混凝土灌注桩钢筋笼长度桩内埋管磁法检测与分析.pdf

全国中文核心期刊 新 建蟓 中 国 科 技 核 心 期 刊 混凝土灌注桩钢筋笼长度桩内埋管 iiH ：, i 楦测与分析 杨军 ( 杭州市建设工程质量安全监督总站 ， 浙江 杭州3 1 0 0 0 5 ) 摘要： 混凝土灌注桩广泛应用， 一方面如果钢筋笼长度在施工中不能满足设计要求， 将导致灌注桩不能满足承受设计荷载要 求 ， 影响结构的承载力 、 稳 定性和抗震性 能， 使建 ( 构) 筑 物安全性 降低甚至破坏 ； 另一方面 ， 由于混凝土 灌注 桩钢筋笼属 于隐蔽工 程 ， 钢筋笼长度 的工后检测难度大 ， 故灌注桩钢筋笼长度短缺 已成为少数工程偷工减料的主要手段。 通过实例尝试从桩 内埋管旆工 工艺 、 对成桩后桩承载力 的影响 、 与未埋管桩检测 的经济分析对 比， 探索桩 内埋管磁法检测钢筋笼长度的可行 性。 关键词 ： 钢筋笼长度； 桩内埋管； 磁法检测 中图分 类号 ： T U 4 文献标识码 ： A 文章编号： 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 2 ) 0 2 0 0 1 5 0 5 M a g n e t i c m e t h o d d e t e c t i o n a n d a n a l y s i s o f e m b e d d e d p i p e i n t h e r e i n f o r c i n g b a r c a g e l e n g t h o f c o n c r e t e p o u r i n g p i l e YAN G J u n ( Ha n g z h o u C o n s t r u c t i o n Q u a l i t y a n d S a f e t y S u p e r v i s i o n S t a t i o n ， H a n g z h o u 3 1 0 0 0 5 ， Z h e j i a n g ， C h i n a ) 混凝土灌注桩目前广泛应用于地质情况复杂、 地质条件 较差的多层、 高层建筑、 地下围 护结构、 市政工程以 及有抗震 要求的建( 构) 筑物中， 其具有竖向承载力高， 对软土地区适应 性好， 施工方便等优点。 t ， 混凝土灌注桩施工采用机械或人工成孔后，将预制好的 钢筋笼吊入桩孔， 随后进行混凝土灌注。一方面， 灌注桩钢筋 笼对于桩抗拉、 抗弯、 土层差异性较大时承受地震波速差异引 起的水平荷载、 桩身裂缝控制等起关键性的作用。 特别对抗拔 桩和一、 二级裂缝控制等级的桩， 钢筋笼作用尤为重要。 钢筋 笼长度是根据竖向荷载大小和偏心距、 水平荷载大小和变化 特征、 弯矩大小、 拔荷载大小、 桩周土物理力学性质、 建筑物抗 震设防烈度以及桩侧阻、 桩端阻承载性状等综合因素， 按有关 规范计算确定。 另外， 对于混凝土灌注桩， J G J 9 4 -2 0 0 8 ( 建筑 桩基技术规范 还规定了在不同受力特征下钢筋笼配筋长度 的构造要求。 因此， 如果钢筋笼长度在施工中不能满足设计要 求， 将导致灌注桩不能满足承受设计荷载要求， 严重的将影响 结构的承载力、 稳定性和抗震性能， 使建( 构) 筑物安全性降低 甚至破坏。另 方面，由 于混凝土灌注桩钢筋笼属于隐蔽工 收稿 日期： 2 0 1 1 - l 1 2 7 作者简介： 杨军 ， 女， 1 9 6 7年生， 浙江杭州人， 高级工程师。