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行業(yè)動(dòng)態(tài)
裝配式建筑用套筒灌漿料的制備及應(yīng)用研究
隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的日益推進(jìn)，裝配式建筑越來(lái)越受到研究者和政府的關(guān)注。裝配式建筑是
一種將建筑材料預(yù)先生產(chǎn)成構(gòu)件，施工單位在現(xiàn)場(chǎng)再采用一些輕鋼結(jié)構(gòu)將這些輕型材料進(jìn)行組合，
兼具節(jié)能、抗震、保溫、隔音、防火等功能于一身的建筑形式，其將成為未來(lái)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的重要
方向。裝配式建筑結(jié)構(gòu)中主要關(guān)注的是結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)之間的連接和縱向鋼筋的連接問題，鋼筋套筒連接
技術(shù)是鋼筋混凝土裝配式建筑中采用的主要連接技術(shù)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)套筒灌漿料的使用環(huán)
境也越來(lái)越復(fù)雜，應(yīng)用于裝配式建筑中暴露的問題越來(lái)越多，比如強(qiáng)度不夠，耐久性不佳等。針對(duì)
袞筒灌漿料的研究不足，本課題研宄開發(fā)出一種性能穩(wěn)定，質(zhì)量?jī)?yōu)異的高性能水泥基灌漿材料，希
望可以改進(jìn)傳統(tǒng)灌漿材料的不足，滿足不冋工程的需求。
本課題采用高標(biāo)號(hào)的硅酸鹽水泥作為膠凝材料，選擇粉煤灰、礦粉、硅灰作為礦物摻合料，選
擇河砂作為細(xì)骨料，采用高效聚羧酸減水劑來(lái)解決灌漿料流動(dòng)性差的問題，采用塑性膨脹劑補(bǔ)償早
期收縮，采用UEA膨脹劑補(bǔ)償中后期收縮，采用早強(qiáng)劑實(shí)現(xiàn)灌漿料的早強(qiáng)，采用消泡劑消除拌合過
程中產(chǎn)生的氣泡。重點(diǎn)研究減水劑、早強(qiáng)劑、膨脹劑、消泡劑等外加劑的摻量和種類對(duì)灌漿料各項(xiàng)
性能的影響，采用正交試驗(yàn)優(yōu)化水膠比、膠砂比、礦物摻合料的組合方式與摻量得到最優(yōu)配比。同
時(shí)研宄了環(huán)境條件下灌漿料性能的變化規(guī)律，研制成冬季型灌漿料配方。選擇多種納米材料研宂其
對(duì)灌漿料各項(xiàng)性能的影響，并采用ＳＥＭ、ＴＥＭ、熱重、壓汞等微觀分析手段對(duì)摻有納米材料的灌漿
料進(jìn)行微觀分析。最后，進(jìn)行了套筒灌漿料接頭實(shí)驗(yàn)，研宄了不同套筒、不同尺寸鋼筋以及不同灌
漿料配比對(duì)套筒灌漿接頭的影響，采用拉伸試驗(yàn)和疲勞試驗(yàn)檢驗(yàn)灌漿料的性能。最后與市售高強(qiáng)灌
漿料進(jìn)行性能對(duì)比和成本核算。研宄結(jié)果表明：
１．通過控制變量法確定各外加劑的摻量，結(jié)果表明聚羧酸減水劑最佳摻量為１．５％；早強(qiáng)劑選擇甲
酸鈣，其最佳摻量為１．５％；消泡劑能有效抑制和排出攪拌過程中產(chǎn)生的氣泡，最佳摻量為０．１％；
塑性膨脹劑最佳摻量為０．０２％，UEA膨脹劑作為中后期膨脹劑，最佳摻量為４．９８％；
２．通過正交試驗(yàn)確定水膠比、膠砂比、礦物摻合料的組合方式以及摻量。綜合結(jié)果確定最優(yōu)取值
分別為水膠比０．１９、膠砂比１．３３、礦物摻合料摻量０．１７、礦物摻合料的組合為粉煤灰＋礦粉＋掛
灰。采用極差分析正交試驗(yàn)結(jié)果表明，礦物摻合料的摻量對(duì)灌漿料１天強(qiáng)度影響最大，礦物摻
合料的組合方式對(duì)３天和２８天強(qiáng)度的影響最大，而水膠比對(duì)灌漿料流動(dòng)性的影響最大。研究環(huán)
境因素對(duì)灌漿料性能的影響。結(jié)果表明夏季條件下灌漿料表現(xiàn)為工作性下降，力學(xué)性能提升，
而冬季條件下灌漿料表現(xiàn)為流動(dòng)性略有提升，力學(xué)性能嚴(yán)重下降，并確定冬季灌漿料配方。
３．選擇納米二氧化硅、納米碳酸鈣、納米氧化鋁、碳納米管和氧化石墨烯研宄納米材料對(duì)灌漿料
各項(xiàng)性能的影響，并制備了一種粉煤灰基原位生長(zhǎng)碳納米管，結(jié)果表明僅表面改性納米二氧化
硅、粉煤灰基原位生長(zhǎng)碳納米管和氧化石墨烯可以在滿足標(biāo)準(zhǔn)要求工作性的前提下，提高灌漿
料的力學(xué)性能。采用ＳＥＭ、ＴＥＭ、熱重、壓汞等微觀手段分析粉煤灰基原位生長(zhǎng)碳納米管的生
長(zhǎng)情況以及表面改性納米二氧化硅、粉煤灰基原位生長(zhǎng)碳納米管在灌漿料中的微觀形貌，并通
過壓汞得出灌漿料孔結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。
４．套筒灌漿料接頭實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：不同套筒類型對(duì)接頭性能有較大影響，不同尺寸鋼筋不影響接
頭的破壞形式，采用拉伸試驗(yàn)和疲勞試驗(yàn)檢驗(yàn)不同配比的灌漿料性能。最后與市售高強(qiáng)灌漿料
進(jìn)行性能對(duì)比和成本核算，結(jié)果表明本實(shí)驗(yàn)得到的最優(yōu)配方具有優(yōu)異性能、性價(jià)比高、有一定
的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。