预制构件用座浆料性能评价方法研究.pdf

第 51 卷 2023 年 第 2 期广州建筑 GUANGZHOU ARCHITECTUREVol.51 No.2，2023预制构件用座浆料性能评价方法研究预制构件用座浆料性能评价方法研究戚玉亮1,2,4，房营光3，杨医博3，黄柯柯1,2,4，谷任国3（1.广州建筑产业研究院有限公司，广州 510440）（2.广州建筑股份有限公司，广州 510030）（3.华南理工大学，广州 510641）（4.广州市建筑集团有限公司，广州 510030）摘摘要要：座浆料是装配式混凝土结构中必需的特种砂浆，但其目前没有国家相关标准，对工程质量控制造成隐患，急需规范其性能。在对多个座浆料企业标准进行分析的基础上，根据座浆料的生产和使用特点，并通过工作性能实验方法对比研究，提出座浆料的性能评价应采用灌浆料的评价方法，并提出了座浆料的分类方法以及流动度、抗压强度和竖向膨胀率的性能指标要求，为座浆料相关标准的编制提供依据。关键词关键词：座浆料；评价方法；性能指标；工作性能；标准中图分类号中图分类号：TU528文献标识码文献标识码：A文章编号文章编号：1671-2439(2023)02-037-04作者简介作者简介：戚玉亮（1981），男，博士研究生，高级工程师，主要从事岩土方面的研究，E-mail：。StudyonthePerformanceEvaluationMethodofJointMortarforPrecastConcreteComponentQIYu-liang1,2,4，FANG Ying-guang3，YANG Yi-bo3，HUANG Ke-ke1,2,4，GU Ren-guo3（1.Guangzhou Research Institute of Construction Industry Co.,Ltd.,Guangzhou 510440）（2.Guangzhou Construction Co.,Ltd.,Guangzhou 510030）（3.South China University of Technology，Guangzhou 510641）（4.Guangzhou Municipal Construction Group Co.,Ltd.,Guangzhou 510030）Abstract：The Joint Mortar is the special mortar necessary in the precast concrete structure,but it does not have the relevant national standards atpresent.This causes the hidden trouble to the project quality control,urgently needs the specification its performance.Based on the analysis of thestandards of several enterprises,according to the production and use characteristics of Joint Mortar and through the comparative study of workingperformance experimental methods,it is proposed that the evaluation method of grouting material should be used for the performance evaluation ofJoint Mortar,and the classification method of Joint Mortar and the performance index requirements of fluidity,compressive strength and verticalexpansionrateareputforward,soastoprovideabasisforthepreparationofrelevantstandardsofJointMortar.Keywords:JointMortar;evaluationmethods;performanceindicators;workingperformance;standard0 引言引言装配式建筑具有预制构件质量便于控制、建造周期短、投资回收快等优点1。