淺談水膠比對水泥基灌漿料三項性能影響

王碧英

(福州建通工程試驗檢測有限公司,福建 福州 350108)

0 引言

水泥基灌漿材料施工時只需加水拌合均勻即可灌注。加大拌合用水量對增加流動性有利,而對強(qiáng)度、豎向膨脹和泌水率等均會產(chǎn)生不利影響。如果產(chǎn)品對拌合用水量非常敏感,水料比增加1%,就會出現(xiàn)表面大量返泡,甚至失支承載作用,施工留樣強(qiáng)度遠(yuǎn)低于材料檢驗強(qiáng)度。

1 水泥基灌漿材料的特點

(1)強(qiáng)度高、硬化快、水泥基灌漿材料從加水?dāng)嚢栝_始計算,24h內(nèi)可完全硬化,1d強(qiáng)度可達(dá)到20MPa以上,3d強(qiáng)度不低于40MPa,28d強(qiáng)度高于60MPa。

(2)流動性好,水泥基灌漿材料施工時只要加水?dāng)嚢杈鶆?依靠自身重力的作用,能夠流進(jìn)所要灌注的空隙,不需振搗能夠密實填充。

(3)膨脹性能好,能夠密實填充所灌注的空間,增大有效承載面起到有效承載的作用。

2 水泥基灌漿料技術(shù)指標(biāo)

首先不同種類的水泥基灌漿料的使用需要根據(jù)具體的規(guī)范來選擇,表1顯示的水泥基灌漿料主要性能指標(biāo)(GB/T50448-2015)：

表1 水泥基灌漿料主要性能指標(biāo)(GB/T50448-2015)

上表給出的是不同型號的水泥基灌漿料的主要性能指標(biāo),在選擇不同水膠比時材料的流動性、豎向的膨脹率、抗壓強(qiáng)度都需要嚴(yán)格的按照表格中的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定來選擇。

3 室內(nèi)試驗

3.1 選三個不同的水膠比對Ⅱ類灌漿材料進(jìn)行截錐流動度、抗壓強(qiáng)度、豎向膨脹率指標(biāo)試驗

(1)實驗室溫、濕度控制：溫度20℃±2℃,濕度>50%。

(2)養(yǎng)護(hù)室溫度20℃±1℃,濕度>90%。

3.2 實驗方法

(1)截錐流動度試驗：采用行星式水泥膠砂攪拌機(jī),采用機(jī)械攪拌方式。稱3KG灌漿料倒入預(yù)先潤濕的攪拌鍋中。先加入推薦水料比的用水量80%,先慢拌2min,快速拌1min,再加入剩下的20%慢拌1min。拌好后倒入預(yù)先潤濕過的截錐圓模中漿料與上口平齊,提起截錐圓模后讓漿料在無擾動的條件下自由流動直至停止。用卡尺測量底面最大擴(kuò)散直徑及其垂直方向的直徑,計算平均值作為初始值,測試結(jié)果精確至1mm。初始值測量完畢后30min,按前面攪拌程序攪拌,測其30min的流動度保留值。

(2)抗壓強(qiáng)度試驗：抗壓強(qiáng)度的檢驗按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗方法(ISO法)》GB/T 17671中的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行?？箟簭?qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試件采用尺寸為40mm×40mm×160mm,采用非振動成型,漿拌和好的灌漿料倒入試模中,測量1d、3d、28d齡期的強(qiáng)度。

(3)豎向膨脹率：用架百分表測定豎向膨脹率。將拌合料一次性從一側(cè)倒?jié)M試模,至另一側(cè)溢出并高于試模邊緣約2mm,用濕棉絲覆蓋玻璃板兩側(cè)漿體。架百分表在30S內(nèi)讀取百分表初始讀數(shù)h0,在自加水拌合起分別于3h和24h讀取百分表讀數(shù)ht。

4 不同水膠比試驗結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

表2 不同水膠比對流動度影響

試驗數(shù)據(jù)顯示,水膠比是影響灌漿材料流動度最直接的因素,從上表2可以看出水膠比W/B=0.13的拌合物較為粘稠攪拌不好攪拌,流動性較差,其流動度的初始值和30MIN保留值均不滿足規(guī)范要求,水膠比W/B=0.15的拌合物流動性很大。流動度試驗產(chǎn)生了很大的流動性,并且30MIN之后流動度保留值還是很高,但拌合物存在轉(zhuǎn)為嚴(yán)重的泌水和骨料沉降現(xiàn)象,水膠比W/B=0.14的拌合物流動性較好,并且具有良好的保水性,沒有發(fā)現(xiàn)泌水現(xiàn)象。

表3 不同水膠比對強(qiáng)度影響

從上表3中可以看出水膠比的增加,W/B=0.13和W/B=0.15的28d抗壓強(qiáng)度相差9.1MPa。當(dāng)W/B較為合理時,水泥灌漿材料具有早期高強(qiáng)度的特點,W/B=0.13和W/B=0.14的3d抗壓強(qiáng)度分別過到28d強(qiáng)度的92.7%和78.5%,W/B=0.13和W/B=0.14的28d抗壓強(qiáng)度勻超過70MPa。

表4 不同水膠比對膨脹率的影響

從上表4中可以看出,W/B=0.13和W/B=0.14的3h、24h的膨脹差與3h豎向膨脹率之差均能滿足規(guī)范要求,而W/B=0.15的3h豎向膨脹率出現(xiàn)了負(fù)值,即水泥基灌漿料出現(xiàn)了收縮,說明水膠比小灌漿材料的水泥漿體量相對較大,因此膨脹率較大。水膠比大的用于水化的水增加,未參與水化的水分干燥后形成空隙,在干燥條件下引起孔隙增大,從而使水泥漿材料的收縮增大。

5 結(jié)論

因為流動度、強(qiáng)度、豎向膨脹率是灌漿材料最重要的三項性能指標(biāo)。流動度的大小是灌漿料的否具有可使用性的前提,如果達(dá)不至必要的流動性,狹小的空間無法澆灌或達(dá)不到飽滿的填充效果,即使其他性能再好對灌漿工程也無意義。但用水量過多時,灌漿料材料會出現(xiàn)泌水骨料沉降現(xiàn)象,影響灌漿材料的強(qiáng)度和膨脹率,所以說水膠比并不是越大越好或者越小越好,而是在一個合適的范圍才好。