混凝土結構加固用灌漿料試驗研究

魏瑩瑩

(山東省建筑科學研究院，山東 濟南 250031)

混凝土結構加固用灌漿料試驗研究

魏瑩瑩

(山東省建筑科學研究院，山東 濟南 250031)

文章從高吸水性樹脂（SAP）和膨脹劑出發，通過試驗來研究SAP和膨脹劑摻量對混凝土結構加固用灌漿料流動度、抗壓強度、豎向膨脹率的影響，得出一組SAP和膨脹率的最優摻量，對解決灌漿料應用中出現的顏色不均勻、流動性差、密實性差、出現收縮裂縫等問題提供了有利的作用。

高吸水性樹脂 膨脹劑 混凝土結構加固 灌漿料 膨脹率

1. 述

當今，世界已有建筑大多為鋼筋混凝土結構，眾所周知，混凝土致命缺點在于它的抗拉強度極低。隨著使用時間的增加，許多鋼筋混凝土建筑出現了各種裂縫、沉降不均、抗震能力不足等一系列問題。然而直接對出現此類問題的建筑物拆除是不切實際的，最有效和實用的方法便是對其進行加固。所以，建筑結構的加固占據著越來越重要的地位。

目前，將高強灌漿料應用在加固修補工程中的做法是非常普遍的。我國對灌漿料的研制在1977年獲得成功，經過20多年的研究，灌漿料已逐漸被用于混凝土結構的加固修補上且取得了較好的效果。

灌漿料具有良好的流動性，而且和易性比較好，有較高的自密實性能，并且早期強度較大。這些優點讓它在橋涵搶修及工程質量缺陷處理等方面的應用越來越廣泛。趙敏等人對灌漿料的施工性能作過試驗研究，設計了多種改性灌漿料[1]；但是灌漿料發展過程中所遇到的問題也是不可忽略的。

本文研究了改善混凝土結構加固用灌漿料的一些常遇到的問題。通過閱讀有關文獻[2]可知，高吸水性樹脂不僅可以提高砼的強度，對砼中膠凝材料和摻合料的二次水化起著非常有利的作用，而且還能降低砂漿的收縮，對灌漿料的膨脹性研究有著非常重要的意義。

2. 凝土結構加固用灌漿料的技術要求

根據YB/T9261-98《水泥基灌漿料施工技術規程》的要求，灌漿料1d/3d/28d的抗壓強度分別不應小于22MPa/ 38MPa / 55MPa，流動度不小于240mm，膨脹率在豎向上需大于等于0.02%。

3. 驗原材料及方法

3.1 原材料

3.1.1 水泥

采用強度等級為42.5MPa的普通硅酸鹽水泥，符合現行國家標準。3.1.2骨料

選用比重2.65、硬度7的高強度骨料。

3.1.3 外加劑與摻合料

膨脹劑采用南京特種建筑材料股份有限公司生產的UEA-H膨脹劑；采用鄭州博軒化工廠產品有限公司生產的吸水率為500g/g高吸水性樹脂（SAP）。

3.2 試驗方法

SAP與膨脹劑摻量對灌漿料膨脹性能的影響通過兩組試驗來分析。通過相關文獻閱讀及實際經驗，將SAP摻量分別定為灌漿料總量的0/1‰/1.5‰/2‰，UEA-H摻量定為灌漿料總量的0.1‰/0.15‰/0.2‰。水料比定為0.15。

4. 驗結果與討論

4.1 SAP對灌漿料膨脹性能的影響

將水泥、骨料、摻合料、外加劑（其中SAP摻量為變量，膨脹劑摻量定為0.1‰）按一定比例攪拌均勻后，加水攪拌3分鐘，進行流動度、凝結時間、強度、豎向膨脹值等試驗，結果見表1。

表1 不同SAP摻量對灌漿料性能試驗影響

通過上述試驗結果可以看出，隨著SAP摻量的增加，灌漿料抗壓強度在前期是呈先上升后下降的趨勢，但是后期強度比空白試驗時都有增加。說明了SAP摻量并不是越多越好， SAP額外引水雖然能為原本接觸不到水分的膠凝材料顆粒提供水分，但是額外引水本身會增大灌漿料的水灰比，從而對灌漿料的早期強度影響較大。而且隨著SAP摻量的增加，SAP并不能全部吸收額外引入的水分子，使自由水量增加。隨著水分的蒸發以及膠凝材料的不斷水化，在水泥石結構的內部產生了很多毛細孔，進而毛細管靜水張力所產生的管壁壓應力數值也增加，砂漿內部所承受的壓應力增加，所以使砂漿的收縮變大，從而降低了灌漿料的膨脹作用。灌漿料的流動度隨著SAP摻量的增加呈現出先增加后趨于穩定的現象。

綜上所述，SAP在灌漿料中的摻量選為1‰較為合理。

4.2 UEA-H摻量對灌漿料膨脹性能的影響

SAP摻量為1‰，其它原材料摻量及試驗方法與4.1節中一樣。

表2 UEA-H對灌漿料性能試驗結果

通過試驗結果可以看出，隨著膨脹劑摻量的增加，灌漿料的流動度超過了300mm，呈現出先增大后有下降的趨勢。灌漿料抗壓強度隨著膨脹劑的增加有所提高，但隨著膨脹劑摻量的繼續增大，灌漿料抗壓強度嚴重下降，這是因為早期的膨脹率過大，影響了混凝土硬化后的強度，而造成的過大的膨脹破壞了原來已形成的結構。混凝土的膨脹率隨著膨脹劑摻量的增大而增大，但是增大幅度會有所減小。由此可知，膨脹劑對灌漿料的膨脹性能影響較大，其摻量存在一個臨界點，在這個臨界點，膨脹劑對灌漿料的作用將達到最佳效果。

綜合以上分析可知，本試驗得出的最佳膨脹劑摻量為0.15‰。

5結論

文章將高吸水性樹脂應用在混凝土結構加固用灌漿料中，并通過試驗研究，得出了在混凝土結構加固用灌漿料中的SAP和膨脹劑的最優摻量。通過在灌漿料中加入適量高吸水性樹脂和膨脹劑來改善灌漿料的和易性、提高它的強度與改善它的膨脹性，對解決灌漿料在實際工程中遇到的裂縫等問題有很大的幫助。

[1]趙敏.改性灌漿料施工性能試驗研究[J].安徽建筑,2013,1:184-185

[2]張珍林，孔祥明. 高吸水性樹脂對高強混凝土早期自收縮和干燥收縮的影響[J].第三屆兩岸四地高性能混凝土國際研討會,2012.11,TU528:233-240

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1007-6344（2015）11-0105-01