《水泥基灌浆材料》标准制定及技术指标解析

蒋玉川 张宇燕

（中国建材检验认证集团股份有限公司，北京 100024）

1 目的

水泥基灌浆材料是由水泥为基本材料，适量的骨料及加入少量的混凝土外加剂及其他材料组成的干混材料，加水拌合后具有大流动度、早强、高强、微膨胀的性能。灌浆料最早是在第二次世界大战中由于军事需要而出现的，到50年代，发达国家将其应用于工业部门。目前，国际上普遍将高强灌浆料应用于机械设备安装和加固修补工程中。70年代改革开放之初，为了满足进口设备的需要，我国开始了灌浆料的研制工作，并于1977年研制成功，开始在冶金设备安装中大量应用。经过20 多年的研究、实践，我国灌浆料的技术性能逐步提高，其各项技术性能已达到国际水平。在灌浆料的使用上，已从传统的用于机械设备安装的二次灌浆发展到用于混凝土结构的加固修补方面，并获得了良好的效果。JC/T 986-2005《水泥基灌浆材料》标准适用于基础二次灌浆、地脚锚栓加固、裂缝修补等，自该标准实施以来，对该类产品的质量控制起到了很好的作用。随着水泥基灌浆材料的发展，种类愈加丰富，根据不同的用途，水泥基灌浆材料的性能要求产生很大的区别，JC/T 986-2005《水泥基灌浆材料》的指标要求已不能满足当前此类产品应用的要求，GB 50550-2010《建筑结构加固工程施工质量验收规范》、GB/T 50448-2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》对水泥基灌浆材料都提出了不同的要求，为了使水泥基灌浆材料行业的产品标准、应用技术标准、质量验收规范等一系列标准进行统一，更加符合该类产品的发展要求，有必要对JC/T 986-2005《水泥基灌浆材料》产品标准进行修订。

2 制定过程

根据工业和信息化部办公厅文件工信厅科[2014]51号文件《工业和信息化部办公厅关于印发2014年第一批行业标准制修订计划的通知》，JC/T 986—2005《水泥基灌浆材料》列入修订计划，计划项目号为2014-0133TJC，由中国建材检验认证集团股份有限公司组织相关科研院所、企业、施工、设计等单位进行起草工作。

2014年5月23日，《水泥基灌浆材料》行业标准制定第一次工作会议于北京中国建筑材料科学研究总院召开，会议对《水泥基灌浆材料》行业标准应包含的技术指标和相关试验方法进行了深入、细致的讨论，形成了《水泥基灌浆材料》行业标准的技术指标和试验方法的讨论稿，收集了样品44 组，由国家建筑材料测试中心完成验证试验。2015年12月19日，《水泥基灌浆材料》行业标准制定第二次工作会议于北京中国建筑材料科学研究总院召开。标准制定小组讨论分析了标准验证试验结果及试验方法，确定了标准的技术指标，形成了征求意见稿，同时向社会各界广泛征求意见。2016年06月11日，《水泥基灌浆材料》行业标准制定第三次工作会议于北京中国建筑材料科学研究总院召开。标准制定小组分析讨论了标准征求意见返回意见，对各条意见进行逐条分析讨论，最终确定采纳和不采纳条款，并分析原因，形成标准送审稿。

2016年11月27日，全国水泥制品标准化技术委员会在常州市主持召开了《水泥基灌浆材料》行业标准审查会，审查委员会一致通过了本标准修改后的送审稿，建议为推荐性标准正式报批，以便及早颁布实施。

2018年05月10号中华人民共和国工业和信息化部公告 2018年（第23 号）颁布了JC/T 986-2018《水泥基灌浆材料》行业标准，自2018年09月01日起正式实施。

3 制定依据

1）遵循水泥基灌浆材料产品特有的性能、质量检验和控制的普遍规律。

2）符合水泥基灌浆材料行业的一般规范。

3）在符合国内水泥基灌浆材料行业的产品技术水平和应用的基础上，参考国内外标准中的有关内容编写，部分重要参数测试方法与国际接轨。同时体现国内水泥基灌浆材料的普遍特性和性能特点，具有合适的覆盖面。

