装配式建筑是指在工厂用预制构件在现场组装的建筑。这种建筑的优点是施工速度快,受气候条件限制少,节省劳动力,减少环境污染,提高建筑质量。但是,在建造更高更大的装配式建筑时,也存在如何保证建筑整体稳定性和抗震能力的问题。这主要是由预制建筑构件的设计方案和连接构件的强度决定的。在装配式建筑中,构件的连接方式主要有砂浆锚固连接、间接连接和套筒灌浆连接,现在套筒灌浆连接的市场占有率已经达到80%以上。套筒结构的性能主要取决于套筒的数量和排列方式、套筒本身的性能以及套筒内灌浆材料的性能[1-2]。本文利用相对廉价的材料,制备出高流动性、高早期强度和后期强度、工作性好、微膨胀、不泌水、不离析的套筒灌浆材料,满足装配式建筑的要求。
通过单因素对比试验,研究了石英砂级配、砂灰比、水灰比和外加剂对灌浆材料工作性和强度的影响。在确定了理想配比后,采用包裹低水灰比骨料的方法提高了灌浆材料的抗压强度,得到了最佳的材料组成和配比。
1.3灌浆材料的制备和性能测试
按试验配比称取一定量的42.5快硬硫铝酸盐水泥、石英砂和硫铝酸钙膨胀剂,混合均匀,然后加入一定量的有机硅消泡剂、缓凝剂、早强剂、增稠剂和水混合液,再次混合均匀,注入40mm×40mm×160mm模具中成型。依据GB/T17671—1999《水泥基灌浆材料应用技术规程》,测定了灌浆材料的流动性、抗折强度和抗压强度。根据GB 50119-2013《混凝土外加剂应用技术规范》,测定了灌浆材料的垂直膨胀率。
2基本比率测试
2.1石英砂级配的确定
由于石英砂硬度高、分布广、价格低,所以选择石英砂作为灌浆骨料。实验用的石英砂有20 ~ 40目(0.425 mm ~ 0.85 mm)和40 ~ 70目(0.212 mm ~ 0.425 mm)。根据最大堆积密度理论[3],用1升体积升来衡量不同成分石英砂的堆积质量。二次拟合曲线Y=1507.675+275.9X-247.7X2(X代表20-40目石英砂的质量比,Y代表一升中不同目石英砂混合的质量),当X=0.556时,Y达到最大值,即20-40目:40-70目= 1: 0。此时一升体积升的堆积质量最大,说明其堆积结构更为密实,级配更为合理,故选用此石英砂配比做进一步试验。
5结论
(1)当石英砂级配为20-40目(0.425mm-0.85mm): 40-70目(0.212mm-0.425mm) = 1: 0.798,水灰比为0.26,砂灰比为0.8,聚羧酸减水剂为0.4%,四硼酸钠为5‰,有机硅消泡剂为2‰。
(2)用低水灰比(0.20)的水泥包裹石英砂,其中低水灰比水泥所用的水泥掺入其水泥质量的0.4%。这种方法可以提高骨料与硬化浆体之间的界面粘结力,不同程度地提高灌浆材料的抗压强度。发现包裹石英砂浆的水泥占总水泥质量的15%时,对灌浆材料的早期抗压强度和后期抗压强度更有利。
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