预制构件钢筋连接用灌浆套筒、灌浆材料及应用(下）

  4 钢筋连接用套筒灌浆料

  4.1 灌浆料的成分与功能

  国家行业标准《钢筋连接用套筒灌浆料》JG/T 408-2013对钢筋套筒灌浆连接专用灌浆料的定义指明了其材料成本与功能：以水泥为基本材料，配以细骨料，以及混凝土外加剂和其它材料组成的干混料，加水搅拌后具有良好的流动性、早强、高强、微膨胀等性能，填充于套筒和带肋钢筋间隙内，简称“套筒灌浆料”。

  灌浆料中使用的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥应符合GB175规定，使用的硫铝酸盐水泥应符合GB 20472的规定。灌浆料中使用的细骨料天然砂、人工砂应符合GB/T 14684的规定，最大粒径不宜超过2.36mm。灌浆料中使用的混凝土外加剂应符合GB 8076和GB 23439的规定。

  4.2  JG/T 408的一般规定

  灌浆料应与钢筋套筒匹配使用，钢筋套筒灌浆连接接头应符合JGJ 107中Ⅰ级接头的规定。

  套筒灌浆料应按产品设计（说明书）要求的用水量进行配制。拌合水应符合JGJ 63的规定。套筒灌浆料使用温度应不低于5℃。

  4.3  JG/T 408的对灌浆料性能要求及CGMJM系列套筒灌浆料

  JG/T 408标准对灌浆料的流动度、抗压强度、膨胀性能等性能提出了明确要求，详见表5。

  北京思达建茂在多年积累的特种水泥灌浆料产品开发经验和技术基础上，针对钢筋套筒灌浆连接接头，成功开发了CGMJM系列套筒灌浆料，其主要性能指标满足或超过了JG/T 408标准的指标，见表5。

  表5  CGNJM系列套筒灌浆料的技术性能

  CGMJM系列套筒灌浆料特点是：

  1）流动度高，搅拌时间短，可操作时间长（达60分钟以上），可保证各种施工作业条件下的灌浆连接顺利完成，消除了因材料可操作时间短导致灌浆失败的隐患。

  2）配方设计先进，已获国家发明专利，抗压强度、微膨胀性能稳定，连接接头的性能和质量有保障。

  3）针对不同结构应用而进行了专业设计，直径在25mm以下钢筋连接接头，采用加水率高的85MPa级CGMJM-Ⅵ型灌浆料，以适应施工中可能出现的加水率偏差，有效保证连接质量；直径28mm以上的钢筋连接接头，采用加水率稍低的110MPa级CGMJM-Ⅷ型灌浆料，以减少接头尺寸和灌浆料用量，提高施工效率和连接质量。

  4) 与北京建茂获的发明套筒接头配套使用，在各种工况下均能完成具有充分安全度的接头，其合格率在数十万接头的工程抽检试验中达到100%。

  5 连接材料的应用

  5.1 钢筋套筒灌浆连接施工工艺

  钢筋套筒灌浆连接施工工艺通常包括两部分，第一部分是在预制构件厂，进行灌浆套筒与预埋钢筋的连接和安装施工，第二部分是在构件安装施工现场，构件安装和灌浆连接施工。

  在装配式混凝土结构现浇段采用全灌浆时，钢筋套筒灌浆连接施工工艺则包含以上第二部分的构件安装和灌浆连接施工。

  5.2 预制构件厂的连接施工

  5.2.1 材料验收

  预制构件厂进行安装或连接施工前，应对构件接头采用的连接材料进行以下验收工作：

  1）灌浆接头型式检验报告的验收。

  预制构件厂应对供应商提交的，由有资格的检验单位出具的各规格钢筋连接接头的Ⅰ级接头型式检验报告进行验收。接头型检报告中试件钢筋的牌号、横肋外形应与构件中使用的钢筋相同。灌浆套筒、套筒灌浆料应分别符合JG/T 398和JG/T 408的相关要求。

  2）接头工艺检验

  预制构件厂应抽取灌浆套筒，并用其配套的套筒灌浆料，由培训合格的操作人员模拟构件安装时的工位情况，制作钢筋的灌浆接头。接头试件在标准条件下养护28天后，进行JGJ107所规定的接头工艺检验，检验结果合格后，方可使用该灌浆套筒进行预制构件的生产加工。生产期间如更换钢筋生产厂家，还需补充进行接头工艺检验。

  5.2.2  生产加工

  预制墙、柱在工厂的预制加工，是将一端钢筋与套筒进行连接或安装。

  半灌浆接头应先进行预埋钢筋连接丝头的加工和与灌浆套筒的连接。钢筋螺纹加工和连接应由培训合格的操作人员进行。钢筋丝头的螺纹牙型角度、螺纹直径、螺纹长度均应符合接头设计要求。钢筋与灌浆套筒的连接的拧紧扭矩值、丝头外露长度均应符合JGJ107的相关规定。

  预埋钢筋与灌浆套筒进行螺纹连接后，应按批次对其连接质量进行外观检验，外观检验合格的，再抽样制作灌浆连接接头，进行接头抗拉强度试验。

  预制构件中采用全灌浆套筒时，其外观检验主要是判定预埋连接钢筋插入套筒内的深度应符合接头设计要求。

  钢筋与套筒进行连接或安装生产时，应按批抽样制作灌浆连接接头，进行接头抗拉强度试验，以确认灌浆套筒质量和已完成的连接质量。抽样数量按《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》（在编国家行业标准）或JGJ107标准执行。

