新型高性能水泥基无收缩灌浆料的研制_卢佳林[1]
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国外对于水泥基灌浆材料的研究已经比较系统全面。 而国内学者对水 泥 基 灌 浆 料 的 配 制、性 能、机 理 等 方 面 也 进 行了较 为 深 入 的 研 究 并 取 得 了 一 定 的 科 研 成 果 。 ［３］ 万 宇 等 采 ［４］ 用特种水泥、石英砂和适 宜 的 外 加 剂 研 制 出 具 有 高 流 动度、适宜的可操作时间、快硬早强、微膨胀 等 特 点 的 快 硬 灌 浆料 。 ［４］ 于超等 对 ［５，６］ 预 应 力 混 凝 土 孔 道 灌 浆 料 材 料 选 择、
度小于水泥，在胶 凝 材 料 总 量 不 变 时，掺 磷 渣 复 合 粉 胶 材 体 系所形成的浆体体积大于取代部分水泥所形成的浆体体积， 产浆量的提高增加了灌浆料的流动度。由图１和图２可见， 磷渣粉外观呈棱角分明的多棱状和碎屑状，石 灰 石 粉 为 无 明 显棱角的不规则体，二者颗粒表面光滑，与 水 泥 颗 粒 相 比，需 水量更小。磷渣复合粉细小的颗粒不仅可以填充在水泥颗 粒和絮凝结构中，对其具有分散作用，且 可 占 据 充 水 空 间，将 水释放出来，使灌浆料流动度增大。磷渣 复 合 粉 中 可 溶 性 氟 和以正磷酸盐、多聚磷酸盐形式存在的可溶性 磷 具 有 一 定 缓 凝 效 果 ［８］，可 有 效 提 高 灌 浆 料 ３０ ｍｉｎ 流 动 度 保 留 值 。 未 掺 磷 渣 复 合 粉 时 ，灌 浆 料 初 始 流 动 度 为 ３３５ ｍｍ，３０ ｍｉｎ 保 留 值 为 ３００ ｍｍ，磷 渣 复 合 粉 掺 量 为２５％ 时 ，初 始 值 及３０ｍｉｎ 保 留 值 分别为３６０ｍｍ、３５０ ｍｍ，比 未 掺 磷 渣 复 合 粉 初 始 流 动 度 增 加了２５ｍｍ 且流动度损失更小。 ２．１．２ 磷 渣 复 合 粉 细 度 对 水 泥 基 灌 浆 料 工 作 性 的 影 响
ＬＵ Ｊｉａｌｉｎ，ＣＨＥＮ Ｊｉｎｇ，ＧＡＮ Ｇｅｊｉｎ，ＸＵ Ｆｅｎｌｉａｎ
（Ｃｈｉｎａ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｒｅａｄｙ Ｍｉｘｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００５２）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｘｉｎｇ ａｍｏｕｎｔ ａｎｄ ｆｉｎｅｎｅｓｓ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ ｓｌａｇ－ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｏｗｄｅｒ ａｎｄ ａｇｇｒｅｇａｔｅ，ｅａｒｌｙ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｇｅｎｔ，ｅｘｐａｎｓｉｖｅ ａｇｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙ，ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｖｏｌｕｍｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ－ｂａｓｅｄ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ，ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ ｓｌａｇ－ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｏｗｄｅｒ ｗａｓ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ ｔｏ ｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｐｏｓｔ－ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｕｓｅｄ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃｉｚｉｎｇ ｅｘｐａｎｄｉｎｇ ａｇｅｎｔ，ＨＣＳＡ ａｎｄ ＭｇＯ ｅｘｐａｎｄｉｎｇ ａｇｅｎｔ，ａｎｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ ｓａｎｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ａｎｄ ｃａｌｃｉｕｍ ｆｏｒｍａｔｅ ｗａｓ ｅａｒｌｙ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｇｅｎｔ，ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｈｉｇｈ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｎｏｎｅ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｃｅｍｅｎｔ－ｂａｓｅｄ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｆｌｕｉｄｉｔｙ，ｅａｒｌｙ ａｎｄ ｌａｔｅ ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ａｎｄ ｍｉｃｒｏ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ．
灌浆料竖向膨胀 率 试 验：依 据 《混 凝 土 外 加 剂 应 用 技 术 规 划 》（ＧＢ ５０１１９－２０１３）和 《膨 胀 水 泥 膨 胀 率 试 验 方 法 》（ＪＣ／Ｔ ３１３－２００９）分 别 测 定 灌 浆 料 塑 性 膨 胀 率 及 中 后 期 膨 胀 率 。
水 泥 基 灌 浆 料 基 准 ０
４．０～８．０
０．０５
２ 结 果 与 讨 论
２．１ 原 料 类 型 及 特 性 对 水 泥 基 灌 浆 料 工 作 性 的 影 响 ２．１．１ 磷 渣 复 合 粉 掺 量 对 水 泥 基 灌 浆 料 工 作 性 的 影 响
磷渣复合粉为磷渣和石灰石粉以 ９∶１ 比 例 进 行 混 合 球 磨 制 备 出 的 新 型 矿 物 掺 合 料 。 试 验 中 骨 胶 比 为 １∶１，水 料 比 为０．１２，减水剂掺量为０．３５％，磷渣复合粉 掺量 分 别为 ０％、 １０％、１５％、２０％、２５％。图 ３ 为磷渣 复 合粉 掺量 对 水泥基灌 浆料工作性的影响。
新 型 高 性 能 水 泥 基 无 收 缩 灌 浆 料 的 研 制／卢 佳 林 等
· １２３ ·
新型高性能水泥基无收缩灌浆料的研制
卢 佳 林 ，陈 景 ，甘 戈 金 ，徐 芬 莲
（中建西部建设西南有限公司，成都 ６１００５２）
摘要 研究了磷渣复合粉掺量与细度、集料、早强剂和膨胀剂等对水泥基灌浆料工作性、力 学 性 能 及 体 积 稳 定 性的影响。研究表明磷渣复合粉有利于灌浆料工作性能及后期强度的提高，以特细砂为骨料，甲 酸 钙 为 早 强 剂，塑 性 膨胀剂同中后期膨胀剂 ＨＣＳＡ 与 ＭｇＯ 复合使用，可制备出流动性能高，早期及后期 强 度 高，微 膨 胀 等 优 点 的 高 性 能 水泥基无收缩灌浆料。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ ｓｌａｇ－ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｏｗｄｅｒ，ｃｅｍｅｎｔ－ｂａｓｅｄ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｆｌｕｉｄｉｔｙ，ｃｏｍｐｒｅｓ－ ｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｖｏｌｕｍｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
０ 引 言
水泥基灌浆料是 由 水 泥、集 料、外 加 剂 和 矿 物 掺 合 料 等 原材料经工 厂 化 生 产 的 干 混 料，经 加 水 拌 合 后 具 有 高 流 动 性、不离析和微膨胀等良好的工艺特性，其 硬 化 快，早 期 及 后 期强度高［１］，广泛应用于地脚 螺 栓 锚 固、二 次 灌 浆、混 凝 土 结 构改造和加固以及后张预应力混凝土结构孔道灌浆中 。 ［２］