地址 ： 杭州 市莫干 山路 1 0 0号耀江国际大厦， E - m a i l ： h z j d 4 y 1 6 3 c o m。 程， 钢筋笼长度的工后检测难度大， 故灌注桩钢筋笼长度短缺 已成为少数工程偷工减料的主要手段。 鉴于上述原因， 对于桩钢筋笼长度工后检测是必要的。 钢 筋笼长度检测属于桩身质量检验范围， 而桩身质量检验， 根据 G B 5 0 2 0 2 -2 0 0 2 ( 建筑地基基础工程施工质量验收规范 要求 属主控项目， 是对桩基质量起决定性影响的检验项目， 检验结 果必须符合设计和专业验收规范的规定。 1 常用检测方法 近年来针对桩基钢筋笼长度短缺的质量投诉日 益增多， 工程桩钢筋笼长度短缺， 给工程特别是保障性住房、 大型公建、 城市桥梁、 高架桥等政府投资项目留下质量隐患， 造成不良 社 会影响， 有必要对成桩后桩钢筋笼长度进行检测。 最直接的钢筋笼长度检测方法是开挖验证，但对于开挖 深度达几十米、 桩径达8 0 0 1 0 0 0 m m以上的混凝土灌注桩来 说， 开挖难度大、 成本高、 检测时间长， 对桩身结构会造成较大 破坏。 另一种检测方法是采用物探法， 根据目前国内的研究成 果， 对灌注桩钢筋笼长度无损检测方法有应力波法、 磁井法、 电井法等。 磁井法是根据钢筋笼与混凝土、 桩周土具有不同的 磁性， 可产生不同磁场， 钢筋笼设置前为正常地磁场， 而钢筋 笼存在引起局部地磁场异常，通过磁法探测仪发现这些磁性 异常分布情况， 进而对钢筋笼存在的空间位置作出推断， 故用 NE W B UI L DI NG MAT E R I AL S l 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 杨军： 混凝土灌注桩钢筋笼长度桩内埋管磁法检测与分析 磁井法对钢筋笼长度进行检测是目 前物探技术中大家普遍采 用的一种方法， 在理论研究和工程实际应用上都相对成熟。 在 混凝土灌注桩桩中、 桩周， 除钢筋笼外， 无连续钢磁性体干扰 时，该方法是目 前相对可靠和实用的钢筋笼长度无损检测方 法之一。 但此种方法为井中物探技术，检测时需要在桩旁或桩中 钻几十米深的孔， 导致检测速度慢， 检测费用高， 使得磁井法 钢筋笼长度无损检测大规模实施困难。 另外， 用检测孔作为检 测剖面， 测试孔离钢筋笼的远近显著影响磁异常形态， 只有保 持测孔和钢筋笼相互平行，也即测孔和钢筋笼距离尽量接近 并与钢筋笼距离保持不变， 才可能测得较理想的磁异常形态， 但在实际钻孔操作时要做到这点比较困难。 为此， 尝试采用钢 筋笼内预埋管的方法， 通过工程实验， 探索在各种因素影响下 预埋管磁法检测钢筋笼长度的可靠性和准确性。 2 磁法检测原理 研究表明， 钢筋笼在地磁场作用下将产生比混凝土、 桩周 土更大的感应磁场，其强度与测试距离和钢筋笼等铁磁性物 质数量有关， 假定探测位置处钢筋为无限长线状体， 在与钢筋 平行方向上，可以推导出桩体内钢筋无限长线状体的磁感应 强度Z为： Z = B 2 ( 1 ) 式中 B 垂直方向地磁场强度； 卜主筋磁化率； S 一主筋横截面积； L 测点与主筋的垂直距离。 假设有效磁化倾角为9 0 o ， 由式( 1 ) 可以看出， 测点处主 筋磁感应强度大小跟主筋与测点距离平方成反比，与主筋截 面积成正比。 对于有限长度钢筋笼主筋， 可以 用有限元积分近 似计算磁感应强度大小， 随着与主筋的远离， 磁感应强度迅速 衰减， 直到减为背景地磁场大小。 根据关系式可计算出基桩钢 筋笼磁梯度( 随深度( ) 的理论变化曲线， 见图1 。 