磷酸镁水泥基复合材料在灌浆套筒中的应用研究.pdf

摘要

摘要

近些年，我国建筑业不断向装配式建筑体系转型，装配式建筑与传统建筑相比，

具有节约建筑耗材、环境污染小、构件强度高、经济效益好、施工周期短等优点，但

在已有装配式建筑的使用中，发现装配式建筑节点连接处为易损部位，是安全问题高

发部位，若未能精心设计预制构件的连接节点并保证施工质量，就很容易出现整体性

安全问题。在钢筋节点连接处若采用套筒灌浆连接则可有效提高节点连接性能并使破

坏形式转为柔性破坏，为节点连接提供保障，该连接方式所使用的套筒灌浆料可与钢

筋和套筒三者牢固的结合在一起，实现预制构件间的有效连接并使钢筋间可靠传力。

目前市面上灌浆料是由多种材料精细配制而成，原材料种类繁多，质量参差不齐，存

在众多问题，本文将采用磷酸镁水泥基材料作为研究对象，研发出一种满足钢筋连接

规范要求的套筒灌浆料，主要研究内容与结论如下：

1

（）采取单一变量法，确定材料不同配比对灌浆料力学性能、流动性能、凝结

时间的影响。随着M/P的增加，试件抗压强度呈现出先上升后下降的趋势，流动度

和凝结时间呈下降趋势。随W/C的增加，试件抗压强度呈现出先上升后下降的趋势，

流动度和凝结时间呈上升趋势。在B/C增加后，试件抗压强度呈现出先上升后下降的

趋势，流动度和凝结时间呈上升趋势。参考钢筋连接用套筒灌浆料规范要求，得出最

优基础配比。

2

（）缓凝剂不同种类与掺量对灌浆料凝结时间、水化放热的影响。单掺硼砂或

葡萄糖缓凝剂可以延长MPC灌浆料凝结时间，且随着缓凝剂掺量的增加，MPC灌浆

料凝结时间逐渐延长。硼砂的掺入降低了MPC灌浆料的力学性能，提高了流动度。

葡萄糖的掺入明显降低了MPC灌浆料的力学性能和流动性能。复掺葡萄糖和硼砂两

种缓凝剂使MPC灌浆料凝结时间得到延长，在固定缓凝剂总量的情况下，当葡萄糖

占比逐渐升高，硼砂逐渐下降时，MPC灌浆料凝结时间逐渐延长，抗压强度和流动

1%7%MPC

度逐渐下降。在单掺硼砂缓凝剂、复掺葡萄糖和硼砂情况下，灌浆料温

度峰值曲线呈单峰状。在单掺葡萄糖缓凝剂掺量为8%、复掺1%硼砂和7%葡萄糖时，

MPC灌浆料温度峰值曲线呈双峰状，反应放热量得到减低。

3

（）钢纤维掺量对灌浆料性能的影响及灌浆料最终配合比设计。在磷酸镁水泥

基灌浆料中掺入钢纤维可明显提高MPC灌浆料的力学性能，随钢纤维掺量的增加，

试件抗压强度呈上升趋势。同时，钢纤维的掺入缩减了MPC灌浆料的凝结时间和流

MPCM/P3.21W/C0.16B/C0.07G/C0.01

动度。确定灌浆料最终所用配合比为：、、、、

钢纤维掺量2%，在此配比下MPC灌浆料竖向膨胀率、28d自干燥收缩、氯离子含量

均在标准值范围内，满足规范要求。

4MPC

（）对最终配比灌浆料进行对中单向拉伸试验。确定最终配比的灌浆料与

I

重庆三峡学院硕士学位论文

钢筋和灌浆套筒三者间粘结牢固，所有进行对中单向拉伸试验的接头试件的破坏形式

均为接头外部钢筋被拉断，试件中未出现灌浆套筒被拉断或锚固钢筋从套筒中被拔出

的现象，证明该配比下的MPC灌浆料满足装配式建筑使用要求。在试件养护龄期与

钢筋直径相同时，钢筋的锚固长度对接头试件抗拉强度无明显影响，接头破坏形式均

为套筒外部钢筋拉断。随着钢筋尺寸的增大，套筒连接试件的极限拉伸荷载也随之增

大，但不同钢筋直径接头试件的抗拉强度相差不大，破坏形式均为套筒外部钢筋拉断。

磷酸镁水泥基灌浆料具有快硬早强的特点，在钢筋直径与钢筋锚固长度相同时，养护

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