CN108947463A - 基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料及施工方法 - Google Patents

基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料及施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥80～120份、外加剂3～16份、掺合料10～25份、骨料0～130份。本发明的磷镁灌浆料抗侵蚀、抗冻融性能好，耐久性好，流动性好，易于灌注，收缩低，粘钢性好，自密实性强，对环境温度的适应性强，可随时施工；会在自身表面形成氧化物薄膜，氧化物薄膜具有很好的结合性，与套筒及钢筋的亲附性好，粘结强度高；可在就地拌制，施工方便，简化了施工程序，灌浆完成10～30min就能凝结硬化，灌注完1.5h后，磷镁灌浆料的抗压强度可达到40MPa以上，基本不需要养护，提高了施工效率，极大的缩短了施工工期，节约成本。

Description

基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料及施工方法
技术领域
本发明属于装配式建筑结构技术领域，尤其涉及基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料及施工方法。
背景技术
随着我国城镇化进程不断加快，为实现城乡建设可持续地健康发展，提出了转变城乡建设模式、促进建筑业转型升级，强力推动“建筑工业化”成为首要任务之一。而且城市用地越来越紧张，施工现场常常很窄，特别是随着人们的环境保护意识的逐渐增强，装配式建筑逐步发展了起来。
套筒灌浆连接是在预制混凝土构件中预埋的金属套筒中插入钢筋，并灌注水泥基灌浆料而实现的钢筋连接方式。这种连接方式的关键是灌浆所用的浆液具有较强的粘结能力，能将套筒与钢筋牢固地连接一起，从而实现一端钢筋所受的外力能较顺畅地传递给另一端的钢筋。有两种形式：一种是将连接钢筋插入带有凹凸槽的高强套筒内，然后注入高强灌浆材料，硬化后将钢筋和套筒牢固结合在一起形成整体，通过套筒内侧的凹凸槽和变形钢筋的凹凸纹之间的灌浆料来传力；另一种采用优质结构钢，一端加工配制内螺纹，与加工好外螺纹的钢筋连接。另一端为空腔，通过灌注专用高强无收缩灌浆料与螺纹钢筋相连接。
良好的套筒连接能实现构件间受力传递的平顺，又有一定的弹塑性，最大程度地接近于现浇混凝土结构，从而保证在外部荷载作用下，建筑物能够实现预定功能，所以处理好套筒连接是装配式建筑的关键所在和根本要求。
目前，装配式建筑的套筒灌浆连接，灌浆料多采用硅酸盐水泥基、硫铝酸盐水泥基等无机胶凝材料，掺合外加剂、掺合料等配制而成的灌注专用水泥基高强无收缩浆料。现有套筒灌浆连接存在凝结时间慢、养护时间长、早期强度低、易收缩开裂、粘结力不可靠、施工工期长不能及时投用、施工效率低、成本高等问题，另外，灌浆料性能受环境温度影响明显，必须采取切实可行的特殊灌浆作业工艺，才能保证灌浆质量。以上问题制约了装配式建筑的套筒连接技术的应用及其结构可靠度的发挥。
磷酸镁水泥(MPC)是一种早强快硬的新型磷酸盐修补材料，能够在常温下加水后，通过酸-碱反应及物理作用而变化成坚硬石材的新型气硬性胶凝材料。与普通硅酸盐水泥相比，MPC具有如下性能特点：低温凝结速度快，早期强度高、施工便捷，环境适应性强，黏结强度高，干缩小、体积变形小，热膨胀低，，耐磨性及抗冻性好，磷镁材料与旧混凝土的粘接强度高，工业化生产程序简单，设备投入小。作为性能优越的胶结材料，抗水性能是其应用推广的关键，被广泛应用于道路、桥梁、机场跑道的快速修补，以及有害和放射性物质的固化等，有着重要的民用和军事用途。但是目前还没见磷酸镁水泥在装配式建筑套筒连接灌浆料上应用以及如何施工的相关文献报道，本发明人为了解决以上问题，对磷酸镁水泥进行了进一步研究。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料及施工方法。本发明的磷镁灌浆料抗侵蚀、抗冻融性能好，耐久性好，流动性好，易于灌注，收缩低，不易开裂，自密实性强，无震捣便可达到磷镁灌浆料密实度的要求，对环境温度的适应性强，可随时施工；会在自身表面形成氧化物薄膜，氧化物薄膜具有很好的结合性，与套筒及钢筋的亲附性好，粘结强度高；可在就地拌制，施工方便，简化了施工程序，灌浆完成10～30min就能凝结硬化，灌注完1.5h后，磷镁灌浆料的抗压强度可达到40MPa以上，基本不需要养护，实现了当天灌浆当天便可投入使用的速度，提高了施工效率，极大的缩短了施工工期，节约成本。
为了能够达到上述所述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥80～120份、外加剂3～16份、掺合料10～25份、骨料0～130份。
进一步地，所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵的混合物，且重烧氧化镁和磷酸一铵的比例＝1～4：1。
进一步地，所述重烧氧化镁由菱镁矿在1600℃以上煅烧后粉磨获得，其氧化镁含量为88～95％，细度为60～400目；所述磷酸一铵的细度为60～400目，其养份含量不低于58％。
进一步地，所述外加剂为缓凝剂、消泡剂和减水剂的混合物。
进一步地，所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；所述缓凝剂为硼砂或硼酸，所述硼砂或硼酸的纯度以质量百分数计不低于95％、细度为60～400目。
进一步地，所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物。
进一步地，所述粉煤灰的细度为300～2000目；所述偏高岭土在800℃以上煅烧过，细度为800～1600目。
进一步地，所述骨料为粒径小于1.18mm的精品机制砂石。
进一步地，一种如上述所述的基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料的施工方法，包括以下步骤：
①机具及材料准备：按照常规工艺要求准备好施工所用机具，根据设计及拟灌浆部位计算并准备好灌浆料用量；
②套筒安装：先用螺纹连接将套筒(1)与预埋钢筋(3)固定为一体，然后将钢筋(2)插入套筒(1)的空腔内，用密封垫圈(4)把钢筋(2)与套筒(1)端口的间隙填充严密；
③磷镁灌浆料配制：按照重量份数称取磷酸镁水泥、外加剂、掺合料、骨料，送入搅拌机中混匀成混合物料，加水并均匀搅拌3min，检测浆料的流动度和凝结时间，即得磷镁灌浆料；
④灌浆：根据施工方案的施工顺序和要求，通过灌浆口(6)连续向钢筋(2)与套筒(1)形成的空腔内灌注步骤③所得的磷镁灌浆料，直到排气口(7)内有灌浆料排出时，对排气口(7)进行封堵，待磷镁灌浆料填满钢筋(2)与套筒(1)形成的空腔时，停止灌注磷镁灌浆料，并对灌浆口(6)进行封堵，获得磷镁灌浆料结构(5)；
⑤养护：磷镁灌浆料灌注完10～30min终凝后，自然养护1.5h，投入使用。
进一步地，在步骤③，所述浆料的流动度为270±10mm，凝结时间为20～40min。
本发明所用重烧氧化镁经过大于1600℃高温煅烧后氧化镁致密，密度高于3.4g/cm3，氧化镁颗粒强度高，且活性降低，缓凝剂用量更少，制备的磷镁材料早期强度高更高。
本发明所用磷酸一铵为工业级别产品，磷酸一铵配制的磷镁材料其早期强度明显高于其他同类型的磷酸盐。
本发明粉煤灰具有微珠效应，可提高改善磷镁材料的工作性能，偏高岭土中含有高活性的铝组分并参与反应可提高磷镁材料的耐高温性能。
本发明对预制柱及预制梁的表面清理达到后浇混凝土对其连接面基层的要求，预制柱梁连接面基层必须干净、坚实、无疏松物；基层强度达设计强度。
本发明中当现浇混凝土体量较小时，用小型电动搅拌器在塑料桶中进行搅拌，每搅拌一次用完一整包；大体量施工时，用搅拌机搅拌。
对于拌制好的磷镁灌浆料应在10～30min内用完，且磷镁灌浆料供应要连续及时。
本发明磷镁灌浆料浇筑完成后，自然养护1.5h后，磷镁灌浆料的抗压强度便能够达到40MPa以上。
本发明所述流动度是用砂浆的扩展度来衡量的，检测方法为：根据测试标准，将砂浆倒入规定尺寸的管状试验模具中，然后提起，砂浆自由流动，摊开成圆形，圆形的直径即是流动度。
本发明精品砂石在加工过程中通过了筛分、整形和除尘等工序，使砂石的级配满足质量标准，砂石骨料粒型呈立方多棱体，同时砂石中的含粉量能得到有效控制，能有效降低空隙率，增加堆积密度和抗压强度，可大大降低磷酸镁水泥的用量。
