预应力管道高性能灌浆材料
研究项目简介
一、前言
随着经济的快速发展,我国公路和铁路建设进入一个迅猛发展的时期,其亚星官网梁所占的比例越来越大。保证桥梁的使用寿命,使桥梁预应力管道灌浆密实,减少预应力损失,并防止钢筋锈蚀,是大型桥梁建设的关键性技术问题。在预应力结构中,灌浆材料质量的好坏将直接影响结构的安全性和可靠性。
在预应力管道灌浆领域,国内外进行了大量的研究。在早期,预应力管道灌浆所使用的灌浆料一般为现场配制,施工时,采用水泥、水、减水剂、膨胀剂等进行现场配制,此做法通常存在各种外加剂兼容性不良、水泥与减水剂适应性差等问题,造成管道灌浆时浆体质量稳定性差、流动性差、流动性损失快、体积稳定性不良、硬化后浆体不密实、与预应力筋粘结不实等问题。国外已经严令禁止现场配制罐浆料。近年来,对现场配制的传统灌浆料进行了一定的改善,采用水泥、水和外加剂包进行配制,有效解决现场各种外加剂兼容性不良的问题,但由于各个地方用于生产水泥的原料性不同,生产出来的水泥差异很大,因而水泥与外加剂包适应性差的问题仍然存在。国外已经开发了工厂预制灌浆料并大规模应用于工程实际,而国内应用较少。
低水灰比(0.27)、高流动度、零泌水是灌浆材料的关键技术指标。不同类型水泥生产工艺和水泥矿物组分不尽相同,水泥理论水灰比在0.23-0.25之间。在灌浆料的制浆过程中,为了获得必要的流动性,现有施工中常用的水灰比在0.33-0.45之间,比水泥水化的理论用水量超出很多,多余的水必然泌出,同时在体系中形成泌水通道和水泡,泌水通道和水泡中的水蒸发后形成孔隙,导致结构缺陷,这将大大减少混凝土抵抗荷载的实际有效断面,影响灌浆料硬化后的后期强度和耐久性,造成安全隐患。目前关于灌浆材料的低水灰比研究,国内外研究人员进行了大量理论和试验研究,结果表明:水灰比大于0.28时必然产生泌水。
亚星游戏(中国区)·集团官网 研究团队经过3年的刻苦攻关,通过大量试验室研究工作和工业化试验,采用高效聚羧酸减水剂、新型高分子聚合物稳定剂、国产水泥和超细矿物改性组分进行复合,解决了浆体流动性、泌水和收缩等难题,开发出了具有自主知识产权的大型桥梁用预应力管道高性能灌浆材料的产品配方和生产工艺(国家发明专利申请号:2010101124516)。CG-100预应力管道高性能灌浆材料采用特殊复合矿物改性组分提高灌浆材料的流动性能,在水灰比0.27时,浆体初始流动度**低10秒、60分钟后流动度25秒以内,浆料不离析、不分层、不泌水。
(3)研发了预应力管道高性能灌浆材料的制备工艺,研制了相关的工艺设备和检测设备,制定了企业标准。
亚星游戏(中国区)·集团官网 开发的预应力管道高性能灌浆材料与国内外灌浆材料相比具有以下明显优势:
(1)工厂预制产品,产品质量稳定,现场施工只需加水搅拌即可,有利于控制现场灌浆质量;
(4)该灌浆材料不含氯盐或其它类对预应力索有腐蚀性的组分,对预应力钢筋和钢绞线等提供额外防腐保护。
表1为亚星游戏(中国区)·集团官网 企业标准中CG-100预应力管道高性能灌浆材料的技术指标。
序号
|
检测项目
|
指标
| |||||
1
|
总氯离子含量(%)
|
占灌浆材料总量
|
≤0.06
| ||||
2
|
比表面积(m2kg)
|
勃氏法
|
≥350
| ||||
3
|
凝结时间(h)
|
初凝
|
≥5
| ||||
终凝
|
≤24
| ||||||
4
|
流动度(s)
(25℃)
|
初始
|
10~17
| ||||
30min
|
10~20
| ||||||
60min
|
10~25
| ||||||
5
|
表观粘度(Pa·s)
(25℃)
|
初始
|
0.26~0.36
| ||||
30min
|
0.32~0.46
| ||||||
60min
|
0.40~0.56
| ||||||
6
|
抗压强度(MPa)
|
1d
|
≥15.0
| ||||
3d
|
≥30.0
| ||||||
7d
|
≥40.0
| ||||||
28d
|
≥50.0
| ||||||
7
|
抗折强度(MPa)
|
1d
|
≥4.0
| ||||
3d
|
≥5.0
| ||||||
7d
|
≥6.0
| ||||||
28d
|
≥10.0
| ||||||
8
|
自由泌水率(%)
|
3h
|
0.0
| ||||
9
|
钢丝间泌水率(%)
|
4h
|
0.0
| ||||
10
|
压力泌水率(%)
|
0.22 MPa
|
≤1%
| ||||
0.36 MPa
|
≤1%
| ||||||
11
|
自由膨胀率(%)
|
3h
|
0~2
| ||||
12
|
竖向膨胀率(%)
|
24h
|
≥0.02
| ||||
13
|
对钢筋的锈蚀作用
|
|
无锈蚀
| ||||
14
|
水灰比
|
|
0.27±0.01
| ||||