拼装式桥墩套筒灌浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种拼装式桥墩建筑构件领域，具体的说是拼装式桥墩套筒灌浆料及其制备方法。

背景技术

经过检索，CN110482957A基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料及其制备方法，该发明公开了基于装配式承插连接桥墩用高流动度超高强度灌浆料，灌浆料中各组份的重量百分含量为：25％～35％的硅酸盐水泥、5％～8％的硅灰、30％～40％的细骨料、10％～20％的石英粉、1％～2％的减水剂、5％～7％的钢纤维和5％～7％的水。该发明特点是灌浆料中的细骨料采用石英砂被玻璃砂部分或全部等质量替换的方式。经过对比分析，两者均属于在装配式桥墩领域所用的套筒灌浆料，但是二者在在原材料成分、配比等方面均存在差异。CN110482957A制备的灌浆料细骨料中的石英砂被玻璃砂部分或全部等质量替换，使该灌浆料流动性显著提高，细骨料中玻璃砂由废旧玻璃研磨制成，对废旧玻璃进行绿色回收处理，可规避常规骨料石英砂生产过程中对环境的污染并且有效降低生产成本。

在拼装式桥墩建筑构件中，构件的链接方式主要包括套筒灌浆连接、浆锚链接和间接链接，其中以套筒灌浆链接为主。作为钢筋和套筒间的重要连接介质，灌浆料性能的优劣直接影响装配式构建的使用性能。目前市场上的灌浆料大多是由水泥、石英砂、膨胀剂、减水剂组成，此种灌浆料抗压强度高，但存在凝结时间短、初始流动度低、干缩开裂等问题。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种拼装式桥墩套筒灌浆料及其制备方法，通过混凝土配合比设计、掺入合理级配的钢渣颗粒增强、提高水泥标号、降低水泥水化热和减少混凝土中气孔、提高混凝土流动性等方法实现。.

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种拼装式桥墩套筒灌浆料，其特征在于：它包括40-45质量份的水泥、5-10质量份的矿粉、5-10质量份的粉煤灰、5-10质量份的0.5-1mm钢渣颗粒、15-20质量份的1-2mm钢渣颗粒、15-20质量份的2-3mm钢渣颗粒、物料用量0.05%-0.20%的减水剂、物料用量0.03%的消泡剂、物料用量0.03%的膨胀剂以及物料用量0.2-0.3倍的水。

所述的拼装式桥墩套筒灌浆料，其特征在于：所述水泥为P.O52.5普通硅酸盐水泥。

所述的拼装式桥墩套筒灌浆料，其特征在于：粉煤灰为Ⅰ级灰。

所述的拼装式桥墩套筒灌浆料，其特征在于：矿粉为S105矿粉。

所述的拼装式桥墩套筒灌浆料，其特征在于：钢渣集料粒径为0.5-1mm、1-2mm、2-3mm。

所述的拼装式桥墩套筒灌浆料，其特征在于：减水剂为聚羧酸高效减水剂。

所述的拼装式桥墩套筒灌浆料，其特征在于：消泡剂为有机硅消泡剂。

所述的拼装式桥墩套筒灌浆料，其特征在于：膨胀剂为塑性膨胀剂。

所述的拼装式桥墩套筒灌浆料，其特征在于：水是市政管道中的自来水。

所述拼装式桥墩套筒灌浆料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、将水泥、矿渣粉、粉煤灰、钢渣集料、减水剂、消泡剂、膨胀剂分别计量；

步骤2、所得到的物料中水分两次加入并均匀搅拌，先在搅拌机中加入 2/3的水，再倒入步骤1灌浆料，然后加入剩余 1/3 的水；搅拌时间不小于5min，确保形成均匀一致的浆体；浆体搅拌完成后需静置消泡，时间约2-3min；浆体随用随搅拌，搅拌完成的浆体应在45min内用完；

步骤3、采用套筒灌浆机进行灌浆，灌浆至出浆孔出浆并封堵后，调低注浆压力至0.1MPa 保压 1min，保压后拔除注浆管封堵。

本发明的有益效果是：本发明通过混凝土配合比设计、掺入合理级配的钢渣颗粒增强、提高水泥标号、降低水泥水化热和减少混凝土中气孔、提高混凝土流动性等方法实现。

本发明通过加入钢渣颗粒，发挥钢渣耐磨的特性，可以提高灌浆料与钢筋和套筒之间的摩擦力，通过调整钢渣颗粒的级配提高灌浆料的强度，灌浆后能够使钢筋与套筒形成牢固的结合。通过加入矿粉和粉煤灰粉等工业废渣来降低水泥的水化热，防止灌浆料制备养护过程中，由于水泥水化热产生内外温差过大，造成混凝土开裂破坏等影响。由于粉煤灰其有微珠效应，因此通过加入其可以提高材料的流动性。

本发明所提出的套筒灌浆料后期强度高、流动性能好、无收缩、灌浆后能够使钢筋与套筒形成牢固的结合，且具有良好的耐久性能。此外，套筒灌浆料还可以大量利用工业固体废弃物符合资源再生循环再利用的要求，即降低生产成本又有环保优势，具有较高的社会效益和经济效益。

具体实施方式

实施例1：

本发明所述套筒灌浆料包括40质量份的水泥、10质量份的矿粉、10质量份的粉煤灰、5质量份的0.5-1mm钢渣颗粒、15质量份的1-2mm钢渣颗粒、20质量份的2-3mm钢渣颗粒、物料用量0.08%的减水剂、物料用量0.03%的消泡剂、物料用量0.03%的膨胀剂以及物料用量0.25倍的水。

