周围环境含水率对钢筋套筒灌浆料竖向膨胀率影响研究*

陈 骏，周毓载，伍永祥，梁 伟

(中建三局第一建设工程有限责任公司，湖北 武汉 430040)

0 引言

国内装配式建筑中，预制墙板、柱多采用钢筋套筒灌浆连接[1-2]。根据国家相关规范、图集，上、下层预制墙板、柱之间预留20mm安装缝，周边采用嵌缝砂浆或弹性防水密封材料封堵，内部采用灌浆料填实[3-5]。关于灌浆施工工艺，仍存在灌浆施工前混凝土面层是否需洒水湿润、洒水湿润是否对钢筋套筒灌浆竖向膨胀率有影响的争议。

针对以上问题，选取市场上常用的西卡、鑫桥安、锦源3种品牌钢筋套筒灌浆料进行周围环境含水率对其竖向膨胀率影响的试验，为装配式混凝土建筑灌浆施工前混凝土面层是否需洒水湿润等问题提供依据。

1 试验概况

1.1 试验材料

试验材料技术指标如表1所示。

表1 灌浆料技术指标

1.2 试验方法

本试验参照JG/T 408—2019《钢筋连接用套筒灌浆料》附录C竖向膨胀率试验方法[5]，结合现场灌浆施工环境进行试验。

1.2.1测量仪器

试验所需测量仪器主要为：静态应变测试系统、仪器架、105mm×80mm×5mm玻璃板、100mm×100mm×20mm立方体整体试模、1 000mm×1 000mm×15mm钢化玻璃垫板，如图1所示。

图1 竖向膨胀率测量装置

1.2.2仪器安装要求

1)钢化玻璃垫板 表面平整，水平放置在工作台上，水平度不应超过0.02。

2)试模 放置在钢化玻璃垫板上，不可摇动。

3)玻璃板 平放在试模中间位置。

4)仪器架 固定在钢化玻璃垫板上，尽量靠近试模，缩短横杆悬臂长度。

5)静态应变测试系统 测量端测量头与仪器架固定牢靠，同时下压测量头，使测量头下压约1/2，测量端不可前后左右倾斜。

1.2.3竖向膨胀率试验

每种钢筋套筒灌浆料做2组试验，每组试验包括6个含水率不同的试件。

试验将对模具含水量的调整，转换为对周边环境含水率的调整，含水量分为0，3，6，9，12，15mL，其对应周围环境含水率分别为0，1.5%，3%，4.5%，6%，7.5%。

1)称取600g灌浆料，78g水(水灰比为0.13)，其中灌浆料采用新开封袋内材料，水采用静置一段时间的自来水。按JC/T 681—2005《行星式水泥胶砂搅拌机》要求进行搅拌。

2)分别称取3，6，9，12，15mL水，倒入试模中，改变试件周围环境含水率。

3)将玻璃板平放在试模中间，并轻轻压住玻璃板，将拌合料一次性从一侧倒满试模，直至另一侧溢出并高于试模边缘约2mm。

4)用湿棉丝覆盖玻璃板两侧浆体。

5)将静态应变测试系统测量端测量头牢固安装于玻璃板中央，并在30s内将计算机系统读数归零，成型过程应在搅拌结束后3min内完成。

6)自加水拌合起，分别于3，24h读取计算机系统的读数ht。整个测量过程中保持棉丝湿润，装置不得受振动。成型养护温度均为(20±2)℃，湿度均为95%以上。

7)竖向膨胀率应按下式计算：

εt=ht/h×100%

(1)

式中：εt为竖向膨胀率；ht为试件龄期为t时的计算机系统读数(mm)；h为试件基准高度，为20mm。

试验结果取一组3个试件的算术平均值，计算精确至10-3。

1.3 试验结果

通过以上试验，得到竖向膨胀率试验数据，如表2所示。

表2 竖向膨胀率试验数据

由表2可知，周围环境含水率改变时，不同灌浆料竖向膨胀率的变化不同。推断灌浆料组分的差异导致周围环境含水率对其竖向膨胀率的影响不同，因此，需对单个灌浆料竖向膨胀率试验数据进行分析，灌浆料竖向膨胀率随周围环境含水率变化曲线如图2所示。

图2 浆料竖向膨胀率随周围环境含水率变化曲线

西卡灌浆料竖向膨胀率随周围环境含水率增大呈“M”形变化，周围环境含水率分别为1.5%，6%时，竖向膨胀率达到峰值。

鑫桥安灌浆料竖向膨胀率随周围环境含水率增大而减小。

锦源灌浆料竖向膨胀率随周围环境含水率增大呈不规则变化，周围环境含水率为3%时，3h竖向膨胀率达到峰值；周围环境含水率为7.5%时，24h竖向膨胀率达到峰值。

综上，周围环境含水率对单个灌浆料竖向膨胀率影响呈规律性变化，但由于灌浆料组成成分的差异，变化规律不同。

2 试验结果分析

1)周围环境含水率对灌浆料竖向膨胀率的影响与其组分有关，具有不确定性。

2)周围环境含水率>3%的试件，拆模时灌浆料试块与玻璃板存在空隙(见图3)。这是由于模具水量较多，水的重度小于灌浆料的重度，灌浆料倒入时，将水挤至面层，部分水通过试模一侧溢出，未溢出的水与玻璃板贴合，流失后形成空隙。

图3 周围环境含水率3%以上试件拆模

3 结语

1)周围环境含水率对灌浆料竖向膨胀率的影响与灌浆料组分有关，且影响存在不确定性。因此，现场灌浆施工前，需对所使用的灌浆料进行检测，明确周围含水率对其竖向膨胀率的影响，进而确定是否需要洒水湿润。

2)洒水湿润后，混凝土面层不得存在积水，避免水分流失后该区域灌浆料与混凝土结构脱离，影响结构整体受力。