由于本发明采用了以上技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明制备的磷镁材料早期和后期强度高、凝固时间可控、性能优异。选用了高密度氧化镁与磷酸一铵，磷酸一铵与氧化镁反应速率快于同类型的磷酸一钾、磷酸一钠，采用磷酸一铵制备的强度更高，且采用氧化镁与磷酸一铵之间质量比列为1～4：1，氧化镁过量，保证磷酸盐组分完全反应彻底，未反应完的氧化镁颗粒，其自身强度高，作为骨料，产生微集料效应，进一步提高磷镁材料的强度，氧化镁颗粒细度在60～400目之间效果最优。采用消泡剂去除磷镁材料拌合过程中产生的气泡，提高密实度，提高强度。采用减水剂，提高磷镁材料的流动度，减低用水量，改善磷镁材料工作性同时保证高强度。缓凝剂采用最有缓凝效果的硼砂或硼酸，通过调整掺量，调整磷镁材料的凝固时间，在推荐使用范围内效果最好，且对强度负面影响小。采用具有反应活性的粉煤灰和偏高岭土，粉煤灰呈现圆球状，起到填充微观空隙，同时提高磷镁材料工作性，使得磷镁材料与钢材之间密实度提高，界面粘结更紧密，粉煤灰细度在300～2000目范围内起到的效果最好；并且粉煤灰、偏高岭土中的活性铝组分与磷镁材料中的磷酸盐和氧化镁之间发生反应，提高磷镁材料耐高温性能，特别是偏高岭土中活性铝组分多，偏高岭土细度采用800～1600目之间，活性高，也避免过高细度对工作性不利影响。采用通过筛分、整形后的精品砂，降低了砂子颗粒的棱角，制备的磷镁材料工作性好，采用0～1.18mm较小粒径范围的精品砂，避免堵塞灌浆口，进一步提高磷镁材料施工性能。
(2)本发明基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料抗侵蚀、抗冻融性能好，耐久性好，流动性好，易于灌注，收缩低，不易开裂，自密实性强，无震捣便可达到磷镁灌浆料密实度的要求，对环境温度的适应性强，可随时施工。
(3)本发明的磷镁灌浆料会在自身表面形成氧化物薄膜，氧化物薄膜具有很好的结合性，与套筒及钢筋的亲附性好，粘结强度高。
(4)本发明可在就地拌制，施工方便，简化了施工程序，提高了施工效率，节约成本，节省了施工工期。
(5)本发明主要针对目前套筒连接施工凝结时间慢、养护时间长、早期强度低、易收缩开裂、粘结力不可靠、施工工期长不能及时投用、施工效率低、成本高等问题，通过合理规划，得到一种早强、凝结时间快、养护时间短、不易收缩开裂、粘结力可靠、施工工期短能及时投用、施工效率高、成本低的用于套筒连接的高效无收缩磷镁灌浆料，灌浆完成10～30min就能凝结硬化，灌注完1.5h后，磷镁灌浆料的抗压强度可达到40MPa以上，基本不需要养护，实现了当天灌浆当天便可投入使用的速度，极大的缩短了施工工期。磷镁灌浆料的性能是否正常发挥关键在于施工方法，只有采取有效的施工方法，才能保证后置现浇混凝土的施工质量，从而发挥其应有的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1为本发明基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料的施工工艺流程图；
图2为本发明施工工艺的套筒连接灌浆示意图；
图3为本发明的图2的a-a向视图。
附图中：1-套筒，2-钢筋，3-预埋钢筋，4-密封垫圈，5-磷镁灌浆料结构，6-灌浆口，7-排气口。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1
一种基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥80份、外加剂3份、掺合料10份、骨料1份。
进一步地，所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵的混合物，且重烧氧化镁和磷酸一铵的比例＝4：1；所述重烧氧化镁由菱镁矿在1600℃以上煅烧后粉磨获得，其氧化镁含量为88％，细度为60目；所述磷酸一铵的细度为60目，其养份含量72％；所述外加剂为缓凝剂、消泡剂和减水剂的混合物；所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；所述缓凝剂为硼酸，所述缓凝剂为硼酸的纯度以质量百分数计不低于95％、细度为60目；所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物；所述粉煤灰的细度为300目；所述偏高岭土在800℃以上煅烧过，细度为800目；所述骨料为粒径小于1.18mm的精品机制砂石。
