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行業(yè)動態(tài)
裝配式建筑用套筒灌漿料的制備及應用研究
隨著我國工業(yè)化進程的日益推進，裝配式建筑越來越受到研究者和政府的關(guān)注。裝配式建筑是
一種將建筑材料預先生產(chǎn)成構(gòu)件，施工單位在現(xiàn)場再采用一些輕鋼結(jié)構(gòu)將這些輕型材料進行組合，
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)的進步，傳統(tǒng)套筒灌漿料的使用環(huán)
境也越來越復雜，應用于裝配式建筑中暴露的問題越來越多，比如強度不夠，耐久性不佳等。針對
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)量優(yōu)異的高性能水泥基灌漿材料，希
望可以改進傳統(tǒng)灌漿材料的不足，滿足不冋工程的需求。
本課題采用高標號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
擇河砂作為細骨料，采用高效聚羧酸減水劑來解決灌漿料流動性差的問題，采用塑性膨脹劑補償早
期收縮，采用UEA膨脹劑補償中后期收縮，采用早強劑實現(xiàn)灌漿料的早強，采用消泡劑消除拌合過
程中產(chǎn)生的氣泡。重點研究減水劑、早強劑、膨脹劑、消泡劑等外加劑的摻量和種類對灌漿料各項
性能的影響，采用正交試驗優(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
對灌漿料各項性能的影響，并采用ＳＥＭ、ＴＥＭ、熱重、壓汞等微觀分析手段對摻有納米材料的灌漿
料進行微觀分析。最后，進行了套筒灌漿料接頭實驗，研宄了不同套筒、不同尺寸鋼筋以及不同灌
漿料配比對套筒灌漿接頭的影響，采用拉伸試驗和疲勞試驗檢驗灌漿料的性能。最后與市售高強灌
漿料進行性能對比和成本核算。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結(jié)果表明，礦物摻合料的摻量對灌漿料１天強度影響最大，礦物摻
合料的組合方式對３天和２８天強度的影響最大，而水膠比對灌漿料流動性的影響最大。研究環(huán)
境因素對灌漿料性能的影響。結(jié)果表明夏季條件下灌漿料表現(xiàn)為工作性下降，力學性能提升，
而冬季條件下灌漿料表現(xiàn)為流動性略有提升，力學性能嚴重下降，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灌漿料
各項性能的影響，并制備了一種粉煤灰基原位生長碳納米管，結(jié)果表明僅表面改性納米二氧化
硅、粉煤灰基原位生長碳納米管和氧化石墨烯可以在滿足標準要求工作性的前提下，提高灌漿
料的力學性能。采用ＳＥＭ、ＴＥＭ、熱重、壓汞等微觀手段分析粉煤灰基原位生長碳納米管的生
長情況以及表面改性納米二氧化硅、粉煤灰基原位生長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．套筒灌漿料接頭實驗結(jié)果表明：不同套筒類型對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，采用拉伸試驗和疲勞試驗檢驗不同配比的灌漿料性能。最后與市售高強灌漿料
進行性能對比和成本核算，結(jié)果表明本實驗得到的最優(yōu)配方具有優(yōu)異性能、性價比高、有一定
的市場競爭力。