低温条件下装配式混凝土结构套筒灌浆施工方法

摘要

本发明公布一种低温条件下装配式混凝土结构套筒灌浆施工方法，属于装配式混凝土结构技术领域。基于预先养护方法，以腔体内部温度、环境外温度作为温控措施，以受冻临界强度和扰动强度作为强度控制准则，形成低温条件下装配式混凝土结构套筒灌浆施工方法，包括以下步骤流程：施工准备→预制墙柱安装→分仓与封仓→安装预养护装置→灌浆温度控制→灌浆料制备→灌浆施工→养护→低温套筒灌浆施工质量评价。本发明满足冬期低温施工的需求，打破了装配式建筑套筒灌浆连接受冬期低温施工的限制。

说明书

技术领域

本发明涉及装配式建筑技术领域，更具体的说是一种低温条件下装配式混凝土结构套筒灌浆施工方法。

背景技术

装配式混凝土结构包括装配整体式混凝土结构和全装配式混凝土结构，是目前装配式建筑主要结构型式，大力发展装配式建筑符合中长期科技发展规划，是新型工业化的重要构成部分，是实现建筑产业现代化的重要途径。采用装配式建筑，有利于提高建筑工程质量、效率和效益，有利于改善劳动环境，节省劳动力；有利于促进建筑节能减排、节约资源。

装配式混凝土结构作为装配式建筑的主要结构形式，而套筒灌浆连接是比较广泛采用的一种湿法连接方法。由于低温型套筒灌浆料的应用在技术实践层面还不成熟，其在施工实践中受到成本（相对于常用灌浆材料，每吨增加1350元左右的）、接头型式检验和验证（灌浆料型号、工艺等）、新材料的应用实践等实际条件约束。有关钢筋连接用套筒灌浆料的规定，现行的相关规范主要有 GB/T 50448-2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》和JGJ355-2015《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》和JG/T 408-2019《钢筋连接用套筒灌浆料》。规范中指出常温型灌浆料的适用范围为 5~30℃，在低于 5℃时不宜施工，低于0℃时不得施工，怎么突破套筒灌浆连接施工冬季低温条件的束缚，是迫切需要解决的技术难题。

钢筋套筒灌浆连接方法作为装配式混凝土结构的一种主要连接方法，套筒位于混凝土预制构件内部，包括套筒内腔、钢筋以及套筒内的灌浆料，常规灌浆料受冬季低温0℃的施工条件束缚，低温型灌浆料价格、技术、行业准入、施工型式检验的限制，而冬季施工措施，如暖棚法、碘钨灯照射、封闭加温等方法存在成本高、污染严重、危害健康等隐患。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种低温条件下装配式混凝土结构套筒灌浆施工方法，迎合低温套筒灌浆施工的现实应用背景，符合建筑产业化和工业化的发展需要。

本发明通过以下技术方案实现：一种低温条件下装配式混凝土结构套筒灌浆施工方法，包括以下步骤流程：步骤1：施工准备；步骤2：预制墙柱安装；步骤3：分仓与封仓；步骤4：安装预养护装置；预养护装置包括以腔体内部温度、环境外温度作为测试点的温控结构；步骤5：灌浆温度控制；步骤6：灌浆料制备；步骤7：灌浆施工；步骤8：持续保温养护；步骤9：低温套筒灌浆施工质量评价。

其进一步是：所述步骤1中施工准备包括材料准备、机具准备、人员准备、技术准备。

所述步骤2中预制墙柱安装就位后，采取保证构件稳定的临时固定措施，并应根据水准点和轴线校正位，做好分仓和密封，并确保灌浆孔道畅通无阻。

所述步骤3中，采用座浆砂浆分仓，分仓最大长度不大于1500mm，缝宽30-50mm；使用座浆砂浆封仓，采用外嵌分封分封嵌入封堵。

所述步骤4中预养护装置安装在预制墙柱的外侧面，包括内往外依次设置的防护膜、发热芯片、保温膜，防护膜、发热芯片、保温膜通过预埋干法连接安装；发热芯片采用可以温控调整的石墨烯电热膜，在灌浆料制备阶段，调整升温，浇筑段墙体外侧表面温度不低于15℃，套筒部位的温度不低于10℃。