磁法测试仪 图 1 钢筋笼长度测试示意 建筑基桩一般都成孔浇筑在第四纪中，第四纪基本上是 1 6 新型建筑材料 2 0 1 2 2 由 无磁性或弱磁性物质组成， 可以认为背景场为一常量， 钢筋 笼是 铁磁性物质， 在地磁场中被 磁化而形 成磁化场， 基底是铁 磁性物质( 钢筋笼) 与无磁或弱磁性物质( 混凝土、 桩周岩土) 的界面， 界面上实测磁场强度有较大变化， 超过界面向下逐渐 变为稳定的背景场， 背景场可通过现场实测获得， 从磁场垂直 分量与深度变化曲线分析，拐点位置对应深度为钢筋笼底端 埋深。 3 现场检测 本次桩内埋管磁法检测钢筋笼的长度，选择杭政储出 ( 2 0 0 9 ) 4 6 号地块杭州市拱墅区公共服务设施兼商业金 融用房工程进行试验， 该工程建筑面积 1 7 8 9 7 I l l ， 地下2 层， 地上9 层， 框架结构。地基基础采用钻孔灌注桩基础， 桩径为 6 0 0 m m 、 q 8 0 0 m m 、 中 9 0 0 m m，设计要求桩端全断面进入 ( 1 0 ) 一 2 a 0 7 等风化泥质粉砂岩】 、 ( 1 0 ) 一 l b 强风化凝灰岩】 不小 于3 5 m ， 全断面进入( 1 0 ) 一 2 b 中等风化凝灰岩】 不小于0 5 m ， 钢筋笼沿桩长全长配置。检测选择 中 6 0 o m m灌注桩 5 根， q ) 8 0 0 m m灌注桩 1 7 根， 9 0 0 m m灌注桩7 根。 3 1 桩 内埋管施工 3 1 1 埋管材料选择 采用磁法检测钢筋笼长度时，埋管材料首先应选择无磁 或弱磁性物质，因为通过埋管测得每一点磁场是各种物质磁 化场叠加的结果， 如果埋管采用铁磁性物质， 其产生磁化场强 度比 钢筋笼磁化场更强时， 钢筋笼磁化场分布特征被干扰磁化 场掩盖， 无法确定钢筋笼底端界面， 所以本次埋管选用 U P V C 管和P P R管。 埋管管径的选择应满足磁法探测仪探头4 5 m m ) 在管 内升降顺畅， 一般不应小于q ) 6 0 m m ， 不宜大于 9 0 m m ， 本次 埋管选用 7 5 m m的U P V C管和P P - R管。 埋管壁厚选择应考虑管材在桩内能承受泥浆和混凝土灌 注时产生的压力，一般情况下所选管材应能承受混凝土灌注 时最大外压力的1 3 倍。钻孔混凝土灌注桩清孔后泥浆密度 为 1 1 1 2 g c m 。 ， 本次埋管沿钢筋笼全长设置， 设计计算笼长 3 2 0 3 4 3 1 5 m， 根据 P = p g h ， 取最大桩长4 4 4 5 m计算( 超灌 1 3 m ) ， 其底端压力达到4 8 9 5 3 3 M P a 。埋管壁承受压力为： g h 一 g 巩 ( 2 ) 式中： 埋管外混凝土拌和物的密度， k g m 。 ； ， 埋管外混凝土拌和物最大高度( 取灌注桩全长) ， m ： _一埋管内水的密度， k g m ； _ _ 一埋管内水的深度， 取最大桩长4 4 4 5 m计算。 根据计算， 埋管壁应选用能承受 6 0 1 k N m z 压力的管材。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 杨军： 混凝土灌注桩钢筋笼长度桩内埋管磁法检测与分析 另外， 埋管接头、 闷头应具有承受桩内泥浆和混凝土拌和物的 水密承压性能。 为了选择一种适合工程检测实际需要， 达到质量、 成本、 效率兼顾的埋管，本次埋管分别选择了壁厚为 2 3 m m 、 3 0 m m， ( I ) 7 5 m m ，接头及闷头采用承插胶圈连接的U P V C管， 以 及壁厚为6 8 m m 、 q b 7 5 m m， 接头及闷头采用承插热熔连接的 P P R管进行对比试验。 