水泥基灌浆材料在工程中的应用

第37卷第29期2011年10月

文章编号：1009-6825（2011）29-0107-02

SHANXI

山西

ARCHITECTURE

建筑

Vol．37No．29Oct．2011

·107·

水泥基灌浆材料在工程中的应用

陈

摘

晨

要：介绍了水泥基灌浆材料的性能，给出了其在植筋、增大截面加固、新建结构浇筑方面的应用，表明水泥基灌浆材料是一种非常优良的建筑材料，具有巨大的应用潜力。关键词：水泥基灌浆材料，性能，应用中图分类号：TU525

文献标识码：A

3d强度超过料的强度要求，灌浆料1d的强度最小为22MPa，

40MPa，完全可以满足一般工程要求。此外，针对地铁、飞机跑道

［2，3］等特殊抢修工程，研究人员还研制成功了抢修料，抢修料是在普通灌浆料的基础上，通过改变水泥品种和添加早强剂制成的，

1概述

水泥基灌浆材料简称灌浆料，是一种由水泥、集料（或不含集

料）、外加剂和矿物掺合料等原材料，经工业化生产的具有合理级分的干混料。加水拌合均匀后具有可灌注的流动性、微膨胀、高

［1］的早期和后期强度、不泌水等性能。灌浆料最早出现在二战中，由于具有早强、高强的特性，被用于修建防御工事，直到20世

其具有1h抗压强度超过30MPa的超早强特性，同时流动度和微

膨胀性能与普通灌浆料相同。

3）新建结构。目前，由于灌浆料的相关研究还远滞后于实际工程，因此，灌浆料在新建结构中的应用极少。尽管如此，已有一些成功的应用实例。赵群等在进行某体育馆的拱架基础及支座的浇筑时，发现构件配筋异常密集，如采用普通泵送混凝土或骨料粒径太大容易产生空洞，不能满足施工要求。自密实混凝土，鉴于此，经多方考量，决定采用灌浆料进行浇筑，后经实践证明效果非常理想。陈明留等在型钢混凝土组合结构施工中也遇到了类似问题，由于结构中型钢柱和型钢梁及钢筋混凝土柱梁钢筋相互穿插布置，加之梁柱型钢截面较大，导致钢筋与钢筋之间、型钢梁柱与钢筋之间空隙均较小，梁柱节点密集复杂，采取常规混凝土浇筑极为困难，施工质量难以保证。经过方案比选，最后采

很好地解决了上述困难。用灌浆料与混凝土相结合的浇筑方法，

除此以外，李延和等针对高层框架结构中节点混凝土的极差问

题及浇筑问题，提出用灌浆料浇筑框架节点区，经试验证明，得到

［6］

［5］

［4］

纪50年代，因为大型设备的安装需要，才被用于工业部门。现

在，灌浆料普遍用于机械设备的安装和工程结构的加固修补。

2灌浆料性能

目前，灌浆料在结构加固工程中已经引起越来越多的关注，究其原因，主要是灌浆料较传统加固材料（如环氧树脂、普通混凝土等）具有更优良的性能。灌浆料具有早强、高强、高流态与钢筋粘结强度高、耐久、耐高温、耐疲劳等特性，这些性能使灌浆料克施工、防火、耐久等方面的问题，成为一种服了传统材料在环保、非常优良的建筑材料。