图 ３ 磷 渣 复 合 粉 掺 量 对 灌 浆 料 工 作 性 的 影 响 Ｆｉｇ．３ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｍｉｘ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ ｓｌａｇ－ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｏｗｄｅｒ ｏｎ ｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ 由图３可见，随 着 磷 渣 复 合 粉 掺 量 的 提 高，灌 浆 料 初 始 流动度不断增加，３０ｍｉｎ流动度保留值 增大。磷 渣复合粉密
关键词 磷渣复合粉 水泥基灌浆料 流动度 抗压强度 体积稳定性 中 图 分 类 号 ：ＴＵ５２８ 文 献 标 识 码 ：Ａ ＤＯＩ：１０．１１８９６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－０２３Ｘ．２０１６．０２．０２８
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｅｗ Ｔｙｐｅ Ｈｉｇｈ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ｎｏｎｅ Ｓｈｒｉｎｋａｇｅ Ｃｅｍｅｎｔ－ｂａｓｅｄ Ｇｒｏｕｔｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ
初凝
终凝
抗折
抗压
１９５
２７０
６．５
２６．４
２８ｄ 强 度／ＭＰａ
抗折
抗压
８．４
４８．５
卢 佳 林 ：男 ，１９８６ 年 生 ，硕 士 ，工 程 师 ，主 要 从 事 预 拌 混 凝 土 及 混 凝 土 制 品 的 研 究 Ｅ－ｍａｉｌ：４５３２１４０５＠ｑｑ．ｃｏｍ
· １２４ ·
材料导报 Ｂ：研究篇
图２ 石灰石粉 ＳＥＭ 形貌 Ｆｉｇ．２ ＳＥＭ ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ ｏｆ ｓｌａｇ－ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｐｏｗｄｅｒ
１．２ 试 验 方 法 灌浆料流动度及 强 度 试 验：依 据 《水 泥 基 灌 浆 材 料 应 用
技术规范》（ＧＢ／Ｔ ５０４４８－２００８），测 试 初 始 流 动 度、３０ ｍｉｎ 流 动 度 保 留 值 以 及 １ｄ、７ｄ 和 ２８ｄ 抗 压 强 度 。
表２水泥基灌浆料基准配合比
Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｍｉｘ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ－ｂａｓｅｄ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ
水料比
胶骨比
磷渣复合粉掺量／％ 硅灰掺量／％ 早强剂／％ 塑性膨胀剂／％ 中后期膨胀剂／％ 消泡剂／％
０．１２～０．１４ １．０∶１～１．２∶１
１５～２５
配合比设计及灌浆工艺等进行了技术改进和研究。他们基 本反映了国内研究的基本思路和现有水平，但与 国 外 研 究 水 平存在一定差距。磷渣作为一种工业废渣，主 要 用 于 生 产 水 泥的原料和矿物 掺 合 料，但 其 使 水 泥 或 混 凝 土 凝 结 慢、早 期 强度低 。 ［７］ 磷 渣 粉 对 水 泥 基 灌 浆 料 性 能 的 影 响 研 究 较 少。 本工作主要 研 究 石 灰 石 改 性 磷 渣 粉 研 制 ＧＢ／Ｔ ５０４４８－２００８ 中Ｉ类 水 泥 基 灌 浆 料 （ＣＧＭ－３８０ 高 性 能 水 泥 基 灌 浆 料 ），分 析 磷渣复合粉掺量、细度及其他主要组分对水泥 基 灌 浆 料 工 作 性 、力 学 性 能 及 体 积 稳 定 性 的 影 响 。