试验表明，当采用管径( I ) 7 5 m m 、壁厚2 3 m m的U P V C 管作埋管时， 当埋管随钢筋笼下沉至2 5 m左右时， 埋管下端 闷头因承受不住泥浆压力而破坏； 当采用管径( I ) 7 5 m m 、 壁厚 3 0 m m的U P V C管作埋管时， 埋管随钢筋笼下沉至桩孔底， 但 在灌注混凝土时， 埋管壁承受不了混凝土浆料压力而爆管； 经 对比后， 选择管径( I ) 7 5 m m 、 壁厚6 8 m m , 管底闷头和接头采 用热熔连接的P P R管为埋管。 一 3 1 2 埋管操作要点 ( 1 ) 施工准备 管径中 7 5 m m 、 壁厚6 8 m m的P P - R管、 专用直接、 闷头、 1 4号铅丝、 P P R管专用热熔器、 配电箱、 电缆线、 胶带、 水管、 清洁布、 水电技工、 普工。 ( 2 ) 埋管操作步骤 先根据工程桩孔深配置的钢筋笼节数和每节长度，配置 P P R管节数和每节长度， 接长和底端闷头采用热熔连接。 工程桩成孔和清渣完成、 验收合格后， 开始下放第 1 节钢 筋笼时， 将按第1 笼长制作的第 1 根P P R管( 底端闷头封 闭) 放入笼内与笼一起吊至桩孔顶面， 边沉放钢筋笼边按高度 间距每米用 1 4号铅丝将附在笼内的P P R管绑牢在两主筋 间， 防止上下节笼主筋电焊时烧伤埋管， P P R管绑扎时垂直 度偏差控制在 1 内。当第 1 节钢筋笼下沉至桩口 位置时， 用 木棍或钢管等穿过加强箍下方， 将钢筋笼临时支承于护筒口。 起吊第2 节钢筋笼时，同样将第2 根P P R管放入笼内 与笼一起吊至已沉入桩孔的第1 节钢筋笼顶面对直，上下节 钢筋笼主筋焊接连接后，上下节P P R管对直，将接口处毛 边、 毛刺 泥沙、 油污清除干净， 管材与管件连接端面必须清 洁、 干燥、 无油， 用卡尺和合适的笔在管端测量， 并标绘出不小 于2 5 m m的热熔深度， 然后管端导入加热套内， 插入到所标 志的深度进行加热， 加热时间不小于3 0 s ； 达到加热时间后， 立即把管材与管件从加热套与加热头上同时取下，迅速无旋 转地直线均匀插入到所标深度，使接头处形成均匀凸缘直至 冷却， 熔接好的接头冷却时间不小于3 m i n ， 然后将主筋连接 区段螺旋箍筋焊接， 挂好保护层垫块， 缓缓沉降， 在沉降过程 中， 按高度间距每米用 1 4 号铅丝将附在笼内的P P R管绑牢 在两主筋间， 并保证埋管1 的垂直度。 按此方 法，依次完成桩内 各节钢筋笼和P P R管连接吊 装， 并在P P R管下沉至2 5 m左右时， 向管内注水。当最后1 节钢筋笼沉入桩孔后，钢筋笼顶至自然地面桩孔段P P R管 采取每节4 m， 逐一向上热熔连接， 至出自然地面 3 0 0 m m的 实际高度， 端头设闷盖防止泥浆异物落入管内而堵管。 埋管完成后， 进行导管安装和混凝土浇筑， 在安装和提升 导管时应保持位置居中， 轴线垂直， 避免碰撞和挂住P P R预 埋管， 使预埋管破损或移位。 3 2 现场数据采集 本次磁法检测使用仪器为武汉岩海公司生产的R s R B M T 钢筋笼长度磁法测试仪， 适用磁场测量范围为一 6 6 6 6 6 n T 一 + 6 6 6 6 6 n T ， Z 磁敏元件转向差不大于3 0 0 n T ， e 线性度不 大于0 2 ， 现场数据采集前对检测用仪器设备进行检查调 试， 检测用仪器必须在计量检定周期有效期内。 收集岩土工程 勘探资料、 桩基设计图纸、 打桩施工记录等资料。 