3灌浆料在工程中的应用

如前所述，由于灌浆料具有的卓越性能，目前国际上灌浆料

的应用范围已经从之前的机械设备安装发展到现在的结构加固修补。我国也不例外，总结工程实例，比较典型的工程应用有：植

增大截面加固、新建结构。筋、其性能优于混凝土节点。利用灌浆料浇筑框架节点是可行的，

1）植筋。在结构加固工程中常常遇到钢筋要求植筋的问题，4结语如建筑物改变使用功能，增加梁、柱、墙时；构件加大截面补筋时；

灌浆料是一种非常优良的建筑材料，其具有早强、高强、高流

旧房改造加固墙体时等等。过去一般多用环氧树脂胶进行施工，

耐久、耐高温等特性，因此，具有巨大的应用潜力。但是，目前态、

施工后的各项性能虽能满足设计要求，但较灌浆料还是存在许多

由于灌浆料相关研究不够深入，将灌浆料大规模的应用于工程实

（1）。：a．；b．明显的不足见表主要有基层处理要求较高施工及使

践还不太现实。尽管如此，灌浆料已在一些特殊施工中成功应

；c．。，对环境有污染此外环氧树脂植筋在施工用温度范围较窄

用，如加固工程中的钢筋植筋、构件扩大截面以及个别新建工程

后焊接和价格方面与灌浆料也有很大差距。

灌浆料在这些方面都较传统中钢筋密集区的浇筑等。实践证明，

表1灌浆料与环氧树脂植筋对比

材料具有独特的优势。

性能施工温度/℃使用温度/℃基层处理加荷时间/d环境影响钢筋粘结力施工性能

灌浆料≥－10湿润1无污染好方便

环氧树脂≥10－40～70

表面平整，含水率不大于6%

7

有污染好复杂

－100～500

参考文献：［1］GB/T50448-2008，S］．水泥基灌浆材料应用技术规范［［2］仲朝明，J］．混孙跃生，仲晓林．CGM抢修料的研究及应用［

2004（11）：67-68．凝土，［3］陈［4］赵

磊，彭先，杨芝．超早强工程抢修灌浆料的研究与J］．混凝土外加剂及其应用技术，2004（9）：37-38．应用［

2）增大截面加固。加固工程中增大截面加固是一种常用的

方法，过去使用混凝土虽然能完成加固任务，但是由于混凝土强度增长比较慢，施工工期比较长，已经越来越不能满足人们的要求。实际工程要求在几天之内完成施工，不能对日常运营产生影1］响，鉴于此，灌浆料是一种非常理想的材料。根据文献［对灌浆

收稿日期：2011-06-01作者简介：陈

群，仲晓林，仲朝明．CGM灌浆料在北京理工大学体育

J］．混凝土，2004（9）：66-67．馆工程中的应用［

［5］陈明留，陈飞．大跨密筋钢骨梁灌浆料与混凝土浇筑结合

J］．施工技术，2005，34（7）：68-69．施工技术［［6］李延和，吴

A］．第元，杜吉坤．灌浆料夹心节点试验研究［

晨（1984-），女，助理实验师，南京化工职业技术学院，江苏南京210048

·108·

第37卷第29期2011年10月

SHANXI

山西

ARCHITECTURE

建筑

Vol．37No．29Oct．2011

文章编号：1009-6825（2011）29-0108-02

抗滑级配沥青混合料体积参数及性能对比试验

纪耀辉

摘

尤伟

13K（又称改进型AK-13A），Superpave-13，要：选用两种抗滑类型沥青混合料：AC-按照马歇尔沥青混合料设计方法设

13K型混合料的最佳级配和最佳沥青含量（为5．2%）；按照Superpave法成型试件得到Superpave-13的最佳计得出AC-级配和最佳沥青含量（5．1%），对两种沥青混合料分别在已确定的级配形式和最佳沥青含量的情况下制备马歇尔试件，

测定其主要参数，并进行了抗水损害试验和车辙试验，以了解两种沥青混合料的抗车辙性能和抗水损害性能。

关键词：沥青混合料，最佳级配，最佳沥青含量中图分类号：TU528．42

文献标识码：APbi=1．18+

0．982（VMA－VV）

。其中，Pbi为初始沥青含量，按混合

Gsb

0引言

近年来，随着我国国民经济持续、健康地发展，交通事业特别是高速公路建设得到了飞速发展。然而，高速公路在给人们出行由于其车速快，车流量大的特点，也提高了发生带来方便的同时，

交通事故的可能。造成交通事故的原因是多方面的，一般认为主要原因有行驶者安全意识差和路面状况运行条件不佳两方面。行驶者的安全意识可以通过强化教育加以提高，而改善路面运行条件最直接最有效的方法之一就是铺筑抗滑表层。据调查显示，高速公路上，构造深度和摩擦系数大（即抗滑性能好）的路段的事

