防冻型水泥基无收缩灌浆材料的实验研究

2013．12
赵海洋：防冻型水泥基无收缩灌浆材料的实验研究
2.2 抗压强度 7 组灌浆料在标养和不同负温下的抗压强度见表 5，负温
条件下（-5 ℃）抗压强度随增强剂用量的变化见图 1，负温条 件下（-10 ℃）抗压强度随外加剂 2 用量的变化见图 2。
表 5 7 组灌浆料在标养和不同负温下的抗压强度
6#
-5
328 280
-10
335 290
4#
20
310 265 7#
-10
330 280
根据灌浆材料的施工工艺，流动性是评价其质量高低的 重要指标。流动度大，就能完全填充灌注空间，实现自流平和 自密实。由表 4 可知，在标准养护条件下和负温条件下，初始 流动度最大为 335 mm，最小为 310 mm，30 min 后流动度最大 为 310 mm，最小为 265 mm，均符合 JC/T 986—2005 要求。随 着温度的降低，灌浆料水化过程、水化放热和水泥强度增长非 常慢，所以同一配比在降温过程中流动度有所增加。如 1# 配 比，负温下流动度比标养条件下增大 10 mm。
在相同温度下，随着增强剂用量从 0 增加至 20 g，初始流 动度没有明显变化，但是 30 min 流动度明显减小，损失增大。 由此看出，在灌浆料中增加增强剂的比例，流动度损失随之增 大。根据 4#～7# 配比测试结果，在正温和负温下增大外加剂 2 的用量，流动度没有明显变化。
· 6 · 新型建筑材料
≥22.0 MPa，3 d 抗压强度≥40.0 MPa，28 d 抗压强度≥70.0
MPa；1 d 竖向膨胀率≥0.020%。
1.4 配合比设计
7 组灌浆料的水料比均为 0.15，具体配合比见表 3。
表 3 7 组灌浆料的配合比
g
编号 水泥 石英砂 膨胀剂 外加剂 1 外加剂 2 增强剂
1#
465
500
NEW BUILDING MATERIALS
·5·
赵海洋：防冻型水泥基无收缩灌浆材料的实验研究
剂等促进水泥低温和负温水泥水化过程，保证强度的增长。
1试验
1.1 原材料 水泥：唐山冀东水泥股份公司生产的 P·O42.5 水泥，基本
性能见表 1；石英砂：河北省灵寿县永兴矿产建材加工厂生 产，2~15 目、15~30 目、30~50 目 3 种粒径按照一定比例配制 而成；膨胀剂：中建材中岩科技有限公司生产的硫铝酸钙类ZY 混凝土膨胀剂；外加剂 1：由萘系减水组分、消泡组分按照适 当比例复配制成；外加剂 2：由防冻组分、早强组分、缓凝组分 等按照适当比例复配制成；增强剂：特种水泥复合制成的功能 材料。
表 2 负温抗压强度测试的预养与解冻时间
测试温度/℃
预养时间/h
解冻时间/h
-5
6
6
-10
5
6
依据 JC/T 986—2005《水泥基灌浆材料》对测试结果进行
检验，要求标准养护条件下初凝时间≥120 min；初始流动度
≥260 mm，30 min 流 动 度 保 留 值 ≥230 mm；1 d 抗 压 强 度
凝结时间采用贯入阻力法按 GB/T 50080—2002《普通混 凝土拌合物性能试验方法标准》规定进行；流动度试验按照 GB 50119—2003《混凝土外加剂应用技术规范》附录 A 进行， 其中截锥形圆模尺寸为：高度（60±0.5）mm，上口内径（70± 0.5）mm，下口内径（100±0.5）mm，下口外径 120 mm；抗压强 度试验按 GB 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO 法）》 进行，但不振动，负温下抗压强度参照 JC 475—2004《混凝土 防冻剂》中负温试验要求进行。灌浆料在（20±3）℃环境下按 表 2 规定的时间预养后移入冰箱内并用塑料布覆盖试件，其 环境温度应于 3~4 h 内均匀地降至规定温度，养护至龄期（1 d 或 3 d）或 7 d 后（龄期大于 7 d 者）脱模，放置在（20±3）℃环 境温度下解冻，解冻时间按表 2 的规定，解冻后进行抗压强度 试验或转标准养护；竖向膨胀率按照 GB 50119—2003 附录 C 进行，将灌浆料倒入试模后 2 h 盖玻璃板安装千分表读初始 值。
中国科技核心期刊
防冻型水泥基无收缩灌浆材料的实验研究
赵海洋
（中国建筑材料科学研究总院 中建材中岩科技有限公司，北京 100024）
摘要：通过在普通水泥基无收缩灌浆材料中设计添加特种材料、外加剂等制备了防冻型水泥基灌浆材料，研究了其在低温环
境下的新拌性能和力学性能。结果表明，4# 配比，通过添加 20 g 增强剂后，在-5 ℃环境下，初始流动度为 329 mm，3 d 早期强度达到
85.9
4#
-5
11.2
44.5
47.5
69.5
-10
2.3
8.9
12.2
