CN113060998B - 一种冬季施工钢筋连接用套筒灌浆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冬季施工钢筋连接用套筒灌浆料及其制备方法。主要由水泥、矿物掺合料、骨料、调凝组分、膨胀剂、减水剂、消泡剂、阻锈剂、保水剂、可再分散乳胶粉、流变稳定剂、防冻剂等原材料组成，用于‑10～10℃环境下装配式建筑混凝土预制构件带肋钢筋套筒灌浆连接。其在冬季装配式施工的低温条件下，仍具有良好的水化特性，只需常规的养护，无需辅热，即可达到行业标准JG/T 408《钢筋连接用套筒灌浆料》中有关性能指标的要求，且具有双膨胀***、流动性好、氯离子含量低、早期、高强，且不收缩等性能。制作方法简单，操作容易，满足施工要求。

Description

一种冬季施工钢筋连接用套筒灌浆料及其制备方法
技术领域
本发明属于装配式建筑技术领域，具体涉及一种冬季施工钢筋连接用套筒灌浆料及其制备方法。
背景技术
我国现在正处于现代工业化发展阶段，经济的飞速发展，产业结构的优化转型，环保任务紧迫叠加人口红利消失，给作为绿色环保的新型结构体系-装配式建筑带来了良好的发展契机，并且是我国建筑结构发展的重点方向之一。根据国家发展目标，到2025年我国装配式建筑占新建建筑面积的30％。
灌浆套筒连接是装配式建筑纵向连接的主要方式，原理是是将套筒灌浆料注入套筒中，与两端钢筋充分接触，灌浆料硬化后与钢筋的横肋和套筒内壁凹槽或凸肋紧密啮合，实现上下2根钢筋的连接。其抗震性能可靠、施工简便，可以缩短工期，适用于大小不同直径的带肋钢筋的连接，更重要的一点是它真正做到了构件之间的无缝对接，解决了预制混凝土装配式构件连接的难题。套筒灌浆料通过自身的膨胀性紧固钢筋，增强钢筋与套筒灌浆料、套筒灌浆料与套筒内壁的作用力。因此，套筒灌浆料的性能是实现预制构件纵向连接的关键，其性能的优劣对确保结构体系的整体性及抗震性能起着至关重要的作用。
近年来，我国装配式混凝土结构发展越来越快，根据施工进度安排，很多项目在冬季仍需施工作业。而此期间日平均气温已降至5℃以下，低温条件下，水泥水化受限，早期强度太低，水降温结冰的过程中还会产生结冰膨胀，产生冻胀损害。灌浆料浆体的内部结构会因为结冰，遭到由表及里的粉酥性破坏，无法进行施工，而且冬季养护成本过高，施工步骤繁杂也导致了装配式建筑发展受限。因此现在市场上很多学者和厂家研发出了适用于-5～10℃的低温型套筒灌浆料，其最低可以满足-5℃条件下的施工要求，满足行业标准JG/T408《钢筋连接用套筒灌浆料》中对低温型灌浆料的相关描述和技术指标，但是实际工程当中施工环境温度最低可低至-10℃甚至更低，因此对套筒灌浆料的要求也更加的严苛。
因此，开发一种冬季施工时可满足-10℃超低温型钢筋连接用高性能套筒灌浆料，一方面给现有的适用于-5～10℃的低温型套筒灌浆料提供了更大的温度储备，一方面拓展了适用温度，具有重要的现实意义和研究价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冬季施工钢筋连接用套筒灌浆料及其制备方法。
一种冬季施工钢筋连接用套筒灌浆料，包括如下重量份数的组分：水泥35～55份、矿物掺合料5～15份、骨料35～50份、调凝组分3～6份、膨胀剂2～5份、减水剂0.1～0.45份、消泡剂0.1～0.5份、阻锈剂0.01～1份、保水剂0.01～0.06份、可再分散乳胶粉0～0.3份、流变稳定剂0.05～0.15份、防冻剂0～1份。
所述水泥为硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、高铝水泥、磷酸镁水泥中的一种或多种，其强度等级为42.5、42.5R及以上。
所述矿物掺合料为硅灰、微珠粉煤灰、超细矿渣粉、重钙超细粉、气相法二氧化硅、偏高岭土中的一种或多种；所述矿渣粉为S95以上级别的超细矿渣粉；气相法二氧化硅为德国瓦克公司生产的气相法二氧化硅。
所述骨料为河砂、金刚砂、机制砂、刚玉中的一种或多种。骨料颗粒大小按照总量百分比，20-40目65-80％，40-70目10-25％，70-140目0-10％。
所述调凝组分包括缓凝剂和促凝剂；所述缓凝剂为石膏、酒石酸、硼酸、柠檬酸、葡萄糖酸钠中的一种或多种；所述促凝剂为碳酸锂、硫酸锂、亚硝酸钙、亚硝酸钠中的一种或多种。