4）技术指标全面，宽严得当，既能适应实际生产，又能体现产品自身特点。

4 制定内容

水泥基灌浆材料按流动度分为四类：I 类、II 类、III类和IV 类；按抗压强度分为四个等级：A50、A60、A70和A85。制定技术指标包括：细度、流动度、抗压强度、泌水率、对钢筋锈蚀作用、竖向膨胀率。标准规定I 类、II 类和III 类水泥基灌浆材料4.75mm 筛筛余为0；IV 类水泥基灌浆材料最大粒径大于4.75mm，且小于25mm。其他技术指标要求见表1、表2、表3。

表1 流动度

表2 抗压强度

表3 其他性能要求

本标准主要修订内容包括：

1）对水泥基灌浆材料的流动度有很高要求的工程，采用现有的截锥流动度测试方法（即原标准中的流动度测试方法）不能准确体现灌浆料的流变性，因此增加流时的测定方法，即流锥流动度测试方法。

2）取消对水泥基灌浆材料原材料的要求。

3）取消凝结时间和钢筋握裹强度的要求。

4）修改对水泥基灌浆材料粒径、流动度、抗压强度、泌水率、竖向膨胀率的要求。

5 技术指标解析

5.1 流动度

水泥基灌浆材料区别于其他水泥基材料的典型特征之一就是该类材料具有好的流动性，依靠自身重力的作用，能够流进所要灌注的空隙，不需振捣能够密实填充。对于大型设备灌浆，或狭窄间隙灌浆，对流动性的要求更高。因此流动度的大小是该类材料是否具有可使用性的前提，顺利灌浆也是施工操作的第一步。如果流动性不够，浆体不能顺利流满所要填充的空间，如果从另一侧进行补灌，显然会形成窝气，带来工程隐患。

水泥基灌浆材料施工时只需加水拌合均匀即可灌注。加大拌合用水量对增加流动性有利，而对强度、竖向膨胀率和泌水率等均会产生不利影响。如果产品对拌合用水量非常敏感，水料比增加1%，就会出现表面大量反泡，甚至泌水离析的情况，有效承载面很低，甚至失去承载作用，施工留样强度远低于材料检验强度。为避免出现上述现象，本标准规定按产品要求的最大用水量，或者说产品能够达到的最大流动度为检验前提；如果施工时不需要大的流动度，可以降低拌合用水量，这样不会对工程造成不良后果。

工程经验表明，水泥基灌浆材料须具有较好的流动性保持能力，确保拌合料经过一定时间后仍具有一定的流动度，以便顺利灌注，结合国内外施工说明，本规范规定30min 流动度保留值。

本次修订，按照工程需要和水泥基灌浆材料类别增加了截锥流动度和坍落扩展度试验方法，I 类灌浆料按照流锥流动度进行表征，II 类和III 类按照截锥流动度方法进行表征，IV 类按照混凝土坍落扩展度进行表征。原标准制定时，主要针对设备二次灌浆、地脚锚固等用途灌浆材料提成的指标要求，而随着水泥基灌浆材料不断出现新的用途，灌浆料应用技术也得到了很大的发展，不同用途的灌浆料对流动度要求差别也很大。

随着水泥基灌浆材料技术的发展，国内外出现了一种新型低粘度的灌浆材料，这种灌浆材料在获得低粘度性能的同时，还能保持自身的匀质性，做到不沉降、不泌水等，而且这种灌浆材料对用水量不敏感，现场施工时材料的匀质性较好，灌浆速度快，不需要高位漏斗就可以灌入狭小的空间，其作为一类低粘度精确灌浆材料新产品，在国外已经得到了大范围的使用，国外相关产品目前执行的检测标准为美国标准ASTM C939 《预填骨料混凝土灌浆料流动性试验方法（流锥法）》。GB/T 50448—2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》也增加了流锥法流动度测试方法。因此，此次标准修订，增加了流锥流动度试验方法，并根据国内外厂家的技术指标和国内厂家产品的验证试验情况，确定了初始和30min 流锥流动度指标。

