文章采用硫鋁酸鹽水泥－硅酸鹽水泥－石膏三元復(fù)合體系配制可用于裝配式結(jié)構(gòu)的新型套筒灌漿料，分別對(duì)灌漿料的抗壓強(qiáng)度、流動(dòng)度以及豎向膨脹率等物理性能進(jìn)行了研究，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，推薦的三元復(fù)合體系配合比參數(shù)為：普通硅酸鹽水泥宜控制在15%以內(nèi)，石膏7.5%以內(nèi)，膠砂比1∶1。

1.1 試驗(yàn)原材料

1.1.1 水泥。本文所采用的普通硅酸鹽水泥為52.5R級(jí)，硫鋁酸鹽水泥為42.5R級(jí)，水泥的性能見表1。

1.1.2 石膏。采用石膏為西安飛躍石膏廠生產(chǎn)，硫酸鈣含量≥90%，其基本性能見表2。

1.1.3 細(xì)集料。本文所用細(xì)集料為渭河普通河砂，其基本性能包括堆積密度、表觀密度、空隙率等均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，最大粒徑不超過2.36 mm，其物理性能見表3。

1.1.4 減水劑。本文所用減水劑為上海產(chǎn)聚羧酸高效減水劑，白色粉末狀，其性能指標(biāo)如表4所示。

1.1.5 拌和用水。試驗(yàn)所用拌和水的質(zhì)量對(duì)灌漿料會(huì)產(chǎn)生很大的影響，所用水的數(shù)量也在一定程度上會(huì)對(duì)流動(dòng)度、強(qiáng)度產(chǎn)生影響，同時(shí)水中不能有雜質(zhì)，不然會(huì)在鋼筋表面形成污漬，所以要使用滿足要求的拌和用水。本文所采用的拌和水為普通自來水，達(dá)到了飲用水的標(biāo)準(zhǔn)要求，可用于拌制灌漿料。

1.2 試驗(yàn)方法

根據(jù)我國的標(biāo)準(zhǔn)要求，套筒灌漿料的技術(shù)性能要求見表5。

1.2.1 抗壓強(qiáng)度。套筒灌漿料的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)所采用的試件尺寸為40 mm×40 mm×160 mm，按照我國《水泥膠砂強(qiáng)度檢測(cè)方法（ISO法）》（GB/T 17671—2021）[8]中有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。根據(jù)本試驗(yàn)材料的特性，在室溫為20 ℃的條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)4 h左右進(jìn)行拆模，然后放入標(biāo)養(yǎng)室進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，根據(jù)齡期測(cè)定1 d、3 d、28 d的抗壓強(qiáng)度。

1.2.2 流動(dòng)度。根據(jù)《水泥膠砂流動(dòng)度測(cè)試方法》（GB/T2419—2005）[9]的要求進(jìn)行流動(dòng)度試驗(yàn)，本試驗(yàn)采用截錐圓模，規(guī)格為下口內(nèi)徑100±0.5 mm，上口內(nèi)徑70±0.5 mm，高60±0.5 mm，滿足相應(yīng)的規(guī)范要求。試驗(yàn)的具體步驟如下。

（1）先用濕的沫布對(duì)攪拌鍋、玻璃板及圓模進(jìn)行濕潤，要求不得有明水，然后把500 mm×500 mm的放置于試驗(yàn)室的水平臺(tái)面上，將圓模放于玻璃板的中間，保持室溫，并用濕沫布覆蓋試驗(yàn)設(shè)備。

（2）將配制好的灌漿料倒入攪拌鍋中，先倒入水泥材料再倒入砂，最后再加水。開啟攪拌機(jī)，先低速攪拌3 min，然后再高速攪拌3 min，保證漿體的均勻性。

（3）將攪拌好的灌漿料漿體倒入圓模內(nèi)，要保證漿體與圓模的上口要平，多余的漿體可以用小刀抹平，然后再慢慢的提起圓模，讓灌漿料在自由的情況下流動(dòng)，直至停止?fàn)顟B(tài)。

（4）用鋼尺測(cè)量兩次相互垂直方向直徑，并計(jì)算平均值，以此作為流動(dòng)度的初始流動(dòng)度。

（5）將玻璃板上的灌漿料漿體迅速的倒入攪拌鍋中，同時(shí)用濕抹布蓋好，以防水份的蒸發(fā)，等到了27 min左右，再按照的（1）、（4）步驟測(cè)試一次流動(dòng)度，以此作為灌漿料的流動(dòng)度30 min保留值。

1.2.3 豎向膨脹率。根據(jù)《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB 50119—2013）[10]中的相關(guān)條文及相關(guān)要求，豎向膨脹率的具體試驗(yàn)步驟如下。

（1）先將140 mm×80 mm×5 mm的玻璃板平放在試模中間位置，用手壓住玻璃板，待灌漿料攪拌均勻后立即進(jìn)行裝柜，從一側(cè)慢慢的倒入試模，保證灌漿料飽滿，直到兩側(cè)的漿體流出來為止。

（2）對(duì)抹布進(jìn)行潤濕，擠出水分，不能有明水，然后覆蓋玻璃板兩側(cè)的灌漿料漿體。

（3）把百分表安裝到支架上，百分表測(cè)頭對(duì)準(zhǔn)玻璃板的中部位置，保證安裝牢靠，然后在30 s以內(nèi)讀取相關(guān)的初始數(shù)據(jù)h0。

