新桥规压浆剂的研究

新桥规压浆剂的研究徐德高，傅雁，胡久宏（弗克科技苏州有限公司，苏州215105)摘要：根据JTG/TF50-2011公路桥涵施工技术规范中的相关规定，在低水灰比情况下把后张孔道压浆的各项指标都做合格，就需要选取合适的原材料。本文主要研究在低水灰比的情况下，FOX-D750压浆剂核心添加剂与不同类型的膨胀剂，以及不同类型的水泥的适配效果。研究结果表明：选取合适的膨胀剂以及比例配置而成的压浆剂，对不同类型的水泥都有很好适应性。关键词：压浆剂；核心添加剂；新桥规1.前言压浆剂是由高效减水剂、微膨胀剂、矿物掺合料等多种材料干拌而成的混合剂。它是在施工现场按一定比例与水泥、水均匀混合后，用于后张预应力管道充填的压浆材料。能够有效防止预应力钢材的防腐、保证预应力束与混凝土结构之间有效的应力传递，使孔道内浆体饱满密实，浆体保持一定的PH值范围，完全包裹预应力钢材，浆体硬化后有较高的强度和弹性模量及膨胀无收缩性和粘接力。近年来，由于压浆不良引发的结构伤损事件时有发生，后张预应力压浆料的性能及工艺日益引起了工程技术人员的关注，其中在铁路后张法预应力梁中压浆料的性能更是得到相关人员的重视。[1]在此基础上，交通运输部制定了JTG/TF50-2011公路桥涵施工技术规范，在水灰比、流速、泌水率、凝结时间、强度等方面都设定了质量控制指标。本文主要通过使用FOX-D750压浆剂核心添加剂与不同类型的膨胀剂复配的压浆剂，再与不同类型的水泥复配成压浆料。在水灰比一定的情况下，对比不同压浆料的各项性能指标，选取最优的压浆剂配比。2.原材料设备及试验内容2.1原材料本试验研究主要选择了1种压浆剂核心添加剂、2种膨胀剂、3种水泥。压浆剂核心添加剂：FOX-D750（由聚羧酸减水剂等高分子材料组成，掺量2%）膨胀剂：UEA膨胀剂、FOX-QL2012膨胀剂。水泥：海螺水泥、中联水泥、天山水泥、（均为PO42.5）。水：自来水，水灰比为0.28。仪器设备:搅拌机、流动锥、充盈度管、泌水率测试容器、试模，均符合JTG/TF50-2011公路桥涵施工技术规范的要求。2.2试验方法2.2.1出机流动度、30min流动度、60min流动度参照JTG/TF50-2011公路桥涵施工技术规范中的搅拌要求进行搅拌，将搅拌均匀后的浆体倾入流动锥内，直至表面触及点测规下端（1725mL±5mL浆液）；打开活门，让浆液自由流出，浆液全部流完时间（s）称为压浆浆液的流动度。2.2.2自由泌水率、膨胀率实验装置如图1所示，用有机玻璃制成，带有密封盖，高120mm，置放于水平面上。图1浆液泌水率和膨胀率试验容器往容器内填灌水泥浆约100mm深，测填灌面高度并记录下来，然后盖严。置放3h和24h后量测其离析水水面和水泥浆膨胀面，然后按下列公式计算泌水及膨胀率：%13-2100泌水率%11-3100膨胀率2.2.3充盈度实验装置如图2所示，内径为40mm的透明有机玻璃管，两端的直管夹角120。，每部分长度为0.5m。将拌制好的浆体静置lmin，通过流动锥将浆体灌入固定在固定架上的充盈度管中。充完浆体后，用塑料薄膜密封圆管的两端。在20±3℃的条件下放置7d，观察管内部是否有直径大于3mm的气囊或水蒸气，在管道的两端是否有大量的泡沫层。图2充盈度管2.2.4强度检测按照《水泥胶砂强度检测方法（ISO法）》（GB/T17671）2.3实验配方将D750与膨胀剂配置成压浆剂，D750:膨胀剂=20%：80%压浆剂A=D750：UEA膨胀剂压浆剂B=D750：FOX-QL2012膨胀剂实验配方见表1。表1压浆剂与水泥配比实验表水泥压浆剂（8%-12%）压浆剂（8%-12%）水灰比海螺水泥A0.28中联水泥A0.28天山水泥A0.28海螺水泥B0.28中联水泥B0.28天山水泥B0.283实验结果与分析3.1流动度首先对压浆剂A、B与各种水泥的配合比例进行确定。当压浆剂A、B以不同质量比例(8％、10％、12％)内掺于水泥时，初步的试验结果见表2。在试验中，出机流动度＞17s的产品我们就当不合格品处理，对于30min、60min就不再测试。