一种如上述所述的基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料的施工方法，包括以下步骤：
①机具及材料准备：按照常规工艺要求准备好施工所用机具，根据设计及拟灌浆部位计算并准备好灌浆料用量；
②套筒安装：先用螺纹连接将套筒1与预埋钢筋3固定为一体，然后将钢筋2插入套筒1的空腔内，用密封垫圈4把钢筋2与套筒1端口的间隙填充严密；
③磷镁灌浆料配制：按照重量份数称取磷酸镁水泥、外加剂、掺合料、骨料，送入搅拌机中混匀成混合物料，加水并均匀搅拌3min，检测浆料的流动度和凝结时间，即得磷镁灌浆料；所述浆料的流动度为270±10mm，凝结时间为20min；
④灌浆：根据施工方案的施工顺序和要求，通过灌浆口6连续向钢筋2与套筒1形成的空腔内灌注步骤③所得的磷镁灌浆料，直到排气口7内有灌浆料排出时，对排气口7进行封堵，待磷镁灌浆料填满钢筋2与套筒1形成的空腔时，停止灌注磷镁灌浆料，并对灌浆口6进行封堵，获得磷镁灌浆料结构5；
⑤养护：磷镁灌浆料灌注完10min终凝后，自然养护1.5h，投入使用。
实施例2
一种基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥120份、外加剂16份、掺合料25份、骨料130份。
进一步地，所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵的混合物，且重烧氧化镁和磷酸一铵的比例＝1：1；所述重烧氧化镁由菱镁矿在1600℃以上煅烧后粉磨获得，其氧化镁含量为95％，细度为400目；所述磷酸一铵的细度为400目，其养份含量60％；所述外加剂为缓凝剂、消泡剂和减水剂的混合物；所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；所述缓凝剂为硼砂，所述缓凝剂为硼砂的纯度以质量百分数计不低于95％、细度为400目；所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物；所述粉煤灰的细度为2000目；所述偏高岭土在800℃以上煅烧过，细度为1600目；所述骨料为粒径小于1.18mm的精品机制砂石。
一种如上述所述的基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料的施工方法，包括以下步骤：
①机具及材料准备：按照常规工艺要求准备好施工所用机具，根据设计及拟灌浆部位计算并准备好灌浆料用量；
②套筒安装：先用螺纹连接将套筒1与预埋钢筋3固定为一体，然后将钢筋2插入套筒1的空腔内，用密封垫圈4把钢筋2与套筒1端口的间隙填充严密；
③磷镁灌浆料配制：按照重量份数称取磷酸镁水泥、外加剂、掺合料、骨料，送入搅拌机中混匀成混合物料，加水并均匀搅拌3min，检测浆料的流动度和凝结时间，即得磷镁灌浆料；所述浆料的流动度为270±10mm，凝结时间为40min；
④灌浆：根据施工方案的施工顺序和要求，通过灌浆口6连续向钢筋2与套筒1形成的空腔内灌注步骤③所得的磷镁灌浆料，直到排气口7内有灌浆料排出时，对排气口7进行封堵，待磷镁灌浆料填满钢筋2与套筒1形成的空腔时，停止灌注磷镁灌浆料，并对灌浆口6进行封堵，获得磷镁灌浆料结构5；
⑤养护：磷镁灌浆料灌注完30min终凝后，自然养护1.5h，投入使用。
实施例3
一种基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥90份、外加剂6份、掺合料13份、骨料10份。
进一步地，所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵的混合物，且重烧氧化镁和磷酸一铵的比例＝3.5：1；所述重烧氧化镁由菱镁矿在1600℃以上煅烧后粉磨获得，其氧化镁含量为89％，细度为100目；所述磷酸一铵的细度为100目，其养份含量60％；所述外加剂为缓凝剂、消泡剂和减水剂的混合物；所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；所述缓凝剂为硼砂，所述缓凝剂为硼砂的纯度以质量百分数计不低于95％、细度为100目；所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物；所述粉煤灰的细度为400目；所述偏高岭土在800℃以上煅烧过，细度为900目；所述骨料为粒径小于1.18mm的精品机制砂石。