［1］

故率要低于构造深度和摩擦系数小的路段。本文通过室内试

13K（又称改进验，研究了两种不同类型的沥青路面抗滑级配：AC-

%；VMA为压实混合料集料间歇率，13K与对于AC-料质量计，

AK-13A取14．5%；VV为压实混合料空隙率，可取设计空隙率4%；Gsb为混合料毛体积相对密度。计算可得：Pbi=5．1%。采用该沥青用量对每种级配至少制备3个合格的马歇尔试件，混合料的拌和温度为175℃，成型温度为155℃～160℃，且试件制备前应放入烘烤箱在压实温度保持2h进行短期老化。同时按真空法实测最大理论相对密度Gmm，采用表干法测定试件的毛体积相对密度Gmb。通过对各种级配的混合料进行马歇尔试验并对其体积

VFA，参数计算，结果见表1。按照最佳级配确定原则，即VMA，粉胶比，马歇尔稳定度与流值均符合设计要求，空隙率又接近4%设

计值的一种级配，被确定为最佳级配或设计集料级配。因此可13K，对于AC-选取级配2为最佳级配。知，

表1

级配类型级配1级配2级配3

初试沥青粉胶比

DP用量/%5．15．15．1

1．291．311．33

13A），Superpave-13。所进行的室内试验包括马歇尔试验、型AK-抗水损害试验、车辙试验。

1沥青混合料的设计

1）AC-13K级配的选择。根据筛分结果，13K配制三种对AC-

AC-13K最佳级配选择表

体积参数/%

VVVMAVFA5．24．33．7

15．414．614．1

66．070．473．5

稳定度

kN11．7412．1711．20

流值0．1mm26．428．730．4

√级配选择

1．1AC-13K沥青混合料的设计

级配方案，分别代表两种级配范围内的粗、中、细三种状况，其级配设计计算结果如图1所示。

[***********]0100

质量通过百分率/%

级配1级配2级配3

◆2）AC-13K最佳沥青用量的确定。根据已确定的设计集料级13K为级配2，5．1%，5．6%，6．0%的配，即AC-分别采用4．6%，

沥青用量，按照上述制件方法制备马歇尔试件，并实测最大理论VMA，相对密度。确定不同沥青含量压实混合料的体积参数：VV，VFA，粉胶比DP以及马歇尔稳定度与流值，见表2。绘制VV，VMA，VFA，DP，马歇尔稳定度与流值分别与沥青含量的关系曲线，在VV与Pb的关系曲线上，与设计空隙率4%对应的沥青含量，即

13K为5．2%。并在此沥青含量从其余为最佳沥青含量，对于AC-VFA，关系曲线上找出相应的VMA，粉胶比，马歇尔稳定度与流

［2］

值。并将这些数值与设计标准进行对照，可知所有特性值均符

2010：220-225．出版社，

0.0750.15◆0.30.6◆

1.18

◆

2.36

◆◆

4.75

9.5

◆13.2

筛孔尺寸/mm

图1AC-13K级配曲线图

对上述配制的级配，按下式计算混合料的初始沥青用量Pbi：C］．安阳：知识产权十七届全国现代结构工程技术交流会［

櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅

Theapplicationofcementitiousgroutingmaterialinengineering

CHENChen

Abstract：Thepropertiesofcementitiousgroutingmaterialisintroducted，theapplicationsaboutbondedrebarsandenlargemembersectioninreinforcementprojectsandpouringinnewly-builtstructurewithcementitiousgroutingmaterialarealsopresented．Theapplicationsofprojectsshowthatcementitiousgroutingmaterialisaveryexcellentbuildingmaterial，hasgreatpotentialapplication．Keywords：cementitiousgroutingmaterial，property，application