流动度IV 类灌浆料采用截锥法—坍落扩展度方法，因为用于大截面构件加固等用途的水泥基灌浆材料骨料粒径大，实质上是一种大流态混凝土，参照现行国家标准GB/T 50080《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》和对自密实混凝土（砂浆）的相关性能要求，采用坍落扩展度表征流动性。

对于原常规水泥基灌浆材料按照流动度分为两个类别：II 类和III 类，根据工程需要可以选择不同流动度要求的灌浆料。

5.2 抗压强度

按抗压强度分为四个等级：A50、A60、A70 和A85。水泥基灌浆材料应用广泛，不仅应用于设备基础二次灌浆、地脚螺栓锚固等基础加固工程，还大量的应用于混凝土结构加固工程，并且在钢筋连接套筒中普遍应用。水泥基灌浆材料用途不同，对材料强度要求也有很大的差异，基础加固工程普通要求60MPa 以上，而混凝土结构加固达到50MPa 以上就能满足工程要求，钢筋连接套筒用水泥基灌浆材料却需要85MPa 以上，因此，本标准中对水泥基灌浆材料进行强度等级划分，工程设计、生产企业和施工方可以根据不同的工程需求选择不同强度级别的灌浆材料，既可以满足工程质量要求，又可以避免“高强度，低使用”情况的浪费。

5.3 竖向膨胀率

水泥基灌浆材料的另一个重要特性是该类材料具有膨胀性，以能够密实填充所灌注的空间，增大有效承载面，起到有效承载的作用。

水泥基灌浆材料拌和后具有很大的流动度，如果早期没有膨胀，必然存在收缩，包括塑性收缩和沉降收缩，即使后期的膨胀能够补偿早期的收缩，这种早期浆体的收缩对于灌浆的密实性有负面影响，容易引入空气，降低有效承载面；如果后期的膨胀不能补偿早期的收缩，将直接导致空鼓，灌浆层丧失承载功能。因此，早期膨胀是一项重要特性，对克服塑性收缩，使得灌浆层更加密实，增大有效承载面，确保灌浆质量有重要意义。在硬化过程中，仍需要适当的膨胀，以进一步密实填充，并且在硬化的水泥基灌浆材料中产生一定的膨胀应力，有利于补偿后期的收缩。

结合实际工程应用情况，在验证试验的基础上，参考GB/T 50448-2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》以及国外相关标准，本标准规定以加水拌和后3h 的竖向膨胀率为早期膨胀，3h 到24h 之间的膨胀为硬化后膨胀，本标准规定的指标与GB/T 50448-2015 相一致。

5.4 凝结时间、钢筋握裹强度（圆钢）

水泥基灌浆材料规定了流动度30min 保留值和1d 抗压强度的要求，凝结时间形同虚设，没有实际意义，因此本次修订取消凝结时间的要求。

钢筋握裹强度规定的是水泥基灌浆材料与钢筋的粘结强度，工程中大部分都为螺纹钢，并且主要是机械咬合力的作用，握裹强度与钢筋的规格、种类关系很大，不能完全体现实际工程情况，并且采用圆钢进行试验更不能代表实际工程情况。因此，本次修订取消钢筋握裹强度（圆钢）。

5.5 其他指标

对钢筋锈蚀作用采用原标准中的方法进行钢筋锈蚀试验。

最大骨料粒径与灌注孔洞尺寸、灌浆层厚度、加固层厚度等有直接关系，最大骨料粒径超过控制范围会严重降低水泥基灌浆材料的结构性能，因此水泥基灌浆材料应严格控制最大骨料粒径，