由于其生产、加工、建造、安装等方面的诸多优势，装配式建筑将是建筑领域面对碳中和任务的关键节点2。在装配式混凝土结构中，预制混凝土构件的连接大多采用灌浆套筒连接3-5，其有 JG/T 398-2019钢筋连接用灌浆套筒、JG/T 408-2019钢筋连接用套筒灌浆料、JGJ 355-2015钢筋套筒灌浆连接应用技术规程等标准规范，也有大量套筒灌浆料的研究成果6。座浆料是与灌浆套筒配套使用的、用于构件接缝处处理的特种砂浆，座浆料的常用方法分为两种：（1）座浆法。即在构件就位前设置座浆层，构件吊装到位后，座浆料饱满填充于被连接构件之间，浆料对构件底部分仓、封仓，最后再对套筒内灌浆；（2）连通腔灌浆法。即在构件就位后，通过座筒内部构成一个连通的空间，在后期灌浆中，实现基金项目基金项目：广州市建筑集团有限公司装配式建筑专项资金项目广州市建筑集团有限公司装配式建筑专项资金项目（2019-KJ033，2019-KJ019，2019-KJ010，2019-KJ018）-37-37-广州建筑GUANGZHOU ARCHITECTURE2023 年 第 2 期对构件连接处和套筒内的同时灌浆，使得预制构件之间可以紧密地连接为一个整体，如图 1 所示。（a）连通腔灌浆法(分仓)（b）连通腔灌浆法(封仓)图图 1 座浆施工座浆施工由上述施工过程可见，座浆料的质量对于装配式混凝土结构非常重要。若座浆料质量不好，极易造成座浆层开裂、灌浆料漏浆等问题，导致构件安装返工和灌浆材料浪费。但国内对于座浆料的研究较少，没有相关国家和行业标准，只有一些座浆料厂家的企业标准。但各企业标准所用试验方法和性能指标不尽相同，对工程质量控制造成很大隐患。由此可见，座浆料的标准化研究已经严重落后于行业发展，制约了装配式建筑的发展，急需对其进行标准化研究。本文通过对现有座浆料企业标准的分析，从座浆料实际生产和使用特点出发，通过对比试验，提出建议的座浆料性能评价方法，为座浆料相关标准的编制提供依据。1 座浆料企业标准汇总分析座浆料企业标准汇总分析从国家企业标准平台上收集了 12 个座浆料企业标准，对其性能汇总7-19，见表 1。表表 1 企业座浆料标准汇总企业座浆料标准汇总企业名称标准号发布时间流动度/mm下垂度/mm稠度/mm膨胀率/%抗压强度/MPa1d3d28d北京汇丰鸿信科技有限公司Q/CPHFJ0001-201620160.00-0.4254050河北中乾顺业新材料科技有限公司Q/130928 ZQSY001-201620160.00-0.4254050南京天亚新材料有限公司Q/320125 NJTY01-2017201750-700.02-0.5203045北京市建筑工程研究院有限责任公司Q/HDJZG016-20172017130-2000.02-0.5356085武汉合创矩盛科技有限公司Q/WHCJS005-201820180.02-0.52545北京益恒砂浆有限公司Q/YHRH001-2018201860-900.00-0.3153050辽宁鑫盛煜科技有限公司Q/LXSY005-201820180.02-0.52545中建材中岩科技有限公司Q/CYZY0007-20182018130-17020.00-0.4254050北京思达建茂科技发展有限公司Q/CPJMJ0011-20182018130-17020.00-0.4254050西卡（中国）有限公司Q/320500 SIKA24-20192019130-2000.02-0.5406080南京巨廉建材有限公司Q/320113NJJL001-201920190.02-0.22555上海恒福科技发展有限公司Q31/0117001014C0022019130-2200.02-0.53560由表 1，目前座浆料的性能指标包括以下三类：（1）浆体工作性：主要测试座浆料在可塑性、粘性等工作性能，以保证座浆料可方便填充于结构缝隙中，同时具有较高稳定性，能够在施工过程中保持座浆料浆体的位置，不会在重力、振动等作用下发生变形。