收稿日期：2011-06-09

男，硕士，助理工程师，交通运输部公路科学研究院北京新桥技术发展有限公司，北京作者简介：纪耀辉（1983-），

尤

16

100008

伟（1984-），男，硕士，助理工程师，交通运输部公路科学研究院北京新桥技术发展有限公司，北京100008

第37卷第29期2011年10月

文章编号：1009-6825（2011）29-0107-02

SHANXI

山西

ARCHITECTURE

建筑

Vol．37No．29Oct．2011

·107·

水泥基灌浆材料在工程中的应用

陈

摘

晨

要：介绍了水泥基灌浆材料的性能，给出了其在植筋、增大截面加固、新建结构浇筑方面的应用，表明水泥基灌浆材料是一种非常优良的建筑材料，具有巨大的应用潜力。关键词：水泥基灌浆材料，性能，应用中图分类号：TU525

文献标识码：A

3d强度超过料的强度要求，灌浆料1d的强度最小为22MPa，

40MPa，完全可以满足一般工程要求。此外，针对地铁、飞机跑道

［2，3］等特殊抢修工程，研究人员还研制成功了抢修料，抢修料是在普通灌浆料的基础上，通过改变水泥品种和添加早强剂制成的，

1概述

水泥基灌浆材料简称灌浆料，是一种由水泥、集料（或不含集

料）、外加剂和矿物掺合料等原材料，经工业化生产的具有合理级分的干混料。加水拌合均匀后具有可灌注的流动性、微膨胀、高

［1］的早期和后期强度、不泌水等性能。灌浆料最早出现在二战中，由于具有早强、高强的特性，被用于修建防御工事，直到20世

其具有1h抗压强度超过30MPa的超早强特性，同时流动度和微

膨胀性能与普通灌浆料相同。

3）新建结构。目前，由于灌浆料的相关研究还远滞后于实际工程，因此，灌浆料在新建结构中的应用极少。尽管如此，已有一些成功的应用实例。赵群等在进行某体育馆的拱架基础及支座的浇筑时，发现构件配筋异常密集，如采用普通泵送混凝土或骨料粒径太大容易产生空洞，不能满足施工要求。自密实混凝土，鉴于此，经多方考量，决定采用灌浆料进行浇筑，后经实践证明效果非常理想。陈明留等在型钢混凝土组合结构施工中也遇到了类似问题，由于结构中型钢柱和型钢梁及钢筋混凝土柱梁钢筋相互穿插布置，加之梁柱型钢截面较大，导致钢筋与钢筋之间、型钢梁柱与钢筋之间空隙均较小，梁柱节点密集复杂，采取常规混凝土浇筑极为困难，施工质量难以保证。经过方案比选，最后采

很好地解决了上述困难。用灌浆料与混凝土相结合的浇筑方法，

除此以外，李延和等针对高层框架结构中节点混凝土的极差问

题及浇筑问题，提出用灌浆料浇筑框架节点区，经试验证明，得到

［6］

［5］

［4］

纪50年代，因为大型设备的安装需要，才被用于工业部门。现

在，灌浆料普遍用于机械设备的安装和工程结构的加固修补。

2灌浆料性能

目前，灌浆料在结构加固工程中已经引起越来越多的关注，究其原因，主要是灌浆料较传统加固材料（如环氧树脂、普通混凝土等）具有更优良的性能。灌浆料具有早强、高强、高流态与钢筋粘结强度高、耐久、耐高温、耐疲劳等特性，这些性能使灌浆料克施工、防火、耐久等方面的问题，成为一种服了传统材料在环保、非常优良的建筑材料。