表2压浆剂A、B与各种水泥配合比例对流动度实验结果水泥压浆剂A压浆剂B水灰比出机流动度30min流动度60min流动度海螺水泥8%0.2821.6中联水泥8%0.2824.8天山水泥8%0.2830.2海螺水泥10%0.2818.3中联水泥10%0.2819.7天山水泥10%0.2828.5海螺水泥12%0.2816.119.824.3中联水泥12%0.2817.020.125.5天山水泥12%0.2822.5海螺水泥8%0.2816.917.821.5中联水泥8%0.2818.2天山水泥8%0.2822.4海螺水泥10%0.2815.617.019.0中联水泥10%0.2817.019.923.8天山水泥10%0.2819.1海螺水泥12%0.2814.316.518.1中联水泥12%0.2816.518.924.1天山水泥12%0.2816.919.225.0从列表中我们可以看出，采用市场上UEA膨胀剂与D750压浆剂核心添加剂复配的压浆剂A效果差，掺量达到12%的时候，在水泥适应性好的情况下才能够做到初始流动度合格。当选用FOX-QL2012膨胀剂与D750压浆剂核心添加剂复配的压浆剂B，掺量在8%~12%范围内，选取各种水泥都可以做到出机流动度合且海螺水泥的适应性最好。FOX-QL2012膨胀剂是以铝酸钙系列精选的膨胀剂，在工艺方面专门针对压浆料的超大流动度配置而成的。可以减缓水泥的水化时间，还可以提高1d的强度。3.2自由泌水率、膨胀率根据JTG/TF50-2011公路桥涵施工技术规范附录C4压浆浆液自由泌水率和自由膨胀率试验进行实验，测试流动度合格的压浆料24h自由泌水率和膨胀率。表3自由泌水率、膨胀率实验结果水泥压浆剂A压浆剂B水灰比24h自由泌水率/%24h自由膨胀率/%海螺水泥12%0.280.3-0.6中联水泥12%0.281.1-1.2海螺水泥8%0.2800.6海螺水泥10%0.2800.2中联水泥10%0.2800.1海螺水泥12%0.280.30.8中联水泥12%0.280.20.4天山水泥12%0.2800如表3，流动度越快就越容易泌水，只有在掺量合适的情况下才能达到公路桥涵施工技术规范的要求。压浆剂B与海螺水泥的适应性最好，不泌水且有微膨胀，但是如果掺量过多的话就会有泌水；与中联水泥只有掺量在10%的时候效果最好，具有一定的膨胀效果；与天山水泥的适配效果比较差，掺量达到12%才能够达到标准要求。压浆剂A在测试过程中流动度能够达到要求的两组，在泌水收缩方面没有达到标准要求。UEA膨胀剂的性能表现为14天之内有膨胀效果[2]，对一天的膨胀效果不大。3.3充盈度对于没有泌水收缩的压浆料，我们进行充盈度实验。放置7d后观察发现：直径3mm的气囊基本没有、没有泡沫层、没有＞1ml的水。主要是因为的的D750压浆剂核心添加剂中含有消泡、增稠成份，能够保证体系的致密性，防止泌水。3.4强度对流动度合格、不泌水、不收缩的产品进行强度实验，主要测试3d.、7d.、28d抗压抗折强度。对于同一种水泥，随着压浆剂掺量的增大强度也随之增大；对于不同种水泥之间，在掺量相同的情况下，强度波动范围很小。表4强度实验结果水泥压浆剂B水灰比抗压强度抗压强度3d7d28d3d7d28d海螺水泥8%0.2826.346.860.26.28.910.8海螺水泥10%0.2831.552.168.76.99.811.5中联水泥10%0.2829.852.065.27.38.811.2天山水泥12%0.2830.943.658.86.47.89.6压浆剂B中含有的FOX-QL2012膨胀剂为早强型膨胀剂，可以使压浆料早期水化充分，在短时间内获得较高的强度。并且随着掺量的增加，压浆料早期早期形成的钙矾石产物增多，掺入膨胀剂还可以提压浆料的密实性，减少孔隙率的同时还能改善孔结构特性。[3]，提高强度。4.结论（1）采用FOX-QL2012膨胀剂与FOX-D750压浆剂核心添加剂复配而成的压浆剂，适应范围比较广。（2）对于不同种类的水泥，压浆剂B的掺量会有所不同。在经过流动度、泌水率、膨胀率、充盈度、强度等一系列测定以后才能选取一个最佳掺量。5.参考文献[1]王超峰．后张法预应力混凝土孔道灌浆工艺及其应用[J]．公路交通科技，2005，22(2)：78，81．[2]游宝坤，李乃珍．膨胀剂及其补偿收缩混凝土[M]．北京：中国建材工业出版社，2005．[3]邓运清等．铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件[R]．北京：中铁工程设计咨询集团有限公司，2006．[4]中华人民共和国交通部．JTG/TF50-2011公路桥涵施工技术规范[s]．北京：人民交通出版社，2011．作者简介：徐德高，男，1984年生，江苏苏州人，工程师。地址：苏州市金门路158号，电话：[phone]