一种如上述所述的基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料的施工方法，包括以下步骤：
①机具及材料准备：按照常规工艺要求准备好施工所用机具，根据设计及拟灌浆部位计算并准备好灌浆料用量；
②套筒安装：先用螺纹连接将套筒1与预埋钢筋3固定为一体，然后将钢筋2插入套筒1的空腔内，用密封垫圈4把钢筋2与套筒1端口的间隙填充严密；
③磷镁灌浆料配制：按照重量份数称取磷酸镁水泥、外加剂、掺合料、骨料，送入搅拌机中混匀成混合物料，加水并均匀搅拌3min，检测浆料的流动度和凝结时间，即得磷镁灌浆料；所述浆料的流动度为270±10mm，凝结时间为25min；
④灌浆：根据施工方案的施工顺序和要求，通过灌浆口6连续向钢筋2与套筒1形成的空腔内灌注步骤③所得的磷镁灌浆料，直到排气口7内有灌浆料排出时，对排气口7进行封堵，待磷镁灌浆料填满钢筋2与套筒1形成的空腔时，停止灌注磷镁灌浆料，并对灌浆口6进行封堵，获得磷镁灌浆料结构5；
⑤养护：磷镁灌浆料灌注完15min终凝后，自然养护1.5h，投入使用。
实施例4
一种基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥110份、外加剂15份、掺合料23份、骨料125份。
进一步地，所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵的混合物，且重烧氧化镁和磷酸一铵的比例＝1.5：1；所述重烧氧化镁由菱镁矿在1600℃以上煅烧后粉磨获得，其氧化镁含量为94％，细度为350目；所述磷酸一铵的细度为350目，其养份含量58％；所述外加剂为缓凝剂、消泡剂和减水剂的混合物；所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；所述缓凝剂为硼砂，所述缓凝剂为硼砂的纯度以质量百分数计不低于95％、细度为350目；所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物；所述粉煤灰的细度为1800目；所述偏高岭土在800℃以上煅烧过，细度为1500目；所述骨料为粒径小于1.18mm的精品机制砂石。
一种如上述所述的基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料的施工方法，包括以下步骤：
①机具及材料准备：按照常规工艺要求准备好施工所用机具，根据设计及拟灌浆部位计算并准备好灌浆料用量；
②套筒安装：先用螺纹连接将套筒1与预埋钢筋3固定为一体，然后将钢筋2插入套筒1的空腔内，用密封垫圈4把钢筋2与套筒1端口的间隙填充严密；
③磷镁灌浆料配制：按照重量份数称取磷酸镁水泥、外加剂、掺合料、骨料，送入搅拌机中混匀成混合物料，加水并均匀搅拌3min，检测浆料的流动度和凝结时间，即得磷镁灌浆料；所述浆料的流动度为270±10mm，凝结时间为38min；
④灌浆：根据施工方案的施工顺序和要求，通过灌浆口6连续向钢筋2与套筒1形成的空腔内灌注步骤③所得的磷镁灌浆料，直到排气口7内有灌浆料排出时，对排气口7进行封堵，待磷镁灌浆料填满钢筋2与套筒1形成的空腔时，停止灌注磷镁灌浆料，并对灌浆口6进行封堵，获得磷镁灌浆料结构5；
⑤养护：磷镁灌浆料灌注完25min终凝后，自然养护1.5h，投入使用。
实施例5
一种基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥100份、外加剂10份、掺合料18份、骨料65份。