3灌浆料在工程中的应用

如前所述，由于灌浆料具有的卓越性能，目前国际上灌浆料

的应用范围已经从之前的机械设备安装发展到现在的结构加固修补。我国也不例外，总结工程实例，比较典型的工程应用有：植

增大截面加固、新建结构。筋、其性能优于混凝土节点。利用灌浆料浇筑框架节点是可行的，

1）植筋。在结构加固工程中常常遇到钢筋要求植筋的问题，4结语如建筑物改变使用功能，增加梁、柱、墙时；构件加大截面补筋时；

灌浆料是一种非常优良的建筑材料，其具有早强、高强、高流

旧房改造加固墙体时等等。过去一般多用环氧树脂胶进行施工，

耐久、耐高温等特性，因此，具有巨大的应用潜力。但是，目前态、

施工后的各项性能虽能满足设计要求，但较灌浆料还是存在许多

由于灌浆料相关研究不够深入，将灌浆料大规模的应用于工程实

（1）。：a．；b．明显的不足见表主要有基层处理要求较高施工及使

践还不太现实。尽管如此，灌浆料已在一些特殊施工中成功应

；c．。，对环境有污染此外环氧树脂植筋在施工用温度范围较窄

用，如加固工程中的钢筋植筋、构件扩大截面以及个别新建工程

后焊接和价格方面与灌浆料也有很大差距。

灌浆料在这些方面都较传统中钢筋密集区的浇筑等。实践证明，

表1灌浆料与环氧树脂植筋对比

材料具有独特的优势。

性能施工温度/℃使用温度/℃基层处理加荷时间/d环境影响钢筋粘结力施工性能

灌浆料≥－10湿润1无污染好方便

环氧树脂≥10－40～70

表面平整，含水率不大于6%

7

有污染好复杂

－100～500

参考文献：［1］GB/T50448-2008，S］．水泥基灌浆材料应用技术规范［［2］仲朝明，J］．混孙跃生，仲晓林．CGM抢修料的研究及应用［

2004（11）：67-68．凝土，［3］陈［4］赵

磊，彭先，杨芝．超早强工程抢修灌浆料的研究与J］．混凝土外加剂及其应用技术，2004（9）：37-38．应用［

2）增大截面加固。加固工程中增大截面加固是一种常用的

方法，过去使用混凝土虽然能完成加固任务，但是由于混凝土强度增长比较慢，施工工期比较长，已经越来越不能满足人们的要求。实际工程要求在几天之内完成施工，不能对日常运营产生影1］响，鉴于此，灌浆料是一种非常理想的材料。根据文献［对灌浆

收稿日期：2011-06-01作者简介：陈

群，仲晓林，仲朝明．CGM灌浆料在北京理工大学体育

J］．混凝土，2004（9）：66-67．馆工程中的应用［

［5］陈明留，陈飞．大跨密筋钢骨梁灌浆料与混凝土浇筑结合

J］．施工技术，2005，34（7）：68-69．施工技术［［6］李延和，吴

A］．第元，杜吉坤．灌浆料夹心节点试验研究［

晨（1984-），女，助理实验师，南京化工职业技术学院，江苏南京210048

·108·

第37卷第29期2011年10月

SHANXI

山西

ARCHITECTURE

建筑

Vol．37No．29Oct．2011

文章编号：1009-6825（2011）29-0108-02

抗滑级配沥青混合料体积参数及性能对比试验

纪耀辉

摘

尤伟

13K（又称改进型AK-13A），Superpave-13，要：选用两种抗滑类型沥青混合料：AC-按照马歇尔沥青混合料设计方法设

13K型混合料的最佳级配和最佳沥青含量（为5．2%）；按照Superpave法成型试件得到Superpave-13的最佳计得出AC-级配和最佳沥青含量（5．1%），对两种沥青混合料分别在已确定的级配形式和最佳沥青含量的情况下制备马歇尔试件，

测定其主要参数，并进行了抗水损害试验和车辙试验，以了解两种沥青混合料的抗车辙性能和抗水损害性能。

关键词：沥青混合料，最佳级配，最佳沥青含量中图分类号：TU528．42

文献标识码：APbi=1．18+

0．982（VMA－VV）

。其中，Pbi为初始沥青含量，按混合

Gsb

0引言

近年来，随着我国国民经济持续、健康地发展，交通事业特别是高速公路建设得到了飞速发展。然而，高速公路在给人们出行由于其车速快，车流量大的特点，也提高了发生带来方便的同时，

交通事故的可能。造成交通事故的原因是多方面的，一般认为主要原因有行驶者安全意识差和路面状况运行条件不佳两方面。行驶者的安全意识可以通过强化教育加以提高，而改善路面运行条件最直接最有效的方法之一就是铺筑抗滑表层。据调查显示，高速公路上，构造深度和摩擦系数大（即抗滑性能好）的路段的事

