装配式|装配式建筑纵向钢筋套筒连接用灌浆料的研究

随着建筑工业化相关政策及行业规范的陆续推出，装配式混凝土结构在我国迎来了发展的机遇期。装配式混凝土结构应用的关键技术除了预制构件的设计制作以外，还有构件的安装和连接。目前，工程上常用的纵向钢筋连接方式是采用套筒灌浆连接，其原理是用水泥基灌浆材料将钢筋和套筒牢固地连接在一起。

水泥基灌浆材料是以水泥等胶凝材料为基料，加入适量的细集料及少量装配式建筑的外加剂和其他材料组成的干混料。经加水拌合后具有流动性大、快硬、高强等性能，填充于套筒和带肋钢筋间隙中，形成钢筋灌浆连接接头。灌浆料性能的优劣直接影响着构件的安全性能，研究各组分对灌浆料性能的影响，解决灌浆料大流动性与高强度之间的矛盾对于提高装配式建筑安全性能具有重要意义。

胶凝材料种类对灌浆料性能影响

目前，水泥基灌浆料用的胶凝材料主要有高性能硅酸盐类水泥、硫铝酸盐类水泥以及硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥(或铝酸盐水泥)复合使用。采用高性能硅酸盐类水泥为主要胶凝材料，同时加入膨胀组分来补偿水泥水化硬化过程中产生的收缩。该类灌浆料成本较低，配制简单，应用最为广泛。但是，由于我国膨胀剂产品质量良莠不齐，膨胀组分自身性能的不足或与水泥品种的不适应而容易造成灌浆料产品质量的波动，因此需要通过反复试验及技术调整，寻求最佳配方。

当采用硫铝酸盐类水泥为主要胶凝材料时，由于硫铝酸盐类水泥自身的膨胀性能，不需要另外加入膨胀组分。该类灌浆料凝结时间短，早期强度高，膨胀性能可靠，但生产成本较高，目前主要用于客运专线盆式橡胶支座的灌浆以及水泥混凝土路面的快速修补等工程。

当采用硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥(或铝酸盐水泥)复合为主要胶凝材料制备灌浆料时，可利用石膏等控制钙矾石生成的数量来改善复合体系的力学性能及膨胀性能。然而此种灌浆料由于原料成分复杂，配合比需要经常调整。

矿物掺和料种类对灌浆料性能影响

矿物掺合料是高性能水泥基材料不可缺少的组分，已有研究表明，利用矿物掺合料取代部分水泥，可以有效改善水泥基灌浆材料的工作性能以及硬化水泥浆体的各项性能。矿物掺合料的改善效果与其粒径分布、颗粒形貌、亲水性等物理形态密切相关。

细集料类型对灌浆料性能影响

细集料作为砂浆的重要组成部分，其粗细程度及颗粒级配影响着浆体的和易性、密实度和强度。水泥基灌浆材料中通常采用级配良好的天然砂和石英砂。

外加剂种类对灌浆料性能影响

1.减水剂

高效减水剂是保证低水胶比灌浆材料具有高流动性的关键。目前常用的聚羧酸减水剂具有与不同种类的水泥相容性好、掺量低、减水率高、保坍性好等优点，是制备高流动性灌浆材料的重要组成材料。但是，如果聚羧酸减水剂掺量过高时，常常会造成浆体泌水以及分层离析等问题，甚至有可能造成严重的工程事故，因此应选择合适的减水剂并通过试验确定其最佳掺量。

2.膨胀剂

对于水泥基灌浆材料，膨胀性能是一个十分重要的指标，因此膨胀剂是水泥基灌浆料另一重要的外加剂。水泥基灌浆材料在施工早期l-3h内会产生较大的塑性收缩，可能导致空鼓，严重影响其使用性能。并且，随着龄期的增长，水泥基浆体不断进行自水化反应，此过程会引起自收缩和干燥收缩等，容易引起硬化浆体结构开裂。因此，水泥基灌浆材料中需要掺入早期和后期膨胀组分来补偿浆体在硬化前后的收缩。

3.消泡剂

在高强高流动的水泥基灌浆料研究过程中，由于其常采用低水胶比、掺加高效减水剂和超细矿物掺合料等，往往使得浆体较为粘稠，不利于浆体气泡的排出，这样易导致浆体结构不密实，最后影响浆体强度的发展以及材料的耐久性能。因此，在水泥基灌浆料制备中常常加入消泡剂。目前，常用的消泡剂种类主要为有机硅类、聚醚改性聚硅氧烷类，聚醚类等。

结语

灌浆料的性能不仅影响着装配式建筑的施工质量，也影响着建筑结构的使用安全。如何解决灌浆料大流动性与高强度之间的矛盾是灌浆料研究需解决的重要问题。目前，国内市场上的灌浆料产品质量参差不齐，与国外先进技术还有一定的差距，加强灌浆料成套技术研究，对于装配式建筑的发展具有重要意义。

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