从表1和图1可以看出,水胶比为0.28时,浆体完全流出马氏锥的时间为270 s,几乎没有流动性。当水胶比增加到0.32时,流动时间突然减少到32.7s,水胶比的继续增加,灌浆材料的流动时间不断缩短,与水胶比基本成线性关系。根据GB/T 25182—2010《预应力孔道灌浆材料》的要求,初始浆液完全流出马氏锥的时间为(18±4)s,灌浆材料的水胶比应大于0.37。灌浆材料的抗压强度和抗折强度水胶比的增加而降低,水胶比在0.28~0.47之间,说明灌浆材料具有不同的龄期。当水胶比增加到0.42时,灌浆材料的7天和28天抗折强度分别降低到6.8 MPa和8.4 MPa,仍满足标准要求(7天抗折强度≥ 6 MPa和28天抗折强度≥8 MPa),但当水胶比进一步增加到0.47时,7天和28天抗折强度分别降低到4.9 MPa和5.4 MPa,明显低于标准要求。
综上所述,在普通低速搅拌下,提高水胶比大大改善了预应力孔道灌浆材料的流动性能,但不利于其强度性能。水胶比应控制在0.37-0.42之间。
2.2减水剂含量对灌浆材料性能的影响
不同聚羧酸减水剂掺量对灌浆材料流动性、泌水率和力学性能的影响见表2。
从表2可以看出,当减水剂掺量为0.2%时,浆体略粘,流动时间较长,流动性随时间损失较大,并伴有泌水;当减水剂掺量增加到0.3%时,流动时间和流动性随时间的损失明显减小,流动性能符合GB/T 25182—2010要求,不泌水。当减水剂掺量进一步提高到0.4%时,流动时间进一步缩短,流动性基本不随时间损失。但是,砂浆分层和板底现象开始出现,并且掺量的增加,分层越来越严重。减水剂掺量对灌浆材料不同龄期的抗压和抗折强度无明显影响。
综上所述,减水剂主要影响灌浆材料的和易性。减水剂掺量为0.3%时,灌浆材料的和易性。
2.3硅粉含量对灌浆材料性能的影响
硅灰作为一种超细活性掺合料,不仅可以增加浆体的保水性,还可以通过火山灰反应优化浆体的强度和耐久性。硅粉掺量对灌浆材料和易性和强度的影响见表3。从表3可以看出,在灌浆材料中不添加硅灰时,浆液泌水、分层严重;硅灰含量的增加,泌水和分层得到改善,但流动时间逐渐延长。当硅灰含量为4.0%时,浆料基本无分层。当硅粉含量达到6.0%时,灌浆材料不再泌水,硅粉含量进一步增加到8.0%,浆液变粘。初始流动时间超过30 s后,流动度损失在30 s、30 min、60 min后会明显增加,不再适合配制灌浆材料。这是因为硅灰的表面积很大,润湿过程中需要大量的水,使得新拌浆料中的大量自由水受到硅灰颗粒的约束,多余的水很难在浆料内部溢出,导致流动性降低。硅灰的加入对抗折强度无明显影响,但能提高后期抗压强度,且硅灰掺量的增加基本呈上升趋势。当硅灰含量从0增加到6.0%时,材料的7 d和28 d抗压强度分别比未掺硅灰时提高了9.0%和16.8%。硅灰的含量继续增加到8.0%,抗压强度不再增加。
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