1 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

水泥基灌漿材料具有流動(dòng)度大、早期強(qiáng)度高、早期及硬化后微膨脹等特點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于地腳螺栓錨固、鋼結(jié)構(gòu)柱腳底板、設(shè)備基礎(chǔ)、混凝土結(jié)構(gòu)加固改造及后張法預(yù)應(yīng)力混凝土孔道灌漿等工程。JC/T 986—2005《水泥基灌漿材料》中規(guī)定其流動(dòng)度初始值≥260 mm，30min保留值≥230mm。隨著材料科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，GB/T 50448—2008《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》將灌漿料分為4個(gè)類別，對(duì)流動(dòng)度等指標(biāo)規(guī)定了更高的要求[1]，見表 1。

表1 水泥基灌漿材料流動(dòng)度指標(biāo)

本文對(duì)灌漿料流動(dòng)度初始值及30min保留值進(jìn)行正交試驗(yàn)研究，為配制符合GB/T 50448-2008中Ⅱ類高流動(dòng)度水泥基灌漿材料提供一種方法。

2 試驗(yàn)概況

2.1 試驗(yàn)原材料

普通硅酸鹽水泥：天津振興水泥廠生產(chǎn)的P·O42.5低堿水泥?？煊擦蜾X酸鹽水泥(R·SAC)：唐山北極熊建材，42.5級(jí)。UEA：天津豹鳴股份有限公司生產(chǎn)的低堿膨脹劑。粉煤灰：天津北疆電廠，F(xiàn)類Ⅰ級(jí)，性能見表2。硅粉：上海天愷硅粉材料有限公司，天愷900硅粉，性能見表3。萘系高效減水劑：天津市飛龍混凝土外加劑有限公司生產(chǎn)葡萄糖酸鈉，市售工業(yè)純。可再分散乳膠粉：某品牌用于增強(qiáng)體系流平性能的乳膠粉。砂：綏中產(chǎn)天然河砂，細(xì)度模數(shù)2.8。水：天津市普通自來水。

表2 粉煤灰的性能指標(biāo) %

表3 硅粉的性能指標(biāo)

2.2 試驗(yàn)檢測(cè)方法

流動(dòng)度、強(qiáng)度檢測(cè)方法按GB/T 50448—2008附錄A.0.2、A.0.4分別進(jìn)行。泌水率按GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中5.1節(jié)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

2.3 試驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)

水泥基灌漿料作為固、液混合體，其流動(dòng)性即分散體系為克服內(nèi)阻力而產(chǎn)生變形的性能，取決于固液相比率。液相所占比例增大，可以擴(kuò)大分散體系內(nèi)固體粒子間的平均距離，即可提高體系流動(dòng)度[3]。高效減水劑的加入，在水泥顆粒間產(chǎn)生空間位阻作用[4]，使水泥顆粒不再聚集。同時(shí)，其在水泥顆粒表面的吸附，改變了粒子的ζ-電位[5]，大幅降低水泥漿體的內(nèi)聚力，提高了混合相的流動(dòng)性。因此水泥基灌漿料的流動(dòng)度在固液相一定的條件下，取決于液相體系的流動(dòng)度。

本試驗(yàn)是通過正交試驗(yàn)法分析萘系高效減水劑、葡萄糖酸鈉緩凝劑、可再分散乳膠粉對(duì)水泥基灌漿材料初始流動(dòng)度、30min流動(dòng)度保留值的影響程度并獲得最佳配合比。為區(qū)分試驗(yàn)中由于試驗(yàn)條件改變及試驗(yàn)誤差試引起的數(shù)據(jù)波動(dòng)以及為精確估計(jì)各因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響大小，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果采取極差分析和方差分析[2]。采用L9(34)正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素水平見表4，配合比設(shè)計(jì)見表5。

表4 正交試驗(yàn)因素水平

表5 正交方案及配合比設(shè)計(jì)

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

本試驗(yàn)配合比是根據(jù)據(jù)一系列試驗(yàn)調(diào)整所確定的。每千克試樣用水150 g，是為保證水灰比以及方便在實(shí)際施工過程中的計(jì)量，見表6。

表6 水泥基灌漿料試驗(yàn)數(shù)據(jù)

