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灌浆料的开裂与灌浆料配方设计

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[导读]:灌浆料作为高强高性能新型水泥基复合材具有以下几大优点特点: 1、强度高,根据GB/T50448-2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》中规定灌浆料抗压强度一般在60MPa以上属于高强混凝土范

  灌浆料作为高强高性能新型水泥基复合材具有以下几大优点特点:

  1、强度高,根据GB/T50448-2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》中规定灌浆料抗压强度一般在60MPa以上属于高强混凝土范畴;

  2、集料粒径较细,根据GB/T50448-2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》中说明,Ⅳ类灌浆料最大粒径小于20mm,其中Ⅱ、Ⅲ集料最大粒径小于4.75mm,属于细集料混凝土;

  3、高流态,填充性好,无需振捣;

  4、微膨胀5、早期强度高,24小时抗压强度可以达到20-40MPa;

  5、使用方便市场上的大多数灌浆料均属于袋装,便于小方量施工,施工方式也非常简单。

灌浆料

  灌浆料在具备这么多优点的同时在实际使用过程中也存在着一个重要问题—易开裂。

  从材料学角度来看对于水泥基材料具有高强、早强、集料细、超流态这些特点在一定程度上增大了材料的脆性,增加了灌浆料在使用过程中开裂的风险。对于我们灌浆料配方设计人员以及工程技术人员我们就要从这些特点出发,对症下药来减少灌浆料的裂缝,把灌浆料裂缝控制在微观形态下,至少裂缝大小要控制在无害状态下。

  开裂的根本原因水泥在水化以及后期的工作过程中收缩应力大于灌浆料自身的内聚力。水泥的收缩包括塑性收缩、温度收缩、碳化收缩、干燥收缩。其中塑性收缩(主要包括水分的蒸发和水泥水化绝对体积的减小)发生在水泥的凝结硬化之前,一般是搅拌完成12小时以内,收缩的大小约为水泥绝对体积的l%,是水泥基材料主要的收缩。温度收缩是混凝土由于温度下降(在0℃以上)而发生的收缩变形,又叫冷缩。对于大体积混凝土,裂缝主要是由温度变化引起的。碳化收缩是混凝土中水泥水化物与空气中的C02(在有水分的条件下,真正的媒介是H2C03)发生化学反应的结果。碳化收缩相对发展得较晚,而且一般只局限于混凝土表面。

  灌浆料里主要的活性物质就是水泥(其他各种添加剂都是为水泥服务的),根据水泥收缩的特性,我们要做成无收缩的灌浆料势必要通过各种方法和手段抵消和减少水泥的收缩。因此在灌浆料配方设计过程中采用膨胀剂是必不可少的。水泥收缩是一条线,贯穿于水泥从加水搅拌开始到建筑寿命结束即发生在水泥的全寿命周期中。因此对于灌浆料的膨胀性能也需要从全局考虑,做到瞻前顾后。首先针对水泥前期0-12h收缩较大,需要采用能够膨胀迅速膨胀量大的塑性阶段膨胀剂。对于温度收缩、碳化收缩、干燥收缩我们需要通过反复实验确定后期膨胀剂品种及用量。

  有时候各种膨胀剂我们都通过反复实验,最终灌浆料还是出现了明显开裂。实际上灌浆料的收缩膨胀是非线性的,收到外界各种自然条件(温度、湿度、压力、拉力等等)的影响,拿温度来说,灌浆料在温度变化过程中热胀冷缩。要想最低限度的避免开裂,合理添加膨胀剂的同时还有提高灌浆料抗拉能力,也就是保证灌浆料刚性的同时,让灌浆料具有一定的韧性做到刚柔并济。这就要求我们在灌浆料配方设计中对水泥以及砂石进行聚合物和偶联剂改性。提高灌浆料自身抵抗体积变化的能力,这样才能最大限度避免开裂。

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