本工程现场数据采集分别在2 0 1 1 年9月9日、 2 0日、 2 1 日3 次完成。 数据采集采用自 下而 上法， 即先 将磁探头放入预 埋管管底， 支好管口滑轮和计数滑轮， 连接计数电缆和探头数 据线白埋管底逐步将磁探头垂直上拉， 控制步距2 5 c m 。 根据 采集数 据， 仪器将自 动绘制并保存磁场垂直分量一 深度( z _ 日 ) 曲线。 4 检测结果分析 根据所检测的2 9 根桩磁场垂直分量一 深度( Z 胡) 曲线形 态特征综合判定，根据实测垂直分量曲线下端平坦的Z 值， 结合当地地磁图判断测区垂直分量背景值( Z 。 ) ， 当垂直分量 值( 明 显低于或高于背景值(Z 。 ) 时， 可判定钢筋笼存在。 取 磁场垂直分量一 深度( Z - H ) 曲线下部小于背景场转成大于背 景场的拐点对应的深度为钢筋笼底端位置， 所测2 9 根桩钢筋 笼笼底、 笼顶标高、 笼长偏差等检测数据见表 l 。 根据现场埋管施工、 数据收集和检测成果情况， 综合分析 如下： ( 1 ) 与成桩后在桩外侧一定距离另行钻孔埋设测试管的 后 埋管 检测方式相比， 本次试 验的 预埋管检测方式由 于测试 管与钢筋笼共同绑扎，磁探头采集的磁场强度变化曲线数据 质量相对较好， 易于判别。 ( 2 ) 为了对桩内预埋管后对桩承载力影响进行定性分析， 本次试验对桩内采用预埋管的桩和未埋管桩，各抽取 l 根 (I) 8 0 0 m m的桩， 混凝土强度等级为C 3 0 ， 进行了 单桩承载力 对比检测。试验采用堆载重反力装置，按慢速维持荷载法进 行， 按J G J 1 0 6 -2 0 0 3 建筑基桩检测技术规范 确定试桩的单 桩极限 承载力。 检测结果见 表2 。 N E W BUI L DI N6 M ATE R I AL S 1 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 杨军： 混凝土灌注桩钢筋笼长度桩内埋管磁法检测与分析 表 1 钢筋笼磁法检测结果 m 桩 号 N N 繁荣 从检测结果分析，在埋管采用管径 7 5 m m的P P R管 情况下， 对桩承载力未产生影响。 ( 3 ) 钢筋笼长度磁法检测是根据笼周围磁场异常分布特 征对钢筋笼空间位置作出推断，特征值是利用磁法探测仪沿 埋管从下到上按2 5 c m的点距， 逐点采取取得。 由于工地现场 1 8 新型建筑材料 2 0 1 2 2 灌注桩较多， 桩与桩之间的距离相隔较近， 相互间存在干扰磁 场， 整个场地磁背景场值差异较大， 对测试磁场梯度有一定影 响， 加上从桩磁参数分析， 钢筋材料可能存在一定差异及场地 标高的起伏变化差异， 均对磁场梯度的形态带来一定影响； 另 外， 实际检测中检测方法、 深度测量均存在一定的误差。这些 因素造成对钢筋笼空间位置推断存在一定偏差。 一般情况下， 利用磁法检测判定灌注桩中钢筋笼长度，判定结果偏差绝对 值应小于 I m 。本次检测判定钢筋笼长度与设计钢筋笼长度 偏差在 I m范围内的桩2 3 根， 占7 9 3 1 ， 偏差在 1 m范围外 的桩有 6 根， 占2 0 6 9 。 ( 4 ) 根据钢筋笼长度磁法检测原理， 一般要求检测孔深度 大于钢筋笼底端3 m ， 利用钢筋笼与混凝土、 桩周土磁场强度 的显著差异， 通过对钢筋笼底端磁场强度分布的沿伸观测， 确 定磁场一 深度变化曲线拐点位置， 从而推定钢筋笼底端界面。 本次检测桩的钢筋笼按设计要求沿桩长全长配置，由于采用 桩内埋管， 埋管只能沿钢筋笼全长设置， 未能深于笼底3 m， 无法进行沿伸观测， 磁场一 深度变化曲线上无明显突变拐点， 只能以磁法探测仪探头最终能够沉入的埋管深度，及检测到 的该深度磁场强度与背景场强度对比推定笼底端界面，笼底 端界面推定存在一定偏差。 ( 5 ) 理论上， 磁法探测仪探头应能沉入至埋管底部， 但从 检测采集的数据分析， 有 l 8 根桩磁法探测仪探头有不同程度 未沉入至埋管底部情况，比较严重的有B 8 、 B 1 9 、 B 2 0 、 B 2 1 、 B 4 3 、 C 7 、 C 8 、 C 9 、 C I O 等桩。 究其原因， 由于P P R管底端闷头 和接管采用热熔方法， 其熔接技能要求较高， 在钢筋笼分节沉 放过程中进行热熔操作， 对P P R管热熔接头管口毛边、 泥沙 清理不净、 加热时间和熔接深度不够、 热熔插接深度不足， 特 别是在加热接插的过程中旋动和冷却时间不够( 要求管件保 持不旋动状态 3 5 m i n ) ， 造成熔接质量缺陷， 使埋管承压水 密性达不到要求。在桩孔内泥浆、 混凝土浆压力下， 泥沙渗流 入埋管内， 造成埋管底泥沙淤填， 磁法探测仪探头无法沉到埋 管底 从现场数据采集过程中也证明这点， 当磁法探测仪探头 沉入到上述埋管底附近位置， 探头有时显示被淤住的现象。 ( 6 ) 本工程桩基设计钢筋笼沿桩长全长布置， 由于封底混 凝土初灌量较大( 设计要求不小于2 m ， ) ， 大容量混凝土瞬间 从料斗经导管自由 落下， 使钢筋笼更容易受 混凝土顶托而 上 浮。从检测结果分析， 本次检测B 7 、 B 9 、 B 1 6 、 B 1 7 、 B 1 8 、 C 4 、 C 6 等桩钢筋笼存在较明显的钢筋笼上浮现象。 5 经济分析 目前常规的钢筋笼长度后埋管式检测费用， 市场报价约 1 0 0 0 0元 根( 综合单价， 已含钻孔埋管费及测试费等) ， 抽检 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 杨军： 混凝土灌注桩钢筋笼长度桩 内埋管磁法检测与分析 数量一般为总桩数的l 且不少于3 根。 本试验的预埋管检测方式，若抽检率仍为总桩数的1 且不少于3 根，综合参考后埋管式检测及超声波检测的市场 价格， 估计今后市场价约2 0 0 0 元 根( 不含埋管费用) 。 就单桩而言， 桩内预埋管检测与桩外后埋管检测比较， 费 用要低， 但为达到随机抽检目的， 桩内预埋管检测需在所有工 程桩内预埋测试管， 其管材费用相对较高。 以某单体建筑物 1 0 0 根工程桩、 钢筋笼长度 4 0 m、 均抽 检3 根桩为例，简单分析后埋管式与预埋管式两者问的总检 测费用差别， 数据详见表 3 。 表 3 后埋管式与预埋管式检测 费用 对比 注 ： ( 1 ) 综合 费用包含 了埋管及测试费用 ； ( 2 ) 管径 7 5 m m、 壁厚 6 8 m m 的 P P R管市场 价格约 4 0元 m， 单桩管材费 为 1 6 0 0元 。 从表3 可以看出，由于桩内预埋管检测方法需在所有工 程桩内预埋测试管， 其管材费用相对较高， 因此总费用高于桩 外后埋管检测方式，且上述费用比较尚未包含由于桩内预埋 ( 上接第 1 4页) 管导致的工期顺延所产生的费用增加。 6 结语 混凝土灌注桩钢筋笼长度检测是近年发展的新技术， 工 程实践不多， 尚处于不断探索和完善中。首先， 至目前为止混 凝土灌注桩钢筋笼长度检测缺乏国家或行业检测技术规程； 其次， 从技术角度分析， 采用桩内预埋管技术检测钢筋笼长度， 对钢筋笼沿桩长全长配置的桩， 埋管无法进行沿伸观测， 加上 埋管热熔接头质量缺陷，泥沙沉积管底致使探头达不到预计 的深度， 采集观测数据不完整， 钢筋笼底界面判定不够准确， 一 定程度上对实际钢筋笼长度存在误判风险。 