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微膨胀灌浆料技术规范

发布日期:2023-04-23 10:11  浏览次数:次

核心性能指标概述

微膨胀灌浆料技术规范(图1)

水泥基灌浆材料重要的三项性能指标是流动性、垂直膨胀率和抗压强度。本规范性能指标表中的各项指标,应依据产品要求的用水量进行测试。

一、截锥流动性

本规范根据流动性对材料进行分类,以突出该指标的重要性,便于设计选型与工程选择。

水泥基灌浆材料区别于其他水泥基材料的典型特点,是具有良好的流动性——在自身重力作用下即可流入待浇筑的空隙中,无需振捣便能密实填充。对于大型设备灌浆或窄间隙灌浆,流动性要求更高。因此,流动性是该材料能否使用的前提,顺利灌浆也是施工操作的步。若流动性不足,浆液无法顺利流入待填充空间,从另一侧补充则容易形成空腔,带来工程隐患。

本次修订调整流动性测试方法的原因
  • 原标准制定时,Ⅰ类灌浆材料主要面向预应力混凝土隧道灌浆。随着我国预应力隧道灌浆技术发展,对其材料提出了新的技术要求,原Ⅰ类材料指标已不能满足需要。因此本次修订要求将预应力混凝土隧道灌浆材料单独列为一类,不再沿用原Ⅰ类材料作为预应力隧道的灌浆材料。
  • 随着技术发展,国外出现了新型低粘度灌浆材料。此类材料在获得低粘度性能的同时能保持自身均匀性,对用水量不敏感,现场施工均匀性好、灌浆速度快,无需高漏斗即可灌入狭窄空间。作为低粘度精密灌浆材料的新产品,其在国外应用广泛,相关检测标准为美国标准 ASTM C 939《预填骨料混凝土灌浆材料流动性试验方法(流锥法)》。
  • 随着我国核电等大型工程建设,大量引进国外设备,这些进口设备的设计者与制造商通常要求使用低粘度灌浆材料,必须采用流锥法测试流动性。而国内此前无相应试验方法标准,给工程应用带来诸多不便,也不利于国内灌浆材料生产企业的产品推广。

基于以上原因,本次标准修订将原Ⅰ类灌浆材料流动性测试方法调整为以流锥流动度法表征,并参考国外厂商技术指标与国内厂商产品测试结果,确定了初始及30分钟流锥流动度指标。

用水量控制与检验前提

水泥基灌浆材料施工时只需加水搅拌均匀即可浇筑。增加拌和用水量有利于提升流动性,但会对强度、垂直膨胀率和泌水率产生不利影响。

若产品对拌和用水量非常敏感,水料比增加1%,表面即会出现大量气泡,甚至泌水离析,有效承载面很低,严重时丧失承载功能,施工留样强度将远低于材料检验结果。

规范要求:为避免上述现象,本规范规定以产品要求的用水量,或产品所能达到的截锥流动性作为检验前提。若施工时不需要大的截锥流动性,可减少拌和用水量,不会对工程造成不良后果。美国标准 ASTM C 1107-2013 同样要求按用水量测试材料性能。

工程经验表明,水泥基灌浆材料必须具有良好的流动性,且混合料在一定时间后仍应保持一定的截锥流动性,才能顺利浇筑。结合国内外施工说明,本规范规定了30分钟截锥流动性的预留值。对于Ⅳ类水泥基灌浆材料,则依据现行**标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T 50080及自密实混凝土(砂浆)的相关性能要求,采用坍落度经时变化来表征流动性。

二、垂直膨胀率

水泥基灌浆材料的另一重要特点是具有膨胀性,使其能够密实地填充浇筑空间,增加有效承载面,发挥有效承载作用。

根据美国标准 ASTM C 1107-2013《包装干燥、水硬水泥灌浆料(无收缩)的标准规范》,水泥基灌浆材料的体积变化可分为三类:硬化前体积控制硬化后体积控制复合体积控制

参照该分类方法,结合国内不同类型产品的测定方法与试验结果,本规范规定:水泥基灌浆材料加水搅拌3小时后的垂直膨胀值为早期膨胀指数(此时浆体处于塑性状态);随着水化进行,逐渐生成膨胀性水化产物产生体积膨胀,定义为硬化后膨胀;同时具有早期膨胀与硬化膨胀者,称为复合膨胀。

膨胀—时间关系试验结果

采用国内工程中应用的产品,按本规范附录A.0.5条款、第二款所示方法,测定水泥基灌浆材料在3~24小时内的膨胀—时间关系曲线,涵盖塑性膨胀(图1)、硬化膨胀(图2)、复合膨胀(图3);并按该条第3款、第4款所示方法,测定24小时内的膨胀—时间关系曲线(图4)。

  • 早期膨胀型:搅拌成型后10分钟即可观察到明显膨胀,并持续至2~3小时,在3小时内完成。
  • 复合膨胀型:垂直膨胀率在3小时后仍显著增加。
  • 硬化后膨胀型:浆料在成型初始阶段出现收缩,4小时后开始膨胀。
提示:以上膨胀—时间曲线用于区分产品膨胀类型,指导工程按需选型与施工控制。

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