（4）從加水拌和時(shí)開始記時(shí)，并分別在3 h和24 h讀取百分表上的讀數(shù)ht，灌漿料的養(yǎng)護(hù)溫度要在20±2 ℃范圍內(nèi)，在測(cè)試過程中不能有振動(dòng)。

1.2.4 試驗(yàn)配合比。根據(jù)實(shí)際，套筒灌漿料必須具有較好的流動(dòng)性，較高的抗壓強(qiáng)度及微膨脹等性能，為了達(dá)到這些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可以選用高效減水劑來降低水膠比，同時(shí)降低用水量，本文采用固定水膠比0.3，減水劑摻量0.8%，膠砂比1∶1，試驗(yàn)配合比見表6。

2.1 強(qiáng)度結(jié)果與分析

根據(jù)以上試驗(yàn)方法及配合比，進(jìn)行了1 d、3 d、28 d抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，研究了OPC摻量及石膏摻量對(duì)灌漿料抗壓強(qiáng)度的影響，具體結(jié)果分別如圖1及圖2所示。

由圖1可以看出，配制的灌漿料的抗壓強(qiáng)度與齡期密切相關(guān)，隨齡期的增長而增大，而隨著OPC摻量的增加，灌漿料的1 d、3 d及28 d抗壓強(qiáng)度規(guī)律一致，均是先增大后減小，而OPC的最佳摻量為15%。原因分析可能是在此三元體系中，OPC水泥礦物中的C3S與SAC水泥中的C4A3S礦物相具有相互促凝的作用，在一定程度上會(huì)達(dá)到促凝的目的，加快漿體的凝結(jié)。同時(shí)可以看出，該混合體系的強(qiáng)度與OPC和SAC水泥的配合比例有非常大的關(guān)系，以本文試驗(yàn)結(jié)果來看，該三元復(fù)合體系中OPC的最優(yōu)摻量為15%，從圖中也可以看出，OPC摻量為15%時(shí)，各齡期的強(qiáng)度最高。

由圖2可以看出，石膏摻量下的強(qiáng)度規(guī)律與OPC摻量下的規(guī)律基本一致，也是隨著石膏摻量的增加灌漿料的強(qiáng)度呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，同時(shí)也可以看出，石膏的加入在一定程度上提高了漿體的抗壓強(qiáng)度，也說明石膏對(duì)C4A3S水化具有促進(jìn)作用。

2.2 流動(dòng)度結(jié)果分析

根據(jù)以上試驗(yàn)方法及配合比，進(jìn)行了流動(dòng)度試驗(yàn)，研究了OPC摻量及石膏摻量對(duì)灌漿料流動(dòng)度的影響，具體結(jié)果分別如圖3及圖4所示。

從整體來看，灌漿料的流動(dòng)性隨著OPC的增加而減小，而隨著石膏摻量的增加而增加，同時(shí)，加入OPC后的漿體的流動(dòng)度變化不大，這主要是因?yàn)镺PC與SAC兩種粉體的需水量差別不大。我們知道，在三元體系中，OPC-SAC-CS可能會(huì)發(fā)生瞬凝的現(xiàn)象，但本文的配合比下并未發(fā)生，但是還是在一定程度上影響了漿體的流動(dòng)性。從圖3中可以看出，當(dāng)OPC摻量為10%～20%時(shí)，灌漿料的30 min流動(dòng)度的保留值也在降低，這說明加入OPC會(huì)使?jié){體的流動(dòng)性變差。由圖4可知，隨著石膏摻量的增加，漿體的初始的流動(dòng)度變化不太明顯，但其30 min的保留值會(huì)略有增加，這說明石膏在此起到了一定的緩凝的作用，抑制了水化強(qiáng)度，在一定程度上有利于其流動(dòng)性。

2.3 豎向膨脹率結(jié)果分析

根據(jù)以上試驗(yàn)方法及配合比，進(jìn)行了灌漿料的豎向膨脹率試驗(yàn)，研究了OPC摻量及石膏摻量對(duì)灌漿料豎向膨脹率的影響，具體結(jié)果分別如圖5及圖6所示。

由圖5可以看出，灌漿料的3 h及24 h膨脹率有不同的規(guī)律性，3 h的膨脹率隨著OPC的增加呈現(xiàn)先增大后減小的特性，而24 h的膨脹率的規(guī)律是逐漸減小，原因主要是當(dāng)OPC的摻量為15%時(shí)，達(dá)到了OPC和SAC的適宜配合摻量，這時(shí)的水化速度較快，而其豎向膨脹率也大，但當(dāng)OPC摻量增加時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較多的C-S-H凝膠，所以豎向膨脹率也開始減小。

由圖6可以看出，石膏的加入很大程度上加大了灌漿料的膨脹率，影響很明顯，3 h及24 h膨脹率逐漸增大，這主要是石膏的加入產(chǎn)生了新的鈣礬石，導(dǎo)致其體積增加，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生膨脹。

總之，在固定外加劑摻量、固定水膠比參數(shù)的情況下，因?yàn)槭嗟募尤霑?huì)生成新的成份，所以石膏對(duì)灌漿料的膨脹性能影響較大，普通硅酸鹽提供的是基礎(chǔ)的膠凝材料，所以其對(duì)灌漿料的強(qiáng)度影響較大，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，本文推薦的鋼筋套筒灌漿料的配合比如下，膠砂比為1∶1、OPC在此體系中的摻量宜控制在15%以內(nèi)，石膏摻量控制在7.5%以內(nèi)，根據(jù)規(guī)范要求，本文按照最優(yōu)配合比所得到的套筒灌漿料滿足要求。