隨著科技和生產(chǎn)的發(fā)展,建設(shè)工程對灌漿料質(zhì)量提出更高的要求,要求灌漿料向高強(qiáng)高性能方向發(fā)展。其中高性能灌漿料外加劑是高強(qiáng)高性能灌漿料技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),而石灰精(砂漿活化劑)就是一類發(fā)展前景非??春玫牟牧?。
石灰精用于灌漿料建筑中,具有抗壓強(qiáng)度高、收縮率比小,粉煤灰置換水泥量大等特點。施工過程中選用普通泵送劑與之配合摻入中橋科技灌漿料,更具有低水灰比,大坍落度,經(jīng)時坍落度損失小等提高灌漿料工作性的特點。如果選用高效泵送劑與之配合,能配制C60以上高強(qiáng)灌漿料。
1.材料
主要有水泥、砂、石子、粉煤灰、礦碴粉、硅灰、SHJ-1A型石灰精和普通泵送劑等。
2.SHJ-1A型石灰精的作用機(jī)理
SHJ-1A型石灰精是由有機(jī)高分子材料和無機(jī)材料復(fù)合而成,具有良好的化學(xué)反應(yīng)性和吸附性能以及激發(fā)活化無機(jī)材料等高力學(xué)性能的活化劑。SHJ-1A的大分子自由基與無機(jī)材料粒子一起被塑練時產(chǎn)生許多新生表面和電缺陷,這是引發(fā)接枝的活性中心。自由基的活性很大,能使無機(jī)材料產(chǎn)生活性鏈的引發(fā)和增長,激發(fā)其潛在活性。大分子自由基與無機(jī)粒子形成偶合鍵,獲得接枝或形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),大大改善了配伍材料的親和力和性能。
3.粉煤灰的作用
粉煤灰系無塑性的瘠性材料。雖具有大量的SIO2、AL2O3等活性物質(zhì),但為非活性相,沒有引發(fā)劑或催化劑,幾乎是不反應(yīng)或反應(yīng)很緩慢。“滾珠軸承”作用。粉煤灰比表面積大,表面能高,吸附水的能力小,在灌漿料中等量或超量替代一定量的水泥。粉煤灰中大量的玻璃體微珠,降低了水泥顆粒間的磨擦力,灌漿料的和易性明顯改善,提高了流動度。
增強(qiáng)作用。在灌漿料水化過程中,粉煤灰經(jīng)SHJ-1A活化,玻璃體網(wǎng)絡(luò)解聚,釋放出具有活性的SIO2、AL2O
3,新生表面出現(xiàn)缺陷,產(chǎn)生大量斷鍵,表面能大為增加。與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)鍵合,生成具有一定強(qiáng)度的凝膠物質(zhì)。在原有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上又新增網(wǎng)絡(luò),形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),提高了灌漿料的物理力學(xué)性能和耐久性。
增密和抗?jié)B作用。粉煤灰在灌漿料中與Ca(OH)2進(jìn)行二次反應(yīng)生成凝膠,堵塞了孔道,使孔結(jié)構(gòu)細(xì)化,孔的連通性下降。粉煤灰在反應(yīng)中消化了Ca(OH)2,使原來形成有缺隙的、相互連通的孔道減少,混凝土孔隙率降至1%以下。因空間的限制,晶體無法成長,提高了灌漿料的剛性和韌性。因此,SHJ-1A復(fù)摻粉煤灰、超細(xì)礦渣粉和硅灰,可配制高強(qiáng)灌漿料。
減小收縮率比的作用。粉煤灰在SHJ-1A活化后,具有微膨脹作用,SHJ-1A使粉煤灰吸附水的能力降低,當(dāng)膠凝材料為390㎏m3時,用水量僅150㎏m3。粉煤灰增密增強(qiáng)特性更為突出,灌漿料的收縮率比28天僅為104%。因粉煤灰中的晶態(tài),提高了水泥石中的晶膠比,降低了收縮值和徐變度。
4.應(yīng)用
摻入SHJ-1A型石灰精和粉煤灰配制的灌漿料,其3天抗壓強(qiáng)度比為173%,說明粉煤灰早期強(qiáng)度的缺點被SHJ-1A活化后所克服;7天抗壓強(qiáng)度比為157%,說明粉煤灰強(qiáng)度增長緩慢;28天抗壓強(qiáng)度比為164%,說明粉煤灰在SHJ-1A活化下后期強(qiáng)度增長較大?;鶞?zhǔn)混凝土水灰比0.52,SHJ-1A灌漿料膠凝材料水膠比0.43,粉煤灰摻量在31%的狀態(tài)下強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律正常。
摻SHJ-1A用普通泵送劑配伍的灌漿料與單摻減水劑的灌漿料性能對比表明,灌漿料的工作性和抗壓強(qiáng)度有較大的提高,摻SHJ-1A和用普通泵送劑配伍的混凝土經(jīng)時坍落度損失6厘米,而單摻減水劑的灌漿料經(jīng)時坍落度損失高達(dá)17厘米。7天抗壓強(qiáng)度比對比說明,摻減水劑的灌漿料有早強(qiáng)功能,但早期強(qiáng)度仍低于摻SHJ-1A的灌漿料;28天抗壓強(qiáng)度比更說明粉煤灰在SHJ-1A的活化作用下強(qiáng)度發(fā)展很好,而減水劑對粉煤灰不具有活化功能,因此強(qiáng)度比差68%。
摻不同外加劑的灌漿料強(qiáng)度及收縮率比的對比。SHJ-1A、ASP和FDN等不同灌漿料高效外加劑摻入的灌漿料抗壓強(qiáng)度比和收縮率比對比結(jié)果表明,摻SHJ-1A的灌漿料摻量小,僅是ASP、FDN的40%,抗壓強(qiáng)度高于摻ASP的灌漿料和摻FDN的灌漿料。尤其28天抗壓強(qiáng)度,比ASP灌漿料高36%,比FDN灌漿料高41%;收縮率比分別比ASP灌漿料和FDN灌漿料低17%和低21%。說明摻SHJ-1A灌漿料收縮和徐變小,具備配制高強(qiáng)灌漿料的條件。
綜上所述,在灌漿料中粉煤灰能等量或超量替代水泥,減少10%左右的細(xì)骨料,增加灌漿料的強(qiáng)度和可泵性,降低收縮值,減少50%徐變度,減少水化熱,提高灌漿料抗?jié)B能力等形態(tài)效應(yīng)、活性效應(yīng)和微集料效應(yīng)。但是,因為粉煤灰影響混凝土早期強(qiáng)度以及抗折,抗剪和粘結(jié)強(qiáng)度低的缺陷,但只要用SHJ-1A等高性能活化劑激發(fā)改性,就能發(fā)揮粉煤灰更大的作用。實踐證明,在灌漿料和砂漿中粉煤灰摻量可在水泥量的30%以上。