所述步骤5中灌浆温度控制包括事前控制、事中控制、事后控制；所述事前控制包括材料的温度、拌和水温度以及入模温度；灌浆料储存温度不低于5℃，拌和水温度为15-30℃，灌浆料入模温度不低于10℃；所述事中控制包括搅拌时间、流动度、初凝时间；所述事后控制包括环境温度监测、灌浆体温度监测、保温密闭以及保温措施、同条件试块强度留置和测试。

所述步骤6中灌浆料制备采用预热方法；先将灌浆料固体材料预热到5-15℃左右，然后采用15-30℃左右的温水拌和，采用二次投料二次搅拌的方式，搅拌时间为3-5min，直到表面不在产生大的气泡，稠度均匀一致；搅拌完成后静置1-2min，留样测试流动度，同时测试入模温度，并做好记录。

所述步骤7中灌浆施工，在灌浆前进行接头型式验证性测试；测试环境温度、灌浆体温度、构件表面温度；测试灌浆料流动度；成型同条件养护试件并按期测试其强度；复合验证压力灌浆的工艺性能参数；建立灌浆料的温度、湿度、强度的关联关系，得到灌浆料强度发展与温度、时间的关系曲线。

所述步骤8中，根据环境温度情况，选择分档的养护方法；环境最低温度为0℃以上时，按照常规措施养护；环境最低温度为0℃～-10℃时，采取预养护措施，保证预养护时间不低于24h，且满足灌浆料强度发展到受扰临界强度以上条件。

所述步骤9中低温套筒灌浆施工质量评价，包括灌浆料的流动度、强度、变形，套筒灌浆连接接头试验、型式检验，同条件养护试验、灌浆记录。

本发明采用常规灌浆材料，通过温度控制措施（套筒内腔、预制构件表面、灌浆料入模温度、预养护时期等）、强度控制措施（受冻临界强度、扰动临界强度、同条件养护试件强度），实现冬季低温条件下钢筋、套筒、套筒灌浆料之间的可靠连接，满足冬期低温施工的需求，打破了装配式建筑套筒灌浆连接受冬期低温施工的限制。

本发明的具体有益效果包括：

（1）常规灌浆料实现低温条件下套筒灌浆施工，加快施工进程，节省成本，减少施工措施用量，提高装配式建筑的效能；

（2）形成了温度控制措施和强度控制措施的双准则条件下的低温套筒灌浆施工方法，符合模块化、集成化、一体化、信息化的技术特征，满足冬期低温施工的需求，打破了装配式建筑套筒灌浆连接受冬期低温施工的限制。

附图说明

图1为本发明的施工流程图；

图2为本发明实施预养护装置示意图；

图2中，1、防护膜；2、发热芯片；3、保温膜；4、反射膜；5、套筒；6-1、下预埋件受力钢筋；6-2、上预埋件受力钢筋；7-1、下预制构件；7-2、上预制构件；8、预制构件拼缝座浆；9、灌浆料；10、紧固件；10-1、预埋内丝；10-2、预制紧固螺栓；11、橡胶密封圈；12-1、溢浆孔；12-2、灌浆孔；13、封堵料；

图3为环境温度为0℃时拌合物内部温度变化曲线；

图4为环境温度为-5℃时拌合物内部温度变化曲线；

图5为环境温度为-10℃时拌合物内部温度变化曲线。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，现结合附图对本发明作进一步说明。

结合图1和图2所示，一种低温条件下装配式混凝土结构套筒灌浆施工方法，以装配式混凝土剪力墙结构为例，施工区域位于苏北区域，冬季低温最低温度为零下9℃。

本实施例是以温控结构作为预养护措施，形成低温条件下装配式混凝土结构套筒灌浆施工方法，包括以下步骤流程：

步骤1：施工准备；

包括人员准备、材料准备、机具准备、技术准备。机具准备包括封仓、灌浆、测温等。技术准备包括通过试验，建立温度、灌浆料、入模温度、温控措施之间的关联关系，确定灌浆料强度发展与温度、时间的关系曲线，为低温灌浆施工提供技术支撑。