进一步地，所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵的混合物，且重烧氧化镁和磷酸一铵的比例＝2.5：1；所述重烧氧化镁由菱镁矿在1600℃以上煅烧后粉磨获得，其氧化镁含量为91％，细度为230目；所述磷酸一铵的细度为230目，其养份含量58％；所述外加剂为缓凝剂、消泡剂和减水剂的混合物；所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；所述缓凝剂为硼酸，所述缓凝剂为硼酸的纯度以质量百分数计不低于95％、细度为230目；所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物；所述粉煤灰的细度为1100目；所述偏高岭土在800℃以上煅烧过，细度为1200目；所述骨料为粒径小于1.18mm的精品机制砂石。
一种如上述所述的基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料的施工方法，包括以下步骤：
①机具及材料准备：按照常规工艺要求准备好施工所用机具，根据设计及拟灌浆部位计算并准备好灌浆料用量；
②套筒安装：先用螺纹连接将套筒1与预埋钢筋3固定为一体，然后将钢筋2插入套筒1的空腔内，用密封垫圈4把钢筋2与套筒1端口的间隙填充严密；
③磷镁灌浆料配制：按照重量份数称取磷酸镁水泥、外加剂、掺合料、骨料，送入搅拌机中混匀成混合物料，加水并均匀搅拌3min，检测浆料的流动度和凝结时间，即得磷镁灌浆料；所述浆料的流动度为270±10mm，凝结时间为28min；
④灌浆：根据施工方案的施工顺序和要求，通过灌浆口6连续向钢筋2与套筒1形成的空腔内灌注步骤③所得的磷镁灌浆料，直到排气口7内有灌浆料排出时，对排气口7进行封堵，待磷镁灌浆料填满钢筋2与套筒1形成的空腔时，停止灌注磷镁灌浆料，并对灌浆口6进行封堵，获得磷镁灌浆料结构5；
⑤养护：磷镁灌浆料灌注完20min终凝后，自然养护1.5h，投入使用。
实施例6
一种基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥85份、外加剂7份、掺合料16份、骨料20份。
进一步地，所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵的混合物，且重烧氧化镁和磷酸一铵的比例＝3.2：1；所述重烧氧化镁由菱镁矿在1600℃以上煅烧后粉磨获得，其氧化镁含量为90％，细度为150目；所述磷酸一铵的细度为150目，其养份含量72％；所述外加剂为缓凝剂、消泡剂和减水剂的混合物；所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；所述缓凝剂为硼砂，所述缓凝剂为硼砂的纯度以质量百分数计不低于95％、细度为160目；所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物；所述粉煤灰的细度为500目；所述偏高岭土在800℃以上煅烧过，细度为1000目；所述骨料为粒径小于1.18mm的精品机制砂石。
一种如上述所述的基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料的施工方法，包括以下步骤：
①机具及材料准备：按照常规工艺要求准备好施工所用机具，根据设计及拟灌浆部位计算并准备好灌浆料用量；
②套筒安装：先用螺纹连接将套筒1与预埋钢筋3固定为一体，然后将钢筋2插入套筒1的空腔内，用密封垫圈4把钢筋2与套筒1端口的间隙填充严密；
③磷镁灌浆料配制：按照重量份数称取磷酸镁水泥、外加剂、掺合料、骨料，送入搅拌机中混匀成混合物料，加水并均匀搅拌3min，检测浆料的流动度和凝结时间，即得磷镁灌浆料；所述浆料的流动度为270±10mm，凝结时间为27min；
④灌浆：根据施工方案的施工顺序和要求，通过灌浆口6连续向钢筋2与套筒1形成的空腔内灌注步骤③所得的磷镁灌浆料，直到排气口7内有灌浆料排出时，对排气口7进行封堵，待磷镁灌浆料填满钢筋2与套筒1形成的空腔时，停止灌注磷镁灌浆料，并对灌浆口6进行封堵，获得磷镁灌浆料结构5；
⑤养护：磷镁灌浆料灌注完18min终凝后，自然养护1.5h，投入使用。
实施例7
一种基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥105份、外加剂12份、掺合料19份、骨料110份。