早 强 剂 ：三 乙 醇 胺 、甲 酸 钙 、硫 酸 钠 ，分 析 纯 。
图１ 磷渣粉 ＳＥＭ 形貌 Ｆｉｇ．１ ＳＥＭ ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ ｐｏｗｄｅｒ
（３）其他原材 料。 硅 灰：东 南 星 加 密 硅 灰；减 水 剂：聚 羧 酸减水剂，固体粉末；消泡剂：改性聚硅氧烷 的 新 型 耐 碱 白 乳 化消泡剂；膨胀剂：ＨＣＳＡ 高 性 能 膨 胀 剂，ＭｇＯ 膨 胀 剂，活 性 指数１５０ｓ。集料：水洗机制砂，细 度 模 数 分 别 为 ２．４、１．５和 ０．８，最大粒径分别不超过 ４．７５ ｍｍ、２．３６ ｍｍ 和 １．１８ ｍｍ。
２０１６ 年 １ 月 （下 ）第 ３０ 卷 第 １ 期
（２）磷 渣 复 合 粉：磷 渣 粉 与 石 灰 石 粉 比 例 为 ９∶１，密 度 ２．８５ｇ／ｃｍ３，比 表 面 积 ５５００ｃｍ２／ｇ、６４００ｃｍ２／ｇ、７０００ｃｍ２／ｇ， ２８ｄ 活 性 指 数 分 别 为８６％ 、９３％ 和９７％ 。 图１ 和 图２ 分 别 为 磷渣粉和石灰石粉的 ＳＥＭ 形貌图片。
１ 实 验
１．１ 试 验 原 材 料 （１）水泥：拉法基 Ｐ·Ｏ ４２．５Ｒ 水泥，具体性能指标见表１。
标 准 稠 度／％ ２６．５
细 度／％ ０．５
安定性 合格
表 １ 水 泥 基 本 性 能 指 标
Ｔａｂｌｅ １ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ
凝 结 时 间／ｍｉｎ
３ｄ 强 度／ＭＰａ
新 型 高 性 能 水 泥 基 无 收 缩 灌 浆 料 的 研 制／卢 佳 林 等
图４给出了磷渣复合粉细度对水泥基灌浆料工作性的 影响。磷渣复合 粉 比 表 面 积 分 别 为 ５５００ ｍ２／ｇ、６４００ ｍ２／ｇ、 ７０００ｍ２／ｇ，磷渣复合粉掺量为１５％。由图４可 见，随 着 磷 渣 复合粉比表 面 积 增 加，磷 渣 复 合 粉 中 可 溶 性 磷 和 氟 溶 出 更 多，磷渣复合粉填 充 效 应 更 为 明 显，使 灌 浆 料 初 始 流 动 度 逐 渐增大，３０ｍｉｎ流动度损失减小，比表面积为 ５５００ ｍ２／ｇ时， 灌浆料初始及３０ｍｉｎ流动度 分 别 为 ３４５ ｍｍ、３３０ ｍｍ，而 比 表面积为７０００ｍ２／ｇ时二者分别为３６０ｍｍ 和３５５ｍｍ，流动 度损失由１５ｍｍ 收窄至５ｍｍ。
度小于水泥，在胶 凝 材 料 总 量 不 变 时，掺 磷 渣 复 合 粉 胶 材 体 系所形成的浆体体积大于取代部分水泥所形成的浆体体积， 产浆量的提高增加了灌浆料的流动度。由图１和图２可见， 磷渣粉外观呈棱角分明的多棱状和碎屑状，石 灰 石 粉 为 无 明 显棱角的不规则体，二者颗粒表面光滑，与 水 泥 颗 粒 相 比，需 水量更小。磷渣复合粉细小的颗粒不仅可以填充在水泥颗 粒和絮凝结构中，对其具有分散作用，且 可 占 据 充 水 空 间，将 水释放出来，使灌浆料流动度增大。磷渣 复 合 粉 中 可 溶 性 氟 和以正磷酸盐、多聚磷酸盐形式存在的可溶性 磷 具 有 一 定 缓 凝 效 果 ［８］，可 有 效 提 高 灌 浆 料 ３０ ｍｉｎ 流 动 度 保 留 值 。 未 掺 磷 渣 复 合 粉 时 ，灌 浆 料 初 始 流 动 度 为 ３３５ ｍｍ，３０ ｍｉｎ 保 留 值 为 ３００ ｍｍ，磷 渣 复 合 粉 掺 量 为２５％ 时 ，初 始 值 及３０ｍｉｎ 保 留 值 分别为３６０ｍｍ、３５０ ｍｍ，比 未 掺 磷 渣 复 合 粉 初 始 流 动 度 增 加了２５ｍｍ 且流动度损失更小。 ２．１．２ 磷 渣 复 合 粉 细 度 对 水 泥 基 灌 浆 料 工 作 性 的 影 响
ＬＵ Ｊｉａｌｉｎ，ＣＨＥＮ Ｊｉｎｇ，ＧＡＮ Ｇｅｊｉｎ，ＸＵ Ｆｅｎｌｉａｎ