所述膨胀剂包括前期膨胀剂和后期膨胀剂；所述前期采用塑性膨胀剂，为含氮有机化合物、磺酰肼类化合物、亚硝基化合物中的一种或其组合；后期膨胀剂为钙矾石类膨胀剂、生石灰类膨胀剂、硫铝酸钙类膨胀剂中的一种或多种。优选地，选用偶氮二甲酰胺，其在负温下发生早期微膨胀，保证了在塑性状态的充盈度，且塑性发气***产生氮气，避免了对钢筋的腐蚀；后期采用复合膨胀剂，选用钙矾石类膨胀剂，生石灰类膨胀剂、硫铝酸钙类膨胀剂中的一种或多种，后期膨胀对硬化状态下的收缩进行了补偿，更优选地，采用电气化学的DENKA BEFORM系列钙矾石类膨胀剂，钙矾石可填充空隙，亦可提高早期强度。
所述减水剂为氨基磺酸盐类高效减水剂、三聚氰胺类高效减水剂、聚羧酸类高效减水剂中的一种或多种。优选地，选用聚羧酸类高效减水剂，更优选地，采用瑞士西卡公司生产的325C型减水剂、德国巴斯夫生产的F10型高效减水剂。
所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚消泡剂中的一种或多种。优选地，采用德国明凌化学P803有机硅消泡剂。
所述阻锈剂为亚硝酸类阻锈剂、氨基醇类阻锈剂、氨基羧酸类阻锈剂中的一种或多种。
所述保水剂为粘度低于4000Pa·s的甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素、聚乙二醇中的一种或多种。
所述可再分散乳胶粉为一种抗皂化可再分散醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉；
所述流变稳定剂为一种CSH纳米粒子。
所述防冻剂为硝酸钠、亚硝酸钠、硫氰酸钠中的一种或多种；用以降低砂浆的水敏感性。
本发明中，将原材料按照前述比例放入无重力混合搅拌机中，混合6-15min即可得到冬季施工钢筋连接用套筒灌浆料。
本发明中，将上述干粉超低温型灌浆料与水按照0.11-0.13的总量比搅拌均匀后即可得到施工用超低温型灌浆料，更优选地，水料比采用为0.12。
本发明的有益效果：本发明适用于-10～10℃环境下的带肋钢筋套筒灌浆连接。在冬季装配式施工的低温条件下，仍具有良好的水化特性，只需常规的养护，无需辅热，即可达到行业标准JG/T 408《钢筋连接用套筒灌浆料》中的有关性能指标要求。低温条件下，独特的塑性发气和硬化后膨胀的双膨胀***，保证了在塑性状态的充盈度和对硬化状态下收缩的补偿。-10℃和8℃下初始流动度均大于300mm，30min流动度均大于260mm，且不分层、不泌水，均具有良好的可施工性。氯离子含量较低，大大降低了对钢筋的腐蚀作用。早期强度高，1d强度大于35MPa；后期强度高，28d强度大于85MPa，且后期不收缩。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
实施例1
本实施例中的冬季施工钢筋连接用套筒灌浆料，由以下重量份数的物质组成：
P·O52.5R普通硅酸盐水泥35份、高铝水泥9份、微珠粉煤灰5份、20-40目金刚砂34份、40-70目金刚砂6份、70-140目金刚砂3份、无水石膏5份、酒石酸0.01份、葡萄糖酸钠0.01份、碳酸锂0.1份、钙矾石类膨胀剂3份、偶氮二甲酰胺0.02份、巴斯夫F10减水剂0.28份、明凌化学P803消泡剂0.05份、亚硝酸类阻锈剂0.04份、羟丙基甲基纤维素醚0.035份、抗皂化可再分散醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉0.2份、CSH纳米粒子0.1份、亚硝酸钠0.4份。
将上述材料混合均匀后，置于8℃环境下放置24h后，在8℃环境下，用0.12水料比，采用8℃水搅拌测得流动度；置于-10℃环境下放置24h后，在-10℃极限环境下，按0.12水料比，采用0℃冰水混合物进行搅拌，测得其它各项指标如下：
Figure BDA0003029456010000061
满足性能指标要求。
将其按比例加入无重力搅拌机中搅拌后，用于-10～10℃的施工环境中，无需辅助加热，亦满足施工要求。
实施例2
本实施例中的冬季施工钢筋连接用套筒灌浆料，由以下重量份数的物质组成：