再者， 从经济角 度分析，虽然从单桩埋管检测与桩外成孔检测比 较，费用要 低， 但质量检验要求对检测桩进行随机抽查， 这就意味所有成 桩都要预埋管， 其总体费用将比 桩外 成孔检测高很多。 上述只是对混凝土灌注桩钢筋笼长度桩内埋管磁法检测 的一次尝试， 希望能探索出适合工程实际需要的快速简便、 科 学经济的实用检测技术。但由于未对不同地质条件下各种类 型桩钢筋笼进行数据采集， 分析统计样本数不足， 技术水平有 限， 难免有错误之处， 尚有待进 步研究、 完善。 A 水化产物和聚合物膜形成的复合胶凝相， 在有应力时起到架 桥作用， 有效吸收和传递能量， 从而抑制裂缝形成和扩展。砂 浆硬化产物表面都布满了细致均匀的花纹状晶须物质，形成 了毛细管状的细小空隙，结晶较完整，结晶物之间无较大空 腔， 结构比较致密。 从 1 号和2 号配方的S E M微观形貌可以看出， 砂浆的硬 化产物表面布满了细微均匀的晶须， 而且 r 号结晶更完整， 晶 须分布更均匀。3 号晶须分布较均匀， 但晶须相对较粗壮， 整 体结 构较1 号差些。 这主要是因为纤维素醚 和胶粉建缓了 胶 凝材料的水化2 - 3 1 ， 使晶须的生长速度放缓的缘故。 从 1 号和3 号配方的S E M微观形貌可以看出， 胶凝材料 的水化更完全， 2 号较差一些。这主要是由于镁渣活性系数 低， 粉煤灰碱性系数小， 镁渣与粉煤灰复合料的活性系数和碱 性系数可处在较为合理的水平上， 镁渣和粉煤灰相互促进、 互 为补充， 镁渣水解产生的C a ( O H ) 是粉煤灰水化反应的活化 剂和物质来源。C a ( O H ) 增加了浆液中O H 一 和C a 2 + 离子的浓 度， 粉煤灰颗粒受浆液中O H 离子的作用， 表面电离出S i 0 2 一 和A l O 离子； S i 0 4 4 - 和A I O 离子进一步与浆液中的C a 2 + 反应， 生成水化硅酸钙和水化铝酸钙。粉煤灰消耗了浆液中的C a 2 离子， 反过来加速和诱导了镁渣的水解反应。 这也解释了1 号 和3 号配方的强度较2 号砂浆高的原因。 4 结论与建议 ( 1 ) 采用有机一 无机复合砂浆稠化粉配制的普通干混砂浆 密度较小， 保水性好， 拌合物不泌水， 工作性好， 粘接强度大幅 度提高。 其中以镁渣粉为载体的稠化粉各项性能最好， 单独使 用镁渣粉配制普通干混砂浆成本最低。 ( 2 ) 未掺加稠化粉的试样内部结构凌乱， 晶体间空隙较大， 且分布不均匀； 掺稠化粉的试样在结晶物之间布满大量均匀 的花纹状晶须， 形成了类似于蜂巢状的网状结构。 进一步验证 了镁渣和粉煤灰相互促进、 互为补充的作用。 经实践， 1 号稠化粉性能好、 成本较低， 值得推广使用。 建 议各科研生产单位不要盲目 追求高保水率，普通干混砂浆保 水率不宜超过9 5 。 参考文献 ： 【 1 于利刚 ， 黄宏伟 ， 侯兰辉 ， 等 新型干拌砂浆稠化粉 的研 究 J 混凝 土， 2 0 0 9( 1 2 ) ： 9 5 9 7 【 2 】 乔渊， 李运北 可再分散聚合物乳胶粉对水泥砂浆微结构性能作 用的研翘J 】 新型建筑材料， 2 0 0 6 ( 7 ) ： 4 - 8 3 】 刘志勇 聚合物水泥基材料研究综述 J 】 新型建筑材料， 2 0 0 0 ( 1 ) ： 2 6 2 8 A N E W BUI L DI NG MAT E RI AL S 1 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m