不同水泥基的低负温套筒灌浆料性能研究
在国家的大力支持下，我国装配式混凝土结构的发展逐渐提速，应用范围也越来越广。灌浆连接作为至关重要的一环贯穿于整个装配式混凝土结构安装的始末，套筒灌浆料成为结构安装中不可或缺的材料。因此，套筒灌浆料性能的优劣直接影响着节点连接的质量，而温度的变化又影响着灌浆料的各项性能。根据JGJ 355—2015《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》要求，环境温度低于5 ℃时不宜施工，低于0 ℃时不得施工。而就目前装配式混凝土结构的发展趋势而言，低温施工不可避免。近年来，低温套筒灌浆料的开发研究也渐渐出现在各大院校及科研机构中[1]。中冶建筑研究总院开发了2 种在低温下使用的套筒灌浆料，一种以硅酸盐水泥为胶凝体系，另一种以硫铝酸盐水泥为胶凝体系。
硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥的水化机理不同，对温度影响的敏感程度也不同[2]，以这2 种水泥为胶凝体系的套筒灌浆料在不同温度下表现出的性能也有所差异。因此，本文在不同温度环境下测试了包括常温套筒灌浆料在内的3 种套筒灌浆料的流动性与力学性能。
1 试 验
1.1 试验材料和试验仪器
硅酸盐水泥基低温套筒灌浆料（灌浆料A）：中冶建筑研究总院有限公司研发，掺加了激发剂，常温下28 d 抗压强度可达110 MPa；硫铝酸盐水泥基低温套筒灌浆料（灌浆料B）：中冶建筑研究总院有限公司研发，常温下28 d 抗压强度可达100 MPa；常温套筒灌浆料（灌浆料C）：北京思达建茂生产的Ⅳ型高强套筒灌浆料，常温下28 d 抗压强度可达95 MPa。
试验仪器：JJ-5 型水泥胶砂搅拌机，手持式砂浆搅拌机（功率1200 W、转速800 r/min），TYE-300D 型全自动水泥胶砂抗折抗压一体机，MQ-WTH008F-IN 步入式高低温试验箱，电热水器（功率400 W）等。
1.2 试验方法
3 种灌浆料加水率均为12%，拌合前保持料温与环境温度相同。在温度20 ℃、相对湿度≥50%环境下使用常温水拌合，在低温环境下（0、-5、-10 ℃）使用热水拌合，使拌合后灌浆料温度控制在10～15 ℃。
在温度20、0、-5、-10 ℃和相对湿度≥50%条件下分别拌合3 种灌浆料，并测试灌浆料在各试验温度下的初始以及30 min 流动度。
设置20 ℃（标准养护环境）和-5 ℃两种温度环境，将3 种灌浆料制作的试块在2 种温度环境中进行如下几种方式的养护：（1）仅在20 ℃环境中标准养护；（2）仅在-5 ℃环境中养护；（3）在-5 ℃环境下分别养护3 d 或7 d 后再转标准养护至不同龄期；（4）在-5 ℃环境下分别养护3 d、7 d、28 d 后再标养28 d。在如上几种养护方式下取不同龄期的试块进行抗压强度测试并进行比较分析。其中龄期标注如-3 d+28 d，代表-5 ℃养护3 d再转20 ℃养护28 d。
2 试验结果及分析
2.1 不同温度环境下3 种灌浆料的流动性（见表1）
表1 不同温度下3 种灌浆料的流动度温度/℃灌浆料C 的流动度/mm初始 30 min 20 350 310 0 330 280-5 300 270-10 290 230灌浆料A 的流动度/mm灌浆料B 的流动度/mm初始 初始330 凝结状态310 300 305 280 300 235 30 min 30 min 340 290 320 270 295 260 265 220
由表1 可以看出：
（1）在20 ℃温度环境时，3 种灌浆料的初始流动度大小顺序为：灌浆料C＞灌浆料B＞灌浆料A，其中灌浆料B、C 的30 min 流动度良好，而灌浆料A 在30 min 时已经凝结。
（2）在低温条件下，3 种灌浆料的流动度均随温度的降低而减小。在0 ℃环境下，3 种灌浆料的流动度均符合JG/T 408—2013《钢筋连接用套筒灌浆料》的要求（初始流动度≥300 mm，30 min 流动度≥260 mm），但30 min 后灌浆料B、C 的流动度损失较灌浆料A 大；在-5 ℃环境下，灌浆料A 和C 的流动度符合JG/T 408—2013 的要求，灌浆料B 的初始流动度不符合JG/T 408—2013 的要求；将环境温度降到-10 ℃后，灌浆料B、C 的初始流动度已降到300 mm 以下，且30 min 时3种灌浆料流动度大幅损失，均降到260 mm 以下。
由此可见，就流动度而言，掺有激发剂的硅酸盐水泥基低负温套筒灌浆料A 对低温的耐受性优于硫铝酸盐水泥基灌浆料B。
-10 ℃时，在无保温措施情况下浆体热量散失迅速，30 min后浆体中出现大量可肉眼观察到的自由水冻结而成的冰（见图1），造成流动度大幅度下降。因此，该环境下的流动度损失的主要原因是浆体内的自由水冻结，而非水泥水化造成的浆体变稠。
图1 -10 ℃环境下30 min 时灌浆料与玻璃板接触部分发生冷冻结块现象
2 .2 3 种灌浆料在低温环境下的抗压强度
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