  构件生产中，灌浆套筒和钢筋应采用套筒固定件或其它可靠措施固定在模具上。灌浆套筒应与柱底、墙底模板垂直，并采取措施避免套筒和钢筋移位。与灌浆套筒侧壁的灌浆、排浆接头（或孔）相连接的灌浆管、排浆管应定位准确，安装牢固，设有防止混凝土浇筑漏浆的措施。

  图4  灌浆连接预制构件生产照片

  5.2.3 预制构件出厂检验

  预制构件出厂前，应对其外形尺寸、混凝土强度等进行检验。

  构件上的套筒灌浆连接的相关尺寸及位置偏差应符合相关标准的要求。

  构件上的灌浆套筒内腔、灌浆管、排浆管内应无异物，确保通畅。

  5.3 构件安装现场的连接施工

  5.3.1 材料验收

  预制构件进场后，在安装和连接施工前，应对构件接头采用的连接材料进行以下验收工作：

  1）灌浆接头型式检验报告的验收。

  施工单位和预制构件厂一样，应对供应商提交的，由有资格的检验单位出具的各规格钢筋连接接头的Ⅰ级接头型式检验报告进行验收。

  2）套筒灌浆料进场检验

  进场的套筒灌浆料应与预制构件内的灌浆套筒相匹配，进场后按批次抽样，按JG/T 408的产品出厂标准对其主要性能指标进行复验，合格后方可使用。

  如施工单位自行选择与预制构件内套筒接头型式检验报告不同的灌浆料，须用所选灌浆料与预制构件中使用的灌浆套筒制作灌浆接头，取得相应接头的Ⅰ级接头型式检验报告后，方可使用。在安装过程中，还须重新按批制作接头拉伸试验试件，验证灌浆料与预制构件内灌浆套筒的匹配性能和可靠性。

  5.3.2  构件安装与连接

  墙、柱预制构件安装前，应首先检查构件安装部位的钢筋和结构表面质量。

  1）构件安装面上伸出的连接钢筋，其位置和长度均应符合设计要求，钢筋表面不得有异物。

  2）连接面应干净、平整，不得有异物或积水，码放可牢固支撑构件且符合标高要求的垫块。

  构件安装后，应使用坐浆料或其它可靠密封措施，对构件下方水平缝灌浆腔进行密封处理。尺寸大的墙体连接面，宜用坐浆料进行分仓处理。

  灌浆时，应由经培训合格的专业人员进行施工。灌浆料应按产品规定的加水率加水，使用电动高速搅拌器，将拌合水水与灌浆料干粉搅拌均匀，制成灌浆料拌合物（浆料）使用。每班应对灌浆料流动度进行检验，确认满足使用要求后，方可进行灌浆作业。

  预制梁连接钢筋部位安装全灌浆接头套筒，通过连接钢筋上标画的插入深度标记检查套筒位置正确性，套筒灌浆接头的灌浆和排浆孔端口超过套筒内壁最高处，两端密封圈位置正确、无破损。

  灌浆时，应用压力灌浆设备通过接头下方的灌浆孔灌入浆料，直至浆料依次从其它接头的灌浆孔和排浆孔流出后，及时用密封胶塞封堵牢固。

  灌浆施工时宜旁站质量监督员，并记录灌浆料流动度和接头灌浆、排浆口出浆、封堵情况，确保作业无误、记录真实可信。有关现场灌浆作业照片，见图5。

  图5 现场接头灌浆连接施工

  灌浆完成后，构件根据灌浆料使用说明书要求，在抗压强度达到35MPa不得受到冲击或震动；温度较低时，构件防止扰动时间适当延长； 环境温度在5℃以下不宜进行灌浆作业；低温环境灌浆后，应对构件灌浆部位进行加热、保温，防止接头内灌浆料浆料结冰。

  后浇段水平钢筋全灌浆接头连接时，应套筒灌江口和排浆口处于套筒最上方位置。灌浆时，浆料从套筒一端的灌浆口注入，从套筒另一端流出，灌浆口、排浆口浆料位置超过套筒最上外缘即可。

  5.3.3 施工验收

  1）检查施工记录，判定施工中各项操作是否符合要求。

  2）检查接头内灌浆料密实饱满程度，排浆管口的灌浆料表面高度符合接头设计要求为合格。

  3）灌浆料强度检验，施工中，在灌浆地点制取灌浆料抗压强度试块，每个工作班次取样不得少于依次，每次1组（3块），每楼层取样不少于三次。将试块置于标准养护条件下，28天后按照JGJ 408的规定进行抗压强度试验。

  各项检验结果合格后，构件的灌浆连接接头判定为合格。

  6 小结

  钢筋套筒灌浆连接是保证装配式混凝土结构安全的一项关键技术，国家已颁布了指导该项技术和产品应用的行业标准，明确了相关产品的性能和使用要求。规范地应用该项技术和产品，是确保建筑结构质量和安全的基础，也是套筒灌浆连接技术不断创新和持续发展的前提。

  北京建茂将自有发明专利技术成果应用于灌浆套筒、灌浆料产品，在满足现行国家行业标准的要求的同时，具有更为优异的性能。北京建茂的先进技术和优质产品，配合其完善的施工工法，已在国内20多个工程项目中成功应用钢筋灌浆接头数十万个，解决了国内装配式混凝土结构重要技术难题。伴随灌浆连接技术产品更广泛的应用，北京建茂将通过开发创新和综合技术提升，将产品成本不断降低，为我国建筑工业化做出更大贡献。