32.0
20 5#
-5
42.7
55.6
61.2
78.6
11.2
32.4
42.6
63.5
-5 6#
-10
13.3
34.0
45.0
64.0
4.3
13.0
23.2
50.2
7#
-10
13.2
25.6
36.0
57.9
图 1 负温条件下（-5 ℃）抗压强度随增强剂用量的变化
（China Building Materials Academy CNBM Zhongyan Technology Co. Ltd.，Beijing 100024，China） Abstract：In this paper，through adding special materials and admixtures to the ordinary cement-based non-shrink grouting materials，anti-freezing cement-based grouting material is prepared. The author studies the changes of fresh properties（fluidity etc.） and of mechanical properties of antifreeze cementitious grout under the low temperature. In this experimental ratio 4 ，enhanced by the addition of reinforcing agent 20 grams，at -5 ℃ environment，initial fluidity is 329 mm，the 3 days early strength reaches 44.5 MPa，far beyond the critical frozen strength，can meet the construction requirement under low temperature （-5 ℃）；in experimental ratio 7，while adding 10 grams of admixture 2，20 grams of reinforcing agent，at -10 ℃ environment，the initial fluidity is 330 mm， 3 days strength reaches 25.6 MPa. If curing according to the winter construction regulations，pay attention to the thermal insulation after construction，this ratio can meet the construction requirements under -10 ℃ environment. Key words：non-shrink grouting materials；admixtures；reinforcing agents；negative temperature；fluidity；compression strength
测试温度 流动度/mm
测试温度 流动度/mm
编号
编号
/℃
初始 30 min
/℃
初始 30 min
20
315 300
-5
329 280
1#
4#
-5
325 310
-10
335 290
20 2#
-5
320 285
20
5#
325 295
-5
310 270 330 285
20
322 280
-5
330 280
3#
够满足施工要求。
关键词：无收缩灌浆材料；外加剂；增强剂；负温；流动度；抗压强度
中图分类号：TU57+8
文献标识码：B
文章编号：1001-702X（2013）12-0005-03
Experimental study on the anti-freezing cement-based non-shrink grouting material ZHAO Haiyang
水泥基无收缩灌浆材料以水泥为基本材料，适量加入天 然高强骨料、多种混凝土外加剂等组成的干混材料，加水拌合 后具有高流动度、早强、高强、无收缩等特性。该灌浆料流动性 好，不泌水，能够自动填充所需灌注空隙；具有早强、高强性 能，可提高设备运行中的抗冲击性与抗振性；粘结强度高，无 收缩，具有微膨胀性能，可确保地脚螺栓和机座基础以及新老 混凝土的牢固结合；抗裂和抗渗性能显著，卓越的无收缩性能 可以保证大面积施工不出现裂缝；耐久性好，不老化，对钢筋 无锈蚀；含碱量低，可有效防止碱集料有害反应；因此，最近几 年广泛用于设备基础、钢结构基础等的二次灌浆及螺栓锚固