进一步地，所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵的混合物，且重烧氧化镁和磷酸一铵的比例＝3：1；所述重烧氧化镁由菱镁矿在1600℃以上煅烧后粉磨获得，其氧化镁含量为93％，细度为300目；所述磷酸一铵的细度为300目，其养份含量72％；所述外加剂为缓凝剂、消泡剂和减水剂的混合物；所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；所述缓凝剂为硼砂，所述缓凝剂为硼砂的纯度以质量百分数计不低于95％、细度为300目；所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物；所述粉煤灰的细度为1500目；所述偏高岭土在800℃以上煅烧过，细度为1400目；所述骨料为粒径小于1.18mm的精品机制砂石。
一种如上述所述的基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料的施工方法，包括以下步骤：
①机具及材料准备：按照常规工艺要求准备好施工所用机具，根据设计及拟灌浆部位计算并准备好灌浆料用量；
②套筒安装：先用螺纹连接将套筒1与预埋钢筋3固定为一体，然后将钢筋2插入套筒1的空腔内，用密封垫圈4把钢筋2与套筒1端口的间隙填充严密；
③磷镁灌浆料配制：按照重量份数称取磷酸镁水泥、外加剂、掺合料、骨料，送入搅拌机中混匀成混合物料，加水并均匀搅拌3min，检测浆料的流动度和凝结时间，即得磷镁灌浆料；所述浆料的流动度为270±10mm，凝结时间为31min；
④灌浆：根据施工方案的施工顺序和要求，通过灌浆口6连续向钢筋2与套筒1形成的空腔内灌注步骤③所得的磷镁灌浆料，直到排气口7内有灌浆料排出时，对排气口7进行封堵，待磷镁灌浆料填满钢筋2与套筒1形成的空腔时，停止灌注磷镁灌浆料，并对灌浆口6进行封堵，获得磷镁灌浆料结构5；
⑤养护：磷镁灌浆料灌注完23min终凝后，自然养护1.5h，投入使用。
对比例1
与实施例1～7不同之处在于：灌浆料采用硅酸盐水泥基无机胶凝材料，其他条件不变。
对比例2
与实施例1～7不同之处在于：灌浆料采用硫铝酸盐水泥基无机胶凝材料，其他条件不变。
对比例3
与实施例1～7不同之处在于：施工方法采用常规的装配式建筑套筒连接灌浆料施工方法，其他条件不变。
本发明人在创造性设计的基础上进行进一步实践验证，在实践过程中发现：对比例1～2的装配式建筑套筒连接灌浆料施工凝结时间慢、养护时间长、早期强度低、易收缩开裂和施工工期长不能及时拆除模板和投用、施工效率低、综合成本高等问题；对比例3相对对比例1～2的装配式建筑套筒连接灌浆料施工凝结时间较快、养护时间较短、不易收缩开裂，但是还存在早期强度低、施工工期长不能及时拆除模板和投用、施工效率低、综合成本高；而采用实施例1～7的原料配比及施工方法，上面的问题均没有出现。
将本发明实施例1～7和上述对比例1～3的方案应用在装配式建筑套筒上，对比结果如下表表1所示：
表1
组别 抗压强度(MPa) 抗折强度(MPa) 凝结时间 投入使用时间(h)
实施例1 43 42 28min 3
实施例2 40 39 30min 3
实施例3 44 40 23min 2.5
实施例4 45 41 22min 2.5
实施例5 50 46 10min 1.5
实施例6 42 40 20min 2.5
实施例7 46 43 16min 2
对比例1 19 22 8.4h 15
对比例2 19 24 8h 13
对比例3 21 27 7h 10
由此可知，本发明装配式建筑套筒灌浆完成10～30min就能凝结硬化，灌注完1.5h后，磷镁灌浆料的抗压强度可达到40MPa以上，基本不需要养护，实现了当天灌浆当天便可投入使用的速度，极大的缩短了施工工期。
综上所述，本发明基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料抗侵蚀、抗冻融性能好，耐久性好，流动性好，易于灌注，收缩低，不易开裂，自密实性强，无震捣便可达到磷镁灌浆料密实度的要求，对环境温度的适应性强，可随时施工；会在自身表面形成氧化物薄膜，氧化物薄膜具有很好的结合性，与套筒及钢筋的亲附性好，粘结强度高。本发明可在就地拌制，施工方便，简化了施工程序，提高了施工效率，节约成本，节省了施工工期。