消泡剂对灌浆料性能和孔结构特征的影响.pdf
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1、期四第年材建海术技其及品制凝混P54息信闻新沿前技科消泡剂对灌浆料性能和孔结构特征的影响吴海军,奉瑞萍(湖南省交通建设质量监督检测有限公司,湖南长沙410 0 15)摘要:研究了在不同消泡剂掺量下,灌浆料拌合物的流动度及其经时损失率、湿表观密度以及硬化后的强度和孔结构特征。结果表明:当消泡剂掺量由0%增加到0.0 2 5 0%时,灌浆料的流动度大体上先增加后降低,3 0 min流动度损失率变化不大,湿表观密度不断增加,抗折强度和抗压强度大体上先增加后趋于稳定;消泡剂使灌浆料6 3 0 nm孔体积增加,3 0 nm60m孔体积降低,6 0 3 0 0 m孔体积增加或降低;当消泡剂掺量由0%增加到
2、0.0 10 0%时,灌浆料的孔隙率先下降后略增加。关键词:套筒灌浆料;消泡剂;强度;流动度;孔结构中图分类号:TU528.59文献标志码:A文章编号:10 0 6-117 7(2 0 2 3)0 4-5 4-5 8doi:10.3969/j.issn.1006-1177.2023.04.011Effect of Defoamer on Properties and Pore Structure Characteristics of GroutsWUHaijun,FENG Ruiping(Hunan Transportation Research Institute Co.,LTD,CChan
3、gsha 410015,China)Abstract:The effect of the dosage of a defoamer on the properties and pore structure of the grout was investi-gated.The results show generally that when the dosage of defoamer increases from 0%to 0.025 0%,the fluidity ofgrout increases before decreases.The fluidity loss rate in 30
4、min does not change apparently,while the wet appar-ent density increases continuously.The flexural strength and compressive strength increase first and then stabilize.The defoamer increases the pore volume of grouts at the diameter of 630 nm,decreases that at 30 nm60m,and in-creases or decreases tha
5、t at 60300m.When the dosage of defoamer increases from 0%to 0.010 0%,the porosity ofthegrouts decreases followed byslight increase.Keywords:cementitious grout for coupler;defoamer;strength;fluidity;pore structure0引言2022年10 月2 8 日,湖南省人民政府发布湖南省碳达峰实施方案,指出要“培育壮大装配式建筑产业”。由此可见,近几年是装配式建筑在我国发展的黄金阶段。其中,钢筋套筒灌
6、浆连接技术是目前该领域的研究热点之一。作为该技术的关键材料之一,钢筋连接用套简灌浆料(以下简称“灌浆料”)会显著影响钢筋套筒灌浆连接技术的实施效果。现有研究表明,在砂浆中掺入消泡剂,能够降低含气量=3 ,提高湿密度 1-41和保水性 5 ,改善表面质量 6 7 ,增加流动度 2.4.6 7 ,提高强度 13 4.7-8 、折压比115.9 和拉伸黏结结强度,降低吸水量 13 5 ,延长凝结时间 0 以及改善泛白等。随着消泡剂掺量的增加,这些性能会持续改变,但通常存在一个临界值,当砂浆中消泡剂掺量大于该值时,砂浆性能的变化趋于稳定 2 5.7 。也有一些不同的研究结果,如消泡剂对初凝影响不大,但
7、会延长终凝时间,随着消泡剂掺量的增加,砂浆含气量先降低后增加,抗压、抗折强度均先上升后下降19 11。消泡剂种类对砂浆性能的影响差别也较大 145.7 1,且同一消泡剂对不同砂浆性能的影响也有很大差别2 8。此外,掺人消泡剂后,灌浆期四第年材建海术技其及品制凝混P55息信闻新沿前技科料剪切应力增大,塑性黏度增加,根据灌浆料硬化后气泡参数的测试结果,掺人消泡剂的灌浆料内部总气泡数量以及 10 0 m的气泡数量均减少 12 。根据相关标准,灌浆料的早期和后期强度要求都很高,1、3、2 8 d的抗压强度要求分别大于3 5、6 0、8 5 MPa。消泡剂对砂浆力学性能的改善作用非常显著,如砂浆中消泡剂