［1］

故率要低于构造深度和摩擦系数小的路段。本文通过室内试

13K（又称改进验，研究了两种不同类型的沥青路面抗滑级配：AC-

%；VMA为压实混合料集料间歇率，13K与对于AC-料质量计，

AK-13A取14．5%；VV为压实混合料空隙率，可取设计空隙率4%；Gsb为混合料毛体积相对密度。计算可得：Pbi=5．1%。采用该沥青用量对每种级配至少制备3个合格的马歇尔试件，混合料的拌和温度为175℃，成型温度为155℃～160℃，且试件制备前应放入烘烤箱在压实温度保持2h进行短期老化。同时按真空法实测最大理论相对密度Gmm，采用表干法测定试件的毛体积相对密度Gmb。通过对各种级配的混合料进行马歇尔试验并对其体积

VFA，参数计算，结果见表1。按照最佳级配确定原则，即VMA，粉胶比，马歇尔稳定度与流值均符合设计要求，空隙率又接近4%设

计值的一种级配，被确定为最佳级配或设计集料级配。因此可13K，对于AC-选取级配2为最佳级配。知，

表1

级配类型级配1级配2级配3

初试沥青粉胶比

DP用量/%5．15．15．1

1．291．311．33

13A），Superpave-13。所进行的室内试验包括马歇尔试验、型AK-抗水损害试验、车辙试验。

1沥青混合料的设计

1）AC-13K级配的选择。根据筛分结果，13K配制三种对AC-

AC-13K最佳级配选择表

体积参数/%

VVVMAVFA5．24．33．7

15．414．614．1

66．070．473．5

稳定度

kN11．7412．1711．20

流值0．1mm26．428．730．4

√级配选择

1．1AC-13K沥青混合料的设计

级配方案，分别代表两种级配范围内的粗、中、细三种状况，其级配设计计算结果如图1所示。

[***********]0100

质量通过百分率/%

级配1级配2级配3

◆2）AC-13K最佳沥青用量的确定。根据已确定的设计集料级13K为级配2，5．1%，5．6%，6．0%的配，即AC-分别采用4．6%，

沥青用量，按照上述制件方法制备马歇尔试件，并实测最大理论VMA，相对密度。确定不同沥青含量压实混合料的体积参数：VV，VFA，粉胶比DP以及马歇尔稳定度与流值，见表2。绘制VV，VMA，VFA，DP，马歇尔稳定度与流值分别与沥青含量的关系曲线，在VV与Pb的关系曲线上，与设计空隙率4%对应的沥青含量，即

13K为5．2%。并在此沥青含量从其余为最佳沥青含量，对于AC-VFA，关系曲线上找出相应的VMA，粉胶比，马歇尔稳定度与流

［2］

值。并将这些数值与设计标准进行对照，可知所有特性值均符

2010：220-225．出版社，

0.0750.15◆0.30.6◆

1.18

◆

2.36

◆◆

4.75

9.5

◆13.2

筛孔尺寸/mm

图1AC-13K级配曲线图

对上述配制的级配，按下式计算混合料的初始沥青用量Pbi：C］．安阳：知识产权十七届全国现代结构工程技术交流会［

櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅

Theapplicationofcementitiousgroutingmaterialinengineering

CHENChen

Abstract：Thepropertiesofcementitiousgroutingmaterialisintroducted，theapplicationsaboutbondedrebarsandenlargemembersectioninreinforcementprojectsandpouringinnewly-builtstructurewithcementitiousgroutingmaterialarealsopresented．Theapplicationsofprojectsshowthatcementitiousgroutingmaterialisaveryexcellentbuildingmaterial，hasgreatpotentialapplication．Keywords：cementitiousgroutingmaterial，property，application

收稿日期：2011-06-09

男，硕士，助理工程师，交通运输部公路科学研究院北京新桥技术发展有限公司，北京作者简介：纪耀辉（1983-），

尤

16

100008

伟（1984-），男，硕士，助理工程师，交通运输部公路科学研究院北京新桥技术发展有限公司，北京100008