具体试验方法有：流动度试验、下垂-38-38-戚玉亮等：预制构件用座浆料性能评价方法研究度试验、稠度试验。其中采用了流动度的有 5 个企业标准，采用下垂度的有 2 个，采用稠度的有 2 个。（2）膨胀性：采用竖向膨胀率试验，由于座浆料需要填充于构件之间，为保证其密封性和粘结良好，不产生缝隙，需要有一定的膨胀性。（3）强度：均为抗压强度，通过抗压强度试验进行测定。测试方法大部分采用 GB/T 17671-1999水泥胶砂强度检测方法中的规定，仅有一家厂家选用了 JGJ/T 70-2009建筑砂浆基本性能试验方法标准的实验方法；龄期采用 1d、3d、28d 中的两项或者三项。从试验方法上看，上述座浆料企业标准中性能指标主要可以分为三个体系：（1）灌浆料体系：流动度、膨胀率和抗压强度中的 GB/T 17671-1999 水泥胶砂强度检测方法规定方法均属于灌浆料体系所采用的试验方法；（2）建筑砂浆体系：稠度以及抗压强度中的 JGJ/T 70-2009 建筑砂浆基本性能试验方法标准规定试验方法均属于建筑砂浆体系；（3）其他：下垂度属于建筑密封材料的试验方法，依据 GB/T 13477.6-2002 建筑密封材料试验方法。2 座浆料性能评价方法建议座浆料性能评价方法建议2.1试验方法选择与指标初选试验方法选择与指标初选由于座浆料一般是与灌浆料配套研究与生产，其生产厂家通常是灌浆料的生产厂家，因此座浆料的试验方法应尽量采用灌浆料体系中的方法，以此减少在试验设备与人员上的投入、简化生产与研究流程。当前灌浆料标准钢筋连接用套筒灌浆料（JG/T 408-2019）中，对应的性能指标为：流动度、抗压强度、竖向膨胀率。可以以其为基础选择座浆料的实验方法和实验指标。对于座浆料工作性，采用流动度的厂家较多，其次为下垂度以及稠度。其中流动度试验较为简单，可立即得出结果，也是灌浆料的实验方法，因此适合用于座浆料的工作性能检测，但其具体的指标需要进一步确定，先取最大范围为初选值。下垂度试验，可以从直观上表现浆体的粘性以及变形能力，但是由于该试验方法较少应用于砂浆等材料，一般厂家和工地实验室没有实验条件，因此不选择其作为座浆料实验方法，但可将其与流动度进行对比实验，确定流动度的适宜范围。稠度试验与流动度试验相比，都是对浆体的流动能力与可塑性进行测试，有一定重合，并且稠度试验不属于灌浆料试验体系，因而不选用稠度试验。抗压强度方面，也应优先采用灌浆料体系中的试验方法，依据 GB/T 17671-1999水泥胶砂强度检测方法，成型 160mm40mm40mm 的试块进行试验，龄期方面采用 1d、3d、28d，这与大多数厂商的选择也是一致的。从 28d 强度看，现有企业标准中可分为两类，一类是较低强度的，28d 强度为 45 或 50MPa，个别为 55MPa；另外一类是较高强度的，3d 强度为60MPa，28d 强度为 80 或 85MPa。考虑到实际工程中预制混凝土构件存在不同等级，故按抗压强度分为普通型和高强型两种。其强度取值见表 2。膨胀率试验方法均与灌浆料一致，但具体数值有差异。考虑到座浆料的膨胀性主要是为了不产生裂隙，不收缩即可，故最低值取 0；最高值取各企业的中间值，即 0.40%。将各项指标综合，初步拟定座浆料性能指标，见表 2。表表 2 浆料初步浆料初步拟定拟定性能指标性能指标种类流动度/mm下垂度/mm抗压强度/MPa竖向膨胀率/%1d3d28d普通型130220225405000.40高强型3560802.2工作性能实验方法对比研究工作性能实验方法对比研究进行不同座浆料的流动度和下垂度对比实验，选择适宜的流动度指标。选用三组座浆料进行实验，按照规范进行下垂度20和流动度21试验，试验过程照片见图 2，试验结果见表 3。（a）下垂度试验(b)流动度试验图图 2 座浆料工作性能实验照片座浆料工作性能实验照片由表 3 可见，在进行下垂度实验的过程中，各组的浆体均没有下垂，浆体均能较好地黏附于模具上，下垂度实验结果并不能直观地反映各组座浆料-39-39-广州建筑GUANGZHOU ARCHITECTURE2023 年 第 2 期在粘性与可塑性上的差异，也就不能很好地达到对座浆料性能进行检测的目的。