本发明主要针对目前套筒连接施工凝结时间慢、养护时间长、早期强度低、易收缩开裂、粘结力不可靠、施工工期长不能及时投用、施工效率低、成本高等问题，通过合理规划，得到一种早强、凝结时间快、养护时间短、不易收缩开裂、粘结力可靠、施工工期短能及时投用、施工效率高、成本低的用于套筒连接的高效无收缩磷镁灌浆料，灌浆完成10～30min就能凝结硬化，灌注完1.5h后，磷镁灌浆料的抗压强度可达到40MPa以上，基本不需要养护，实现了当天灌浆当天便可投入使用的速度，极大的缩短了施工工期。磷镁灌浆料的性能是否正常发挥关键在于施工方法，只有采取有效的施工方法，才能保证后置现浇混凝土的施工质量，从而发挥其应有的作用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同腰间的含义和范围内的所有变化囊括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：磷酸镁水泥80～120份、外加剂3～16份、掺合料10～25份、骨料0～130份。
2.根据权利要求1所述的基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料，其特征在于：所述磷酸镁水泥为重烧氧化镁和磷酸一铵的混合物，且重烧氧化镁和磷酸一铵的比例＝1～4：1。
3.根据权利要求2所述的基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料，其特征在于：所述重烧氧化镁由菱镁矿在1600℃以上煅烧后粉磨获得，其氧化镁含量为88～95％，细度为60～400目；所述磷酸一铵的细度为60～400目，其养份含量不低于58％。
4.根据权利要求1所述的基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料，其特征在于：所述外加剂为缓凝剂、消泡剂和减水剂的混合物。
5.根据权利要求4所述的基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料，其特征在于：所述消泡剂为有机硅类粉末消泡剂；所述缓凝剂为硼砂或硼酸，所述缓凝剂为硼砂或硼酸的纯度以质量百分数计不低于95％、细度为60～400目。
6.根据权利要求1所述的基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料，其特征在于：所述掺合料为粉煤灰和偏高岭土的混合物。
7.根据权利要求6所述的基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料，其特征在于：所述粉煤灰的细度为300～2000目；所述偏高岭土在800℃以上煅烧过，细度为800～1600目。
8.根据权利要求1所述的基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料，其特征在于：所述骨料为粒径小于1.18mm的精品机制砂石。
9.一种如权利要求1～8任一项所述的基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
①机具及材料准备：按照常规工艺要求准备好施工所用机具，根据设计及拟灌浆部位计算并准备好灌浆料用量；
②套筒安装：先用螺纹连接将套筒(1)与预埋钢筋(3)固定为一体，然后将钢筋(2)插入套筒(1)的空腔内，用密封垫圈(4)把钢筋(2)与套筒(1)端口的间隙填充严密；
③磷镁灌浆料配制：按照重量份数称取磷酸镁水泥、外加剂、掺合料、骨料，送入搅拌机中混匀成混合物料，加水并均匀搅拌3min，检测浆料的流动度和凝结时间，即得磷镁灌浆料；
④灌浆：根据施工方案的施工顺序和要求，通过灌浆口(6)连续向钢筋(2)与套筒(1)形成的空腔内灌注步骤③所得的磷镁灌浆料，直到排气口(7)内有灌浆料排出时，对排气口(7)进行封堵，待磷镁灌浆料填满钢筋(2)与套筒(1)形成的空腔时，停止灌注磷镁灌浆料，并对灌浆口(6)进行封堵，获得磷镁灌浆料结构(5)；
⑤养护：磷镁灌浆料灌注完10～30min终凝后，自然养护1.5h，投入使用。
10.根据权利要求9所述的基于磷镁材料的装配式建筑套筒连接灌浆料的施工方法，其特征在于：在步骤③，所述浆料的流动度为270±10mm，凝结时间为20～40min。
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