8、掺量为0.1%(质量分数)时,7 d抗压强度提高10 0%以上叫,拉伸黏结强度增加7 5%。本文针对特种消泡剂,研究了不同掺量下灌浆料的流动度及其经时损失率、湿表观密度等拌合物性能,以及抗折强度、抗压强度和孔结构等硬化结构性能特征。原材料与试验方法1.1原材料消泡剂为德国明凌化工有限公司生产的粉末消泡剂,白色,型号为Agitan?RP803,组分为液态烃和聚乙二醇的混合物。试验包括9 个配合比(见表1),主要变量为消泡剂掺量(质量分数),分别为0%0.0 0 2 5%0.0 0 5 0%、0.0 0 7 5%0.0100%、0.0 12 5%、0.0 15 0%、0.0 2 0 0%和0.0
9、2 5 0%,其他材料质量不变表1灌浆料配合比(Tab.1Mix proportion of grouts)灌浆料编号消泡剂/g其他/g用水量/gGJ10GJ20.025GJ30.050GJ40.075GJ50.1001000.7120GJ60.125GJ70.150GJ80.200GJ90.2501.2试验方法1.2.1流动度及其经时损失灌浆料的流动度测试依据JG/T4082013钢筋连接用套筒灌浆料进行,其中3 0 min流动度损失率由式(1)计算得到 13)(FF30100in(1)Fin式中:F为3 0 min流动度损失率,%;Fn为初始流动度,mm;F3o为3 0 min流动度,mm
10、。如果F3o结果为负数,则说明灌浆料的3 0 min流动度增加。1.2.2湿表观密度首先用水标定塑料烧杯的体积为V,接着称量塑料烧杯的质量为ml,最后将搅拌均匀的灌浆料移至塑料烧杯内,用刮刀小心刮平后称量,并计灌浆料与塑料烧杯总质量为m。泛湿表观密度p按式(2)计算。(m2mPw=1 000(2)V1.2.3孔结构特征采用全自动压汞测孔仪测试硬化灌浆料的孔结构特征。取2 8 d龄期的灌浆料硬化试样,用小锤敲开,在试块中部取2.5 5.0 mm小块,将块状样品在异丙醇溶液中浸泡7 2 h,待其终止水化后进行压汞和孔结构测试。2试验结果与分析2.1消泡剂对灌浆料流动度的影响灌浆料初始流动度和流动度
11、经时损失率随消泡剂掺量的变化如图1所示。由图1(a)可知:当消泡剂掺量由0%增加到0.0 2 0 0%时,灌浆料的初始流动度逐渐增加,由3 0 0 mm增加到3 3 0 mm,增加幅度为10%,即该掺量范围内,消泡剂对砂浆有一定的助流效果;当消泡剂掺量由0.0 2 0 0%增加到0.0 2 5 0%时,初始流动度降低至3 0 3 mm,降幅为8%。由图1(b)可知,当消泡剂掺量为0.0 2 0 0%时,灌浆料3 0 min流动度损失率为11.2%,对于其他消泡剂掺量的灌浆料,3 0 min流动度损失率变化不大,在-0.7%4.3%。340初始330330一3 0 min320313310310
12、30530330330330330030030330529830029529029329329028828027026000.0050.0100.0150.0200.025消泡剂掺量/%(a)流动度图1灌浆料流动度和3 0 min流动度损失率随消泡剂掺量的变化(Fig.1 Change rule of fluidity and fluidity loss rate in 30 min ofgrouts with defoamer dosage changing)期四第年0材建海术技其及品制凝混P56息信闻新沿前技科1211.210864.34.043.23.32.62.621.70-0.700
13、.0050.0100.0150.0200.025消泡剂掺量/%(b)3 0 m i n 流动度损失率续图1灌浆料流动度和3 0 min流动度损失率随消泡剂掺量的变化(Fig.1 Change rule of fluidity and fluidity loss rate in 30 min ofgrouts with defoamer dosage changing)通常消泡剂可以抑制甚至消除部分新拌浆体内的大气泡,改善气泡滚珠轴承作用效果。因此,消泡剂掺量由0%增加到0.0 2 0 0%时,灌浆料流动度增加;掺入一定量的消泡剂后,消泡作用显著,此时砂浆中起到滚珠作用的气泡数量明显下降,造成砂
14、浆流动性降低,因此当消泡剂掺量由0.0 2 0 0%增加到0.0 2 5 0%时,灌浆料流动度降低。由于新拌浆体中的气泡会经历合并和扩散等过程4-15,硬化浆体的最终孔结构不能完全反映新拌浆体的气泡情况2.2消泡剂对灌浆料湿表观密度的影响灌浆料的湿表观密度如图2 所示。由图2 可见,与不掺消泡剂的灌浆料相比,掺消泡剂的灌浆料的湿表观密度均增大,增大幅度在1.43%5.11%,其中消泡剂的掺量为0.0 10 0%时,灌浆料的湿表观密度最高。掺人一定量的消泡剂后,消泡剂对大气泡的抑制与消除作用使灌浆料的湿表观密度不断增大。2500上7.23452.4262.4242.3942.3082.3632.
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