表表 3 座浆料工作性能实验结果座浆料工作性能实验结果编号下垂度试验初始跳桌流动度跳 25 次后流动度/mm1挂壁好，几乎无下垂无流动1702挂壁好，几乎无下垂无流动2003挂壁好，几乎无下垂无流动173对于流动度指标，三组试验结果分布在170mm200mm 之间。在实验中，对搅拌后的座浆料进行了手感测试，根据各浆体的可塑性和流动性，认为可将范围向两边各扩大 20mm，选择流动度150mm220mm 作为座浆料流动度指标，这一指标略小于现有企业标准范围。在实际使用过程中，可根据不同的工况对流动度进行调整。同时由于座浆料需要填充于构件之中，要求其在塑形后能够保持自身形态的稳定，在试模提起后浆体应不发生流动。根据上述结果，确定座浆料建议性能指标，见表 4。表表 4 座浆料建议性能指标座浆料建议性能指标种类流动度/mm抗压强度/MPa竖向膨胀率/%初始跳 25次后1d3d28d普通型不流动15022025405000.40高强型3560803 结论结论（1）考虑座浆料和灌浆料通常为同一生产厂家，为方便座浆料的生产和使用，座浆料性能评价应采用灌浆料的评价方法。（2）为适应不同强度等级的预制混凝土构件需要，根据 1d、3d 和 28d 抗压强度将座浆料分为普通型和高强型两类。（3）下垂度方法不能很好地区分座浆料在性能上的差异，同时操作较为复杂。座浆料的工作性能评价应采用流动度方法，并以初始流动度和跳桌流动度两个指标进行评价。（4）通过对座浆料相关企业标准的分析以及工作性能实验对比，得到了座浆料的建议性能指标，为座浆料相关标准的编制奠定了基础。参考文献参考文献1 郑永峰.GDPS 灌浆套筒钢筋连接技术研究D.东南大学,2016.2 宋晔皓,褚英男,何逸.碳中和导向的装配式建筑整体设计关键要素研究J.世界建筑,2021(07):8-13+128.3 李振东,黄鑫,孟丹等.新型套筒灌浆连接技术研究进展J.山西建筑,2021,47(21):92-95.4 黄石明,祝雯,纪秋桂,卢德辉,张艳丽.装配式混凝土结构构件连接技术探讨J.广州建筑,2020,48(06):16-19.5 纪方,王兴云.装配式建筑剪力墙注浆施工工艺试验研究J.工程建设与设计,2019(01):244-245+248.6 祝雯,黄石明,高梓贤.装配式混凝土结构钢筋套筒灌浆料的研究现状及发展趋势J.广州建筑,2017,45(03):22-26.7 Q/CPJMJ 0011-2015.座浆料S.北京:北京思达建茂科技发展有限公司,2015.8 Q/CPHFJ 0001-2016.座浆料S.北京:北京汇丰鸿信科技有限公司,2016.9 Q/130928 ZQSY 001-2016.座浆料S.沧州:河北中乾顺业新材料科技有限公司,2016.10 Q/320125 NJTY 01-2017.座浆料S.南京:南京天亚新材料有限公司,2017.11 Q/HDJZG 016-2017.高性能座浆料S.北京:北京市建筑工程研究院有限责任公司,2017.12 Q/WHCJS 005-2018.封仓座浆料S.武汉:武汉合创炬盛科技有限公司,2018.13 Q/YHRH 001-2018.益恒高强座浆料S.北京:北京益恒砂浆有限公司,2018.14 Q/LXSY 005-2018.封仓座浆料S.沈阳.辽宁鑫盛煜科技有限公司,2018.15 Q/CYZY0007-2018.座浆料S.武汉:中建材中岩科技有限公司,2018.16 Q/CPJMJ 0011-2018.座浆料S.北京:北京思达建茂科技发展有限公司,2018.17 Q/320500 SIKA24-2019.高性能座浆料S.苏州:西卡（中国）有限公司,2019.18 Q/320113NJJL 001-2019.座浆料S.南京:南京巨廉建材有限公司,2019.19 Q31/0117001014C002.座浆料S.上海:上海恒福科技发展有限公司,2018.20 GB/T 13477.6-2002.建筑密封材料试验方法S.北京:中国标准出版社,2002.21 GB/T 2419-2005.水泥胶砂流动度测定方法S.北京:中国标准出版社,2005.22 GB/T 17671-1999.水泥胶砂强度检测方法S北京:中国标准出版社,1999.-40-40-