围内,压浆材料各龄期的抗压强度与标准中要求(7 d抗压强度≥28 MPa,28 d抗压强度≥40 MPa)相比均存在一定的富余。当水胶比上升至0.42时,压浆材料的7 d、28 d抗折强度分别降至6.8 MPa、8.4 MPa,仍满足标准要求(7 d抗折强度≥6 MPa,28 d抗折强度≥8 MPa),但是当水胶比进一步升高至0.47时,7 d、28 d的抗折强度分别降至4.9 MPa、5.4 MPa,均明显低于标准要求,从强度性能看,压浆料的水胶比不应大于0.42。
 
  综上所述,普通低速搅拌下,提高水胶比大大改善了预应力孔道压浆材料的流动性能,但不利于其强度性能,水胶比应控制在0.37~0.42间。
 
2.2   减水剂掺量对压浆材料性能的影响
 
  不同聚羧酸减水剂掺量对压浆材料的流动度、泌水率以及力学性能的影响结果见表2。
 
  由表2可知,减水剂掺量为0.2%时,浆体略黏稠,流动时间较长,流动度经时损失较大,伴有泌水;减水剂掺量增加到0.3%时,流动时间与流动度经时损失明显降低,流动性能满足GB/T 25182—2010要求,无泌水;减水剂掺量进一步增加到0.4%,流动时间进一步缩短,流动度基本无经时损失,但浆体开始出现分层、板底现象,并且随着掺量增加,分层愈加严重。减水剂掺量对压浆材料各龄期的抗压、抗折强度无明显影响。
 
综上所述,减水剂主要影响压浆材料的工作性,当减水剂掺量为0.3%时,压浆材料的工作性最佳。
 
2.3   硅灰掺量对压浆材料性能的影响
 
  硅灰作为一种超细活性掺合料,不仅能增加浆体的保水性,也能通过火山灰反应优化浆体的强度和耐久性。硅灰掺量变化对压浆材料工作性及强度的影响见表3。由表3可知,压浆材料中不掺硅灰时,浆体泌水、分层严重;随着硅灰掺量的增加,泌水和分层情况有所改善、但流动时间逐渐延长。当硅灰掺量为4.0%时,浆体基本无分层,硅灰掺量达到6.0%时,压浆材料不再泌水,进一步提高硅灰掺量至8.0%,浆体变黏稠,初始流动时间超过30 s,30 min、60 min后流动度的损失明显增大,不再适合制备压浆材料。这是由于硅灰的表面积非常大,在润湿过程中需要大量水分,使得新拌浆体的大量自由水被硅灰颗粒所约束,浆体内部很难有多余的水分溢出,导致流动性下降。硅灰的掺入对抗折强度无明显影响,对后期抗压强度有一定的提升作用,且随着硅灰掺量的增加基本呈上升趋势。当硅灰掺量由0不断增至6.0%,材料7 d、28 d抗压强度比不掺硅灰时分别提升了9.0%和16.8%,增幅明显;硅灰掺量继续增加至8.0%,抗压强度不再增加。
 
 
  综合考虑压浆材料的抗压强度、保水性、均一性和流动度,硅灰的最佳掺量应在4.0%~6.0%之间。
 
2.4   粉煤灰掺量对压浆材料性能的影响
 
  与硅灰相比,粉煤灰二次水化发生的时间较迟,经常在掺硅灰的水泥中复掺粉煤灰以降低其水化热,在不降低其早期强度的同时减少收缩开裂,并且在保证强度达到指标的基础上尽可能多地掺加粉煤灰可以有效降低压浆材料的成本。不同粉煤灰掺量对压浆材料性能的影响规律见表4。
 
 
  由表4可知,粉煤灰对压浆材料流动度的影响显著,当粉煤灰掺量达到15%时,30 min流动度急剧下降至32.3 s,继续增加粉煤灰掺量,流动度进一步下降,并且浆体的流动度经时损失增加。这主要是由于该种粉煤灰的需水量较大,不能起到很好的减水作用。粉煤灰一定程度上增加了浆体的黏聚性,起到了一定的保水作用。随着粉煤灰掺量的不断增加,压浆材料的早期和后期强度有下降的趋势,与粉煤灰掺量10%相比,粉煤灰掺量30%的压浆材料的28 d抗压强度下降了15%。
 
  综上所述,试验选用的粉煤灰虽然不利于压浆材料的流动度和强度性能,但可改善保水性能,掺量不宜超过10%。
 
2.5   膨胀剂掺量对压浆材料性能的影响
 
  压浆材料在拌和成型后会产生较大的塑性收缩,影响压浆材料的密实性,并会导致空鼓,不利于材料的强度和抗渗性。采用不同掺量的UEA膨胀剂对压浆材料进行改性,试验结果见表5。由表5可知,UEA膨胀剂的掺量为5%时,压浆材料即呈现微膨胀现象;随着膨胀剂掺量继续增加,压浆材料的24 h竖向膨胀率略有增加,增幅较小。这主要是由于浆体早期塑性收缩较大,使得膨胀剂效果并不明显。UEA膨胀剂会导致压浆材料流动度的急剧下降,同时也提高了浆体的黏聚性和保水性,可以考虑适量提高减水剂的掺量来弥补流动度的损失。从材料成本的角度考虑,UEA膨胀剂不适合大掺量使用,在能够弥补压浆材料收缩的前提下,最好将膨胀剂掺量控制在5%以内。
 
 
2.6   压浆材料的综合性能研究
 
  根据以上试验结果以及工程中预应力孔道压浆材料的技术性能要求,考虑膨胀剂影响,适量提高减水剂的掺量,确定了预应力孔道压浆材料的最优配合比,如表6所示;对其各项性能指标进行测试,试验结果见表7。由表7可知,所制备的压浆材料的凝结时间、流动度、泌水率、抗折强度、抗压强度、膨胀率、充盈度等性能均良好。

新闻中心

联系我们

联系人:安经理

手 机:18071031632

电 话:18070938168

邮 箱:541613189@qq.com

公 司:安建宏业建筑材料有限公司

地 址:北京市大兴区康庄路首邑上城40号楼2-505室