水泥基灌浆料性能影响因素探讨

彭鹏飞，秦宪明，鄢礼传

（厦门市宏业工程建设技术有限公司，厦门361000）

水泥基灌浆料是由水泥为基本材料，适量的细骨料及加入少量的混凝土外加剂及其它材料组成的干混材料。因其具有无收缩、高强度、自密实、施工方便等特点，广泛应用于设备基础的二次灌浆、地脚螺栓锚固、混凝土修补加固等方面。为获得无收缩、高流态、防离析、高有效承载面等性能，水泥基灌浆料需掺加较多组分，例如膨胀剂、减水剂、早强剂、消泡剂等，这些组分物质，特别是外加剂，掺量少但对性能的影响较大，需经严谨探讨，方可使用自如［1－6］。

该文通过调研和试验，探讨各组分对灌浆料性能的影响关系，以期为相关企业或研究者提供参考依据。

1 试验原材料与方法

1.1 试验原材料与混凝土配比

水泥：龙麟P·O 42.5，龙麟P·O 42.5R，龙麟P·O 52.5，龙麟P·O 52.5R，龙麟水泥集团有限公司生产；R.SAC 425，郑州市中泰水泥有限公司生产；硅灰：比重280kg／m3，比表面积15 200m2／kg，厦门某贸易公司提供；砂：河砂，中砂，细度模数2.6；减水剂：禾泰HT－120萘系减水剂，粉剂，减水率约22%；水：自来水。

1.2 试验方法

流动度测试方法：参照JC／T 986—2005执行。

竖向膨胀率测试方法：参照JC／T 986—2005执行。

强度测试方法：参照JC／T 986—2005和GB／T 17671—1999执行，成型时，直接一次性将浆料注满试模，不振动，刮平后进行养护［7］。

2 试验过程

2.1 水泥对灌浆料性能的影响

常用水泥主要有硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥。硫铝酸盐水泥和铝酸盐水泥用于配制灌浆料的研究也有不少报道，但其强度发展较快，主要用于抢修工程，不用于结构工程，用于配制灌浆料时需通过试验选用缓凝剂，糖类缓凝剂将降低其强度。

使用硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合配制灌浆料的效果也不好，灌浆料的配制宜选用P·O 42.5R、P·O 52.5R或PⅡ42.5R水泥，配比示例如表1，性能如表2。

表1 示例配比／g

表2 示例配比性能指标

2.2 硅灰对灌浆料性能的影响

硅灰，又称微硅粉，系在冶炼硅铁和工业硅时，通过烟道排出的硅蒸汽氧化后，经收尘器收集得到的无定形、粉末状的二氧化硅（SiO2）。硅灰的平均粒径在0.1～0.15μm，为水泥平均粒径的几百分之一，因而可填充水泥颗粒间的空隙，产生微集料效应，使得硬化水泥浆体更加密实，强度更高，特别是后期强度较高。硅灰是配制C60以上高强、超高强混凝土的重要掺合料。由于其细度较高，可改善水泥浆的和易性，降低泌水率。其掺量控制在胶凝材料总量的6%～8%为宜，超过10%时，将提高需水量，对强度贡献降低。

2.3 胶砂比对灌浆料性能的影响

灌浆料用砂应选择级配较好，泥块含量和云母含量较低的中细砂。由于砂会吸水，胶砂比变化时，用水量不能仅根据水灰比来调整，不同胶砂比的用水量近似满足公式：用水量W＝0.28C＋0.09S。胶砂比宜选择在1∶1～1∶2，不同胶砂比对灌浆料性能影响试验配比见表3，指标结果见表4。可以看出，随着胶砂比的提高，灌浆料强度逐渐降低。

表3 不同胶砂比对灌浆料性能影响试验配比

表4 不同胶砂比对灌浆料性能影响指标结果

2.4 外加剂对灌浆料性能的影响

灌浆料常用外加剂有减水剂、膨胀剂、消泡剂、早强剂等。减水剂的使用比较普遍，该文不多做讨论，根据经验，宜选择减水率较高，引气效果较小，不缓凝的非功能型高效减水剂。膨胀剂可选用钙矾石类的或MgO类的，钙矾石类的掺加量在8%～15%，有的可作为内掺型；使用MgO作为膨胀剂时，可用工业氧化镁在1 000℃左右灼烧2h，冷却后使用，掺量在2%左右。消泡剂进口的价格高掺量低，国产的价格低掺量高，一般掺量在0.05%～0.2%。早强剂的掺量在2%左右。

3 展望与讨论

目前我国灌浆料使用量不高，导致灌浆料生产企业规模不大，部分企业是小作坊式的。灌浆料的价格差别也较大，从800元／t到2 500元／t都有，但多数指标能满足标准要求。灌浆料行业仍存在的问题是膨胀性能不好、用水量带宽小等，需要对组分和性能关系进行系统研究基础上，在外加剂方面寻求突破。随着基础设施建设的推进，灌浆料行业将蓬勃发展。

［1］ 桑国臣，刘加平.水泥基无收缩复合灌浆料的实验研究［J］.新型建筑材料，2007（12）：4－7.

［2］ 杨久俊，海 然，吴科如.钙矾石的结构变异对膨胀水泥膨胀性的影响［J］.无机材料学报，2003（1）：136－141.

［3］ 霍利强.绿色高强高性能灌浆材料研究［J］.混凝土，2013（1）：114－116.

［4］ 李英丁，张 铬，徐 迅.硬石膏与高铝水泥掺量对无收缩灌浆料性能的影响［J］.新型建筑材料，2009（3）：10－12.

［5］ 贾雪丽.高性能水泥基灌浆材料的制备与性能研究［D］.武汉：武汉理工大学，2011.

［6］ 刘小兵.水泥基无收缩灌浆砂浆的配制及性能研究［D］.重庆：重庆大学，2010.

［7］ 国家发展和改革委员会.水泥基灌浆材料［S］.北京：中国标准出版社，2005.