泌水率是表示水泥基灌浆材料拌和时析出水分的指标，设备灌浆、螺栓锚固以及混凝土结构加固等，均要求无泌水，如果水泥基灌浆材料存在泌水，则接触面会出现大量气泡孔穴，或表面水泥浆富集，有效承载面很低，承载能力降低，因此规定泌水率为0%。

6 试验方法

为保证试验方法科学、公正，真正体现材料本身特性，并且易于操作、复验性好，标准中的试验方法均是采用目前国家或行业标准中常用的方法，公认度较高。

细度采用国家标准筛筛余的方法确认最大骨料粒径是否在控制范围内。流动度分为三种试验方法：截锥流动度、流锥流动度和坍落扩展度，截锥流动度为本标准中原有的试验方法，流锥流动度按TB/T 3192-2008 附录A 进行，坍落扩展度按GB/T 50080 的规定进行。泌水率按GB/T 50080 的规定进行。I 类、II 类和III 类灌浆材料按GB/T 17671 进行；IV 类灌浆材料按照GB/T 50081 进行。竖向膨胀率按GB 50119-2013 附录C 的规定进行，测定3h和24h 竖向膨胀率。对钢筋锈蚀作用采用原标准中的方法进行钢筋锈蚀试验。

7 验证试验情况分析

验证试验共搜集样品44 个，其中流动度I 类样品6 个、II 类样品10 个、III 类样品22 个、IV 类样品6 个；抗压强度等级A50 样品5 个、A60 样品11 个、A70 样品16 个、A85 样品12 个。详细验证试验结果请见验证试验报告，具体统计情况见表4。

表4 灌浆材料验证试验合格率统计表

样品总数量为44 个，全部项目合格的28 个，合格率为63.6%。按流动度分类，IV 类样品合格率最低，为50.0%，I 类样品合格率最高，为83.3%，II 类、III 类样品合格率分别为70.0%、59.1%；按抗压强度分类，A60 样品合格率最高，为81.8%，A85 合格率最低，为50.0%。

8 与国内、国际相关标准的对比

本标准与国内相关标准对比数据见表5。国际标准ASTM C1107-2014 所规定的灌浆材料是一种无收缩水泥基材料，与本标准中规定的大流态、早强、高强、微膨胀的水泥基灌浆材料有较大的区别，因此，表5中未列出ASTM C1107-2014 的指标进行对比分析。

本标准参考了GB/T 50448-2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》、GB50550-2010《建筑结构加固工程施工质量验收规范》、JG/T408-2013《钢筋连接用套筒灌浆料》、ASTM C1107-2014《Standard specification for packaged dry， hydraulic-cement grout》等相关标准，根据水泥基灌浆材料目前的发展水平和市场需求状况对JC/T986-2005《水泥基灌浆材料》进行技术参数修订，在技术指标和试验方法上进行优化，达到既符合当前国内市场的行情，满足生产企业、使用单位的需求，又与国内外标准协调统一，技术指标科学合理，试验方法可操作性强。本标准符合国内的环保要求、健康指标要求，为该类产品在工程中合理利用、提高工程质量提供了产品检验依据。

9 结语

水泥基灌浆材料是建筑工程中应用量较大、使用范围较广的一种建筑材料，尤其在设备二次灌浆、柱脚底板、地脚螺栓锚固、混凝土结构加固、修补、钢筋连接套筒等方面的应用得到飞速发展，并仍处于上升阶段。水泥基灌浆材料的质量可靠性直接关系到工程加固质量的优劣，《水泥基灌浆材料》JC/T 986-2018 行业标准已正式颁布实施，标准结合产品发展水平和市场应用需求，参照国内外相关标准的规定，对水泥基灌浆材料行业标准进行修订，将更好的指导水泥基灌浆材料行业的发展，为产品生产企业、设计单位和施工单位提供产品质量检验和质量控制依据，将大大推动水泥基灌浆材料产品行业的发展，在提高工程质量、保证构筑物的使用寿命等方面发挥指导作用。

表5 国内外水泥基灌浆材料标准对比