步骤1、将水泥、矿渣粉、粉煤灰、钢渣集料、减水剂、消泡剂、膨胀剂分别计量；

步骤2、所得到的物料中水分两次加入并均匀搅拌，先在搅拌机中加入 2/3的水，再倒入步骤1灌浆料，然后加入剩余 1/3 的水；搅拌时间不小于 5min，确保形成均匀一致的浆体；浆体搅拌完成后需静置消泡，时间约2-3min；浆体随用随搅拌，搅拌完成的浆体应在45min内用完。

步骤3、采用套筒灌浆机进行灌浆，灌浆至出浆孔出浆并封堵后，调低注浆压力至0.1MPa 保压 1min，保压后拔除注浆管封堵。

实施例2：

本发明所述套筒灌浆料包括45质量份的水泥、5质量份的矿粉、5质量份的粉煤灰、10质量份的0.5-1mm钢渣颗粒、15质量份的1-2mm钢渣颗粒、20质量份的2-3mm钢渣颗粒、物料用量0.08%的减水剂、物料用量0.03%的消泡剂、物料用量0.03%的膨胀剂以及物料用量0.25倍的水。

步骤1、将水泥、矿渣粉、粉煤灰、钢渣集料、减水剂、消泡剂、膨胀剂分别计量；

步骤2、所得到的物料中水分两次加入并均匀搅拌，先在搅拌机中加入 2/3的水，再倒入步骤1灌浆料，然后加入剩余 1/3 的水；搅拌时间不小于 5min，确保形成均匀一致的浆体；浆体搅拌完成后需静置消泡，时间约2-3min；浆体随用随搅拌，搅拌完成的浆体应在45min内用完。

步骤3、采用套筒灌浆机进行灌浆，灌浆至出浆孔出浆并封堵后，调低注浆压力至0.1MPa 保压 1min，保压后拔除注浆管封堵。

实施例3：

本发明所述套筒灌浆料包括40质量份的水泥、5质量份的矿粉、5质量份的粉煤灰、10质量份的0.5-1mm钢渣颗粒、20质量份的1-2mm钢渣颗粒、20质量份的2-3mm钢渣颗粒、物料用量0.08%的减水剂、物料用量0.03%的消泡剂、物料用量0.03%的膨胀剂以及物料用量0.25倍的水。

步骤1、将水泥、矿渣粉、粉煤灰、钢渣集料、减水剂、消泡剂、膨胀剂分别计量；

步骤2、所得到的物料中水分两次加入并均匀搅拌，先在搅拌机中加入 2/3的水，再倒入步骤1灌浆料，然后加入剩余 1/3 的水；搅拌时间不小于 5min，确保形成均匀一致的浆体；浆体搅拌完成后需静置消泡，时间约2-3min；浆体随用随搅拌，搅拌完成的浆体应在45min内用完。

步骤3、采用套筒灌浆机进行灌浆，灌浆至出浆孔出浆并封堵后，调低注浆压力至0.1MPa 保压 1min，保压后拔除注浆管封堵。

实施例4：

本发明所述套筒灌浆料包括45质量份的水泥、10质量份的矿粉、5质量份的粉煤灰、5质量份的0.5-1mm钢渣颗粒、20质量份的1-2mm钢渣颗粒、15质量份的2-3mm钢渣颗粒、物料用量0.08%的减水剂、物料用量0.03%的消泡剂、物料用量0.03%的膨胀剂以及物料用量0.25倍的水。

步骤1、将水泥、矿渣粉、粉煤灰、钢渣集料、减水剂、消泡剂、膨胀剂分别计量；

步骤2、所得到的物料中水分两次加入并均匀搅拌，先在搅拌机中加入 2/3的水，再倒入步骤1灌浆料，然后加入剩余 1/3 的水；搅拌时间不小于 5min，确保形成均匀一致的浆体；浆体搅拌完成后需静置消泡，时间约2-3min；浆体随用随搅拌，搅拌完成的浆体应在45min内用完。

步骤3、采用套筒灌浆机进行灌浆，灌浆至出浆孔出浆并封堵后，调低注浆压力至0.1MPa 保压 1min，保压后拔除注浆管封堵。

将实施例1-4所得套筒灌浆料按照DG/TJ08-2160-2015《预制拼装桥墩技术规程》进行性能检测：

由上述测试结果可见，本发明所提出的拼装式桥墩建筑用灌浆料后期强度高、流动性能好、无收缩、灌浆后能够使钢筋与套筒形成牢固的结合，且具有良好的耐久性能。此外，套筒灌浆料还可以大量利用工业固体废弃物钢渣、粉煤灰、矿渣等，符合资源再生循环再利用的要求，即降低生产成本又有环保优势，具有较高的社会效益和经济效益。

制备套筒灌浆料的原理是通过加入合理级配的钢渣颗粒作为骨料使用，发挥钢渣耐磨和微膨胀的特性，可以提高材料与钢筋和套筒之间的摩擦力。通过加入矿粉和粉煤灰粉等工业废渣来降低水泥的水化热，防止混凝土制备养护过程中，由于水泥水化热产生内外温差过大，造成混凝土开裂破坏等影响。由于粉煤灰其有微珠效应，因此通过加入其可以提高材料的流动性。此外，套筒灌浆料还可以大量利用工业固体废弃物符合资源再生循环再利用的要求，即降低生产成本又有环保优势，具有较高的社会效益和经济效益。