[发明专利]一种钢筋套筒用结构与感知功能一体化智能灌浆料

说明书

本发明公开了一种钢筋套筒用结构与感知功能一体化智能灌浆料，所述智能灌浆料采用以下原料按重量比混配均匀而成：P.Ⅱ52.5R硅酸盐水泥，1.0；石英砂，0.9～1.32；功能填料，0.011～0.01625；粉煤灰，0～0.13；硅灰，0.06～0.13；矿粉，0～0.13；外加剂，0.04525～0.06990；水，0.24～0.27。本发明的智能灌浆料具备应变、应力自感知性能和良好的电学稳定性能，并同时满足钢筋套筒用高强灌浆料对工作性能的相关要求，为灌浆套筒具备灌浆缺陷和应力状态的自监测能力提供了关键材料基础，解决了传统灌浆料应用部位难以监测的技术问题。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种钢筋套筒用结构与感知功能一体化智能灌浆料。

背景技术

混凝土是世界上使用最多的材料之一，它与世界资源、能源消耗、二氧化碳排放等密切相关。传统的施工方法存在诸多问题，如：环境污染、扬尘污染、水资源浪费、施工周期长。加上我国人口优势逐渐减弱，人口老龄化加剧，这一现象导致劳动力短缺和生产成本不断上升。因此，装配式建筑因其自身的优点而被大力提倡，日本每年约建造15万套预制房屋，欧洲多国装配率高达80％，我国从2013年开始，陆续颁布并实施了一系列政策措施，来大力提倡并强制新建建筑物达到一定比例的装配率。但是，装配式结构的耐久性一直为人们所担忧。其中，不同构件之间的连接是影响装配式建筑整体性和耐久性的关键。钢筋套筒连接形式是对预制构件进行搭接的主要方式之一，灌浆料是整个套筒连接的薄弱环节，其在施工过程中的灌浆质量和服役过程中的工作性能对整体结构的安全性、耐久性至关重要。

装配式建筑用高强灌浆料是以高标号水泥作为胶凝材料，并且加入一定量的砂、膨胀剂、减水剂等其他组分形成的干混料，使其具有微膨胀、高流动性等性能。过去，大量的试验研究主要针对灌浆料的机械性能和工作性能，通过掺加粉煤灰、硅灰、高效聚羧酸减水剂、膨胀剂等原材料，可以提高传统灌浆料的抗压强度、流动度、竖向膨胀率等性能。然而目前，高强灌浆料质量仍参差不齐，其在施工过程中的灌浆质量和服役过程中的工作性能难以保证。目前，针对灌浆套筒连接部位的监测方法主要通过外加光纤光栅、压电陶瓷等传感器，或者借助电磁波、X射线、超声波等方式，以上方法存在诸多局限性：与混凝土结合耐久性差；成本高；施工难度大；受限于灌浆套筒的狭窄空间。与此同时，目前针对灌浆套筒应力状态监测方法的研究相对较少，其无损监测方法相对单一。

最近，自感知水泥基复合材料得到大力发展。通过添加功能填料，使传统的水泥基材料具备了感知应力、应变和破坏程度的能力，同时具有良好的电学稳定性能。1930年左右，国外就开始了对自感知水泥基复合材料的研究。到目前为止，已有十余种类型的功能填料被应用到水泥基材料中。其中，多尺度的碳基材料是目前应用最多的功能填料类型。但是，现有针对自感知水泥基复合材料的研究显示，其流动度、抗压强度等工作性能远不能满足高强灌浆料对工作性能的要求。

目前，装配式建筑用钢筋套筒使用的灌浆材料多以传统高强灌浆料为主，这种材料不具备应力自感知性能和良好的电学稳定性能。从而，传统灌浆料填充的灌浆套筒等连接部位不具备灌浆缺陷和应力状态的自监测能力。目前，关于灌浆套筒用智能灌浆料的研究未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢筋套筒用结构与感知功能一体化智能灌浆料，其具备应变、应力自感知性能和良好的电学稳定性能，并同时满足钢筋套筒用高强灌浆料对工作性能的相关要求，为灌浆套筒具备灌浆缺陷和应力状态的自监测能力提供了关键材料基础，解决了传统灌浆料应用部位难以监测的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种钢筋套筒用结构与感知功能一体化智能灌浆料，采用以下原料按重量比混配均匀而成：P.Ⅱ52.5R硅酸盐水泥，1.0；石英砂，0.9～1.32；功能填料，0.011～0.01625；粉煤灰，0～0.13；硅灰，0.06～0.13；矿粉，0～0.13；外加剂，0.04525～0.06990；水，0.24～0.27，其中：