（Ｃｈｉｎａ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｒｅａｄｙ Ｍｉｘｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００５２）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｘｉｎｇ ａｍｏｕｎｔ ａｎｄ ｆｉｎｅｎｅｓｓ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ ｓｌａｇ－ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｏｗｄｅｒ ａｎｄ ａｇｇｒｅｇａｔｅ，ｅａｒｌｙ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｇｅｎｔ，ｅｘｐａｎｓｉｖｅ ａｇｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙ，ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｖｏｌｕｍｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ－ｂａｓｅｄ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ，ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ ｓｌａｇ－ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｏｗｄｅｒ ｗａｓ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ ｔｏ ｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｐｏｓｔ－ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｕｓｅｄ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃｉｚｉｎｇ ｅｘｐａｎｄｉｎｇ ａｇｅｎｔ，ＨＣＳＡ ａｎｄ ＭｇＯ ｅｘｐａｎｄｉｎｇ ａｇｅｎｔ，ａｎｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ ｓａｎｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ａｎｄ ｃａｌｃｉｕｍ ｆｏｒｍａｔｅ ｗａｓ ｅａｒｌｙ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｇｅｎｔ，ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｈｉｇｈ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｎｏｎｅ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｃｅｍｅｎｔ－ｂａｓｅｄ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｆｌｕｉｄｉｔｙ，ｅａｒｌｙ ａｎｄ ｌａｔｅ ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ａｎｄ ｍｉｃｒｏ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ．
灌浆料竖向膨胀 率 试 验：依 据 《混 凝 土 外 加 剂 应 用 技 术 规 划 》（ＧＢ ５０１１９－２０１３）和 《膨 胀 水 泥 膨 胀 率 试 验 方 法 》（ＪＣ／Ｔ ３１３－２００９）分 别 测 定 灌 浆 料 塑 性 膨 胀 率 及 中 后 期 膨 胀 率 。
水 泥 基 灌 浆 料 基 准 ０
４．０～８．０
０．０５
２ 结 果 与 讨 论
２．１ 原 料 类 型 及 特 性 对 水 泥 基 灌 浆 料 工 作 性 的 影 响 ２．１．１ 磷 渣 复 合 粉 掺 量 对 水 泥 基 灌 浆 料 工 作 性 的 影 响
磷渣复合粉为磷渣和石灰石粉以 ９∶１ 比 例 进 行 混 合 球 磨 制 备 出 的 新 型 矿 物 掺 合 料 。 试 验 中 骨 胶 比 为 １∶１，水 料 比 为０．１２，减水剂掺量为０．３５％，磷渣复合粉 掺量 分 别为 ０％、 １０％、１５％、２０％、２５％。图 ３ 为磷渣 复 合粉 掺量 对 水泥基灌 浆料工作性的影响。