步骤2：预制墙柱安装；

预制墙柱安装就位后，采取保证构件稳定的临时固定措施，并应根据水准点和轴线校正位，做好分仓和密封，并确保灌浆孔道畅通无阻。

步骤3：分仓与封仓；

采用座浆砂浆分仓，分仓最大长度不大于1500mm，缝宽30-50mm；使用座浆砂浆封仓，采用外嵌分封分封嵌入封堵。

步骤4：安装预养护装置；预养护装置是以腔体内部温度、环境外温度作为测试点的温控结构；

结合图2所示，上预制构件7-2放置在下预制构件7-1的上端；上预制构件7-2、下预制构件7-1之间预留的间隙内设置有预制构件拼缝座浆8，间隙两侧边设置有封堵料13。上预制构件7-2下端预埋有套筒5，下预制构件7-1上端预埋有下预埋件受力钢筋6-1，下预埋件受力钢筋6-1插入套筒5中。上预制构件7-2内设置有上预埋件受力钢筋6-2，上预埋件受力钢筋6-2插入套筒5中。上预埋件受力钢筋6-2与下预埋件受力钢筋6-1相对，上预埋件受力钢筋6-2与下预埋件受力钢筋6-1之间留有间隙。套筒5内壁具有均布的凸台，套筒5上端设置有橡胶密封圈11，上预埋件受力钢筋6-1穿过橡胶密封圈11。套筒5上端具有连通至上预制构件7-2侧表面的溢浆孔12-2；套筒5下端具有连通至上预制构件7-2侧表面的灌浆孔12-1。上预制构件7-2、下预制构件7-1侧表面设置有防护膜1；防护膜1外侧面设置有发热芯片2，发热芯片2外侧面设置有保温膜3；保温膜3外设置有反射膜4。防护膜1、发热芯片2、保温膜3、反射膜4通过多个紧固件10一起固定在上预制构件7-2、下预制构件7-1侧面上。紧固件10包括预埋内丝10-1和预制紧固螺栓10-2；预埋内丝10-1位于上预制构件7-2、下预制构件7-1内；预制紧固螺栓10-2穿设安装在防护膜1、发热芯片2、保温膜3上，预制紧固螺栓10-2内端通过螺纹连接安装在预埋内丝10-1中。

发热芯片2采用可以温控调整的石墨烯电热膜，在灌浆料制备阶段，调整升温，浇筑段墙体外侧表面温度不低于15℃，套筒部位的温度不低于10℃。

步骤5：灌浆温度控制，包括事前控制、事中控制、事后控制；

事前控制包括材料的温度、拌和水温度以及入模温度；灌浆料储存温度不低于5℃，拌和水温度为15-30℃，灌浆料入模温度不低于10℃；

事中控制包括搅拌时间、流动度、初凝时间；

事后控制包括环境温度监测、灌浆体温度监测、保温密闭以及保温措施、同条件试块强度留置和测试。

步骤6：灌浆料制备采用预热方法；

先将灌浆料固体材料预热到15℃左右，然后采用15-30℃左右的温水拌和，采用二次投料二次搅拌的方式，搅拌时间为3-5min，直到表面不在产生大的气泡，稠度均匀一致；搅拌完成后静置1-2min，留样测试流动度，同时测试入模温度，并做好记录。

步骤7：灌浆施工；

在灌浆前进行接头型式验证性测试；测试环境温度、灌浆体温度、构件表面温度；测试灌浆料流动度；成型同条件养护试件并按期测试其强度；复合验证压力灌浆的工艺性能参数（打压、保压）；建立灌浆料的温度、湿度、强度的关联关系，得到灌浆料强度发展与温度、时间的关系曲线。

如图3至图5所示，本实施例给出了环境温度、拌和水温、以及灌浆料内部温度变化的测试曲线。当环境温度为0℃时，拌合物内部温度降至0℃约需15h；环境温度为-5℃时，拌合物内部温度降至0℃约需lOh；环境温度为-10℃时，拌合物内部温度降至0℃约需5h，这个为预期养护提供了养护依据。

步骤8：持续保温养护；

根据环境温度情况，选择分档的养护方法；环境最低温度为0℃以上时，按照常规措施养护；环境最低温度为0℃～-10℃时，采取预养护措施，保证预养护时间不低于24h，且满足灌浆料强度发展到受扰临界强度以上条件。

步骤9：低温套筒灌浆施工质量评价；

包括灌浆料的流动度、强度、变形，套筒灌浆连接接头试验、型式检验，同条件养护试验、灌浆记录（饱满度和压力控制）。

本实施例按照灌浆料与环境温度发展的强度-温度-时间相关特性，基于预先养护方法，以腔体内部温度、环境外温度作为测试点温控措施，以受冻临界强度和扰动强度作为双控制的强度控制准则，实现冬季低温条件下钢筋、套筒、套筒灌浆料之间的可靠连接，满足冬期低温施工的需求，打破了装配式建筑套筒灌浆连接受冬期低温施工的限制。