P·O52.5R普通硅酸盐水泥20份、快硬型硫铝酸盐水泥15份、高铝水泥、10份、重钙超细粉5份、20-40目水洗烘干筛分河沙35份、40-70目水洗烘干筛分河沙5份、70-140目河砂2份、无水石膏4份、酒石酸0.025份、碳酸锂0.15份、生石灰类膨胀剂4份、偶氮二甲酰胺0.025份、西卡325C减水剂0.31份、明凌化学P803消泡剂0.05份、氨基醇类阻锈剂0.05份、羟丙基甲基纤维素醚0.03份、抗皂化可再分散醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉0.15份、CSH纳米粒子0.1份、硝酸钠0.35份。
将上述材料混合均匀后，置于8℃环境下放置24h后，在8℃环境下，用0.12水料比，采用8℃水搅拌测得流动度；置于-10℃环境下放置24h后，在-10℃极限环境下，按0.12水料比，采用0℃冰水混合物进行搅拌，测得其它各项指标如下：
Figure BDA0003029456010000071
满足性能指标要求。
将其按比例加入无重力搅拌机中搅拌后，用于-10～10℃的施工环境中，无需辅助加热，亦满足施工要求。
实施例3
本实施例中的冬季施工钢筋连接用套筒灌浆料，由以下重量份数的物质组成：
P·O52.5R普通硅酸盐水泥35份、快硬型硫铝酸盐水泥15份、硅灰5份、20-40目机制砂35份、40-70目机制砂7份、酒石酸0.02份、碳酸锂0.15份、钙矾石类膨胀剂3份、偶氮二甲酰胺0.025份、巴斯夫三聚氰胺类减水剂0.27份、明凌化学P803消泡剂0.05份、氨基醇类阻锈剂0.05份、羟丙基甲基纤维素醚0.035份、抗皂化可再分散醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉0.1份、CSH纳米粒子0.1份、硝酸钠0.45份。
将上述材料混合均匀后，置于8℃环境下放置24h后，在8℃环境下，用0.12水料比，采用8℃水搅拌测得流动度；置于-10℃环境下放置24h后，在-10℃极限环境下，按0.12水料比，采用0℃冰水混合物进行搅拌，测得其它各项指标如下：
Figure BDA0003029456010000081
Figure BDA0003029456010000091
满足性能指标要求。
将其按比例加入无重力搅拌机中搅拌后，用于-10～10℃的施工环境中，无需辅助加热，亦满足施工要求。
本发明中的超低温型灌浆料，加水拌和后满足下表所示的性能指标要求。
Figure BDA0003029456010000092
上表中所示的-10℃条件为，将原材料及器具在-10℃环境中放置24h后，采用0℃冰水混合物进行搅拌测得；所示的8℃条件为，将原材料及器具在8℃环境中放置24h后，采用8℃水进行搅拌测得。
上表中所示的-1d代表在低温下养护1d，-3d代表在低温下养护3d，-7+21d代表在低温下养护7d转标养21d。
上表中所示的其它指标参考行业标准JG/T 408《钢筋连接用套筒灌浆料》中的有关规定。
上表中所示的试件成型时选用40mm×40mm×160mm的钢制三联试模。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (2)

1.一种冬季施工钢筋连接用套筒灌浆料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：P·O52.5R普通硅酸盐水泥35份、高铝水泥9份、微珠粉煤灰5份、20-40目金刚砂34份、40-70目金刚砂6份、70-140目金刚砂3份、无水石膏5份、酒石酸0.01份、葡萄糖酸钠0.01份、碳酸锂0.1份、钙矾石类膨胀剂3份、偶氮二甲酰胺0.02份、巴斯夫F10减水剂0.28份、明凌化学P803消泡剂0.05份、亚硝酸类阻锈剂0.04份、羟丙基甲基纤维素醚0.035份、抗皂化可再分散醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉0.2份、CSH纳米粒子0.1份、亚硝酸钠0.4份。
2.一种冬季施工钢筋连接用套筒灌浆料的制备方法，其特征在于，将权利要求1所述材料混合均匀后，置于8℃环境下放置24h后，在8℃环境下，用0.12水料比，采用8℃水搅拌测得流动度；置于-10℃环境下放置24h后，在-10℃极限环境下，按0.12水料比，采用0℃冰水混合物进行搅拌。
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