新 型 高 性 能 水 泥 基 无 收 缩 灌 浆 料 的 研 制／卢 佳 林 等
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新型高性能水泥基无收缩灌浆料的研制
卢 佳 林 ，陈 景 ，甘 戈 金 ，徐 芬 莲
（中建西部建设西南有限公司，成都 ６１００５２）
摘要 研究了磷渣复合粉掺量与细度、集料、早强剂和膨胀剂等对水泥基灌浆料工作性、力 学 性 能 及 体 积 稳 定 性的影响。研究表明磷渣复合粉有利于灌浆料工作性能及后期强度的提高，以特细砂为骨料，甲 酸 钙 为 早 强 剂，塑 性 膨胀剂同中后期膨胀剂 ＨＣＳＡ 与 ＭｇＯ 复合使用，可制备出流动性能高，早期及后期 强 度 高，微 膨 胀 等 优 点 的 高 性 能 水泥基无收缩灌浆料。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ ｓｌａｇ－ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｏｗｄｅｒ，ｃｅｍｅｎｔ－ｂａｓｅｄ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｆｌｕｉｄｉｔｙ，ｃｏｍｐｒｅｓ－ ｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｖｏｌｕｍｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
０ 引 言
水泥基灌浆料是 由 水 泥、集 料、外 加 剂 和 矿 物 掺 合 料 等 原材料经工 厂 化 生 产 的 干 混 料，经 加 水 拌 合 后 具 有 高 流 动 性、不离析和微膨胀等良好的工艺特性，其 硬 化 快，早 期 及 后 期强度高［１］，广泛应用于地脚 螺 栓 锚 固、二 次 灌 浆、混 凝 土 结 构改造和加固以及后张预应力混凝土结构孔道灌浆中 。 ［２］
图 ３ 磷 渣 复 合 粉 掺 量 对 灌 浆 料 工 作 性 的 影 响 Ｆｉｇ．３ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｍｉｘ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ ｓｌａｇ－ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｏｗｄｅｒ ｏｎ ｗｏｒｋａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ 由图３可见，随 着 磷 渣 复 合 粉 掺 量 的 提 高，灌 浆 料 初 始 流动度不断增加，３０ｍｉｎ流动度保留值 增大。磷 渣复合粉密
关键词 磷渣复合粉 水泥基灌浆料 流动度 抗压强度 体积稳定性 中 图 分 类 号 ：ＴＵ５２８ 文 献 标 识 码 ：Ａ ＤＯＩ：１０．１１８９６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－０２３Ｘ．２０１６．０２．０２８
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｅｗ Ｔｙｐｅ Ｈｉｇｈ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ｎｏｎｅ Ｓｈｒｉｎｋａｇｅ Ｃｅｍｅｎｔ－ｂａｓｅｄ Ｇｒｏｕｔｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ
初凝
终凝
抗折
抗压
１９５
２７０
６．５
２６．４
２８ｄ 强 度／ＭＰａ
抗折
抗压
８．４
４８．５
卢 佳 林 ：男 ，１９８６ 年 生 ，硕 士 ，工 程 师 ，主 要 从 事 预 拌 混 凝 土 及 混 凝 土 制 品 的 研 究 Ｅ－ｍａｉｌ：４５３２１４０５＠ｑｑ．ｃｏｍ
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材料导报 Ｂ：研究篇
图２ 石灰石粉 ＳＥＭ 形貌 Ｆｉｇ．２ ＳＥＭ ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ ｏｆ ｓｌａｇ－ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｐｏｗｄｅｒ
１．２ 试 验 方 法 灌浆料流动度及 强 度 试 验：依 据 《水 泥 基 灌 浆 材 料 应 用
技术规范》（ＧＢ／Ｔ ５０４４８－２００８），测 试 初 始 流 动 度、３０ ｍｉｎ 流 动 度 保 留 值 以 及 １ｄ、７ｄ 和 ２８ｄ 抗 压 强 度 。
表２水泥基灌浆料基准配合比
Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｍｉｘ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ－ｂａｓｅｄ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ
水料比
胶骨比
磷渣复合粉掺量／％ 硅灰掺量／％ 早强剂／％ 塑性膨胀剂／％ 中后期膨胀剂／％ 消泡剂／％
０．１２～０．１４ １．０∶１～１．２∶１
１５～２５
配合比设计及灌浆工艺等进行了技术改进和研究。他们基 本反映了国内研究的基本思路和现有水平，但与 国 外 研 究 水 平存在一定差距。磷渣作为一种工业废渣，主 要 用 于 生 产 水 泥的原料和矿物 掺 合 料，但 其 使 水 泥 或 混 凝 土 凝 结 慢、早 期 强度低 。 ［７］ 磷 渣 粉 对 水 泥 基 灌 浆 料 性 能 的 影 响 研 究 较 少。 本工作主要 研 究 石 灰 石 改 性 磷 渣 粉 研 制 ＧＢ／Ｔ ５０４４８－２００８ 中Ｉ类 水 泥 基 灌 浆 料 （ＣＧＭ－３８０ 高 性 能 水 泥 基 灌 浆 料 ），分 析 磷渣复合粉掺量、细度及其他主要组分对水泥 基 灌 浆 料 工 作 性 、力 学 性 能 及 体 积 稳 定 性 的 影 响 。
早 强 剂 ：三 乙 醇 胺 、甲 酸 钙 、硫 酸 钠 ，分 析 纯 。
图１ 磷渣粉 ＳＥＭ 形貌 Ｆｉｇ．１ ＳＥＭ ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ ｐｏｗｄｅｒ
（３）其他原材 料。 硅 灰：东 南 星 加 密 硅 灰；减 水 剂：聚 羧 酸减水剂，固体粉末；消泡剂：改性聚硅氧烷 的 新 型 耐 碱 白 乳 化消泡剂；膨胀剂：ＨＣＳＡ 高 性 能 膨 胀 剂，ＭｇＯ 膨 胀 剂，活 性 指数１５０ｓ。集料：水洗机制砂，细 度 模 数 分 别 为 ２．４、１．５和 ０．８，最大粒径分别不超过 ４．７５ ｍｍ、２．３６ ｍｍ 和 １．１８ ｍｍ。
２０１６ 年 １ 月 （下 ）第 ３０ 卷 第 １ 期
（２）磷 渣 复 合 粉：磷 渣 粉 与 石 灰 石 粉 比 例 为 ９∶１，密 度 ２．８５ｇ／ｃｍ３，比 表 面 积 ５５００ｃｍ２／ｇ、６４００ｃｍ２／ｇ、７０００ｃｍ２／ｇ， ２８ｄ 活 性 指 数 分 别 为８６％ 、９３％ 和９７％ 。 图１ 和 图２ 分 别 为 磷渣粉和石灰石粉的 ＳＥＭ 形貌图片。
１ 实 验
１．１ 试 验 原 材 料 （１）水泥：拉法基 Ｐ·Ｏ ４２．５Ｒ 水泥，具体性能指标见表１。
标 准 稠 度／％ ２６．５
细 度／％ ０．５
安定性 合格
表 １ 水 泥 基 本 性 能 指 标
Ｔａｂｌｅ １ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ
凝 结 时 间／ｍｉｎ
３ｄ 强 度／ＭＰａ
新 型 高 性 能 水 泥 基 无 收 缩 灌 浆 料 的 研 制／卢 佳 林 等
图４给出了磷渣复合粉细度对水泥基灌浆料工作性的 影响。磷渣复合 粉 比 表 面 积 分 别 为 ５５００ ｍ２／ｇ、６４００ ｍ２／ｇ、 ７０００ｍ２／ｇ，磷渣复合粉掺量为１５％。由图４可 见，随 着 磷 渣 复合粉比表 面 积 增 加，磷 渣 复 合 粉 中 可 溶 性 磷 和 氟 溶 出 更 多，磷渣复合粉填 充 效 应 更 为 明 显，使 灌 浆 料 初 始 流 动 度 逐 渐增大，３０ｍｉｎ流动度损失减小，比表面积为 ５５００ ｍ２／ｇ时， 灌浆料初始及３０ｍｉｎ流动度 分 别 为 ３４５ ｍｍ、３３０ ｍｍ，而 比 表面积为７０００ｍ２／ｇ时二者分别为３６０ｍｍ 和３５５ｍｍ，流动 度损失由１５ｍｍ 收窄至５ｍｍ。