3.1 流動(dòng)度初始值分析

3.1.1 極差分析

根據(jù)表7可知，影響流動(dòng)度初始值的因素為萘系高效減水劑＞葡萄糖酸鈉緩凝劑＞可再分散乳膠粉。最好試驗(yàn)條件為A3B3C1組合。

表7 各因素對(duì)初始流動(dòng)度影響的極差分析

3.1.2 方差分析

依據(jù)表8可知，在顯著性水平α=0.05的情況下，萘系高效減水劑及葡萄糖酸鈉是顯著性因子，可再分散乳膠粉為非顯著性因子。在顯著性水平α=0.01時(shí)，減水劑依然是顯著性因子。可在分散乳膠粉對(duì)初始流動(dòng)度基本上沒有貢獻(xiàn)。各因素對(duì)流動(dòng)度初始值的貢獻(xiàn)率高效減水劑＞葡萄糖酸鈉。

表8 各因素對(duì)初始流動(dòng)度影響的方差分析

3.2 流動(dòng)度30m in保留值分析

3.2.1 極差分析

根據(jù)表9可知，影響流動(dòng)度初始值的因素為萘系高效減水劑＞葡萄糖酸鈉緩凝劑＞可再分散乳膠粉。最好試驗(yàn)條件為A3B3C1組合。

表9 各因素對(duì)流動(dòng)度30m in保留值影響的極差分析

3.2.2 方差分析

依據(jù)表10中數(shù)據(jù)可知，在顯著性水平α=0.5及α=0.025的情況下，萘系高效減水劑及葡萄糖酸鈉是顯著性因子，可再分散乳膠粉為非顯著性因子。在顯著性水平α=0.01的情況下，減水劑依然是顯著性因子。因此高效減水劑、葡萄糖酸鈉是影響流動(dòng)度30min保留值的顯著因素，各因素貢獻(xiàn)率高效減水劑＞葡萄糖酸鈉。

表10 各因素對(duì)30m in流動(dòng)度保留值影響的方差分析

通過正交試驗(yàn)的泌水率可知，高效減水劑1.4%摻入量已經(jīng)超過最佳摻入量，所以導(dǎo)致Y8試驗(yàn)出現(xiàn)泌水。由于可在分散乳膠粉摻入比例的提高，其保水性能得到體現(xiàn)，Y7、Y9試驗(yàn)并未出現(xiàn)泌水現(xiàn)象?？梢源_認(rèn)本試驗(yàn)中，膠粉的加入雖不能夠提高流動(dòng)度，但對(duì)控制泌水有積極作用，所以在考察控制泌水時(shí)，可取C2水平，不取極差分析中的C1水平。膠粉摻入比例的提高，會(huì)降低試樣的各齡期抗壓強(qiáng)度，但通過表6考察流動(dòng)度最佳組合A3B3的1、3、28 d強(qiáng)度，能夠滿足規(guī)范要求。

綜上所述，滿足GB/T 50448—2008中Ⅱ類灌漿料要求的高流動(dòng)度、高強(qiáng)度要求的最佳組合為A3B3C2。

4 結(jié)論

1）滿足高流動(dòng)度、高強(qiáng)度的最佳正交組合為A3B3C2。高效減水劑和緩凝劑是影響水泥基灌漿料流動(dòng)度的顯著因素且在流動(dòng)度各階段，高效減水劑的貢獻(xiàn)率大于緩凝劑的貢獻(xiàn)率。

2）用于增強(qiáng)體系流平性能的乳膠粉并不是本試驗(yàn)中影響流動(dòng)度的顯著因素，但其可用于控制體系泌水率。

3）膠粉的加入會(huì)降低試樣各齡期的抗壓強(qiáng)度并且隨著摻入比例的提高，抗壓強(qiáng)度降低較明顯，所以應(yīng)嚴(yán)格控制用量。

[1]GB/T 50448—2008，水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范［S］.

[2]陳 魁.試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析［M］.北京：清華大學(xué)出版社,1996.

[3]黃大能，沈 威.新拌混凝土的結(jié)構(gòu)和流變特征［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社,1983.

[4]陸加越，劉加平，尚 燕，等.聚羧酸系超塑化劑對(duì)水泥凈漿性能的影響［J］.混凝土,2009,（2）：67-68.

[5]王恒昌，房滿滿，陳春泉，等.萘系與聚羧酸系減水劑對(duì)水泥基材料性能的影響［J］.混凝土,2009,（3）：66-69.