1 　概述
应用高强砼的建筑物,其构件截面小,钢筋用量大,分布密集,施工难度大,当施工不慎时,浇捣的砼容易出现蜂窝、松散和孔隙,为确保建筑物的安全和耐久,这就需要我们采用一种与高强砼弹性模量相近、收缩微小、可灌性强的材料对蜂窝和孔隙的部位进行灌浆补强。另外,为了提高大型机械设备的安装精度,也需要采用高强度、收缩小、可灌性强的材料灌注地脚螺栓及机器底座等。采用哪一种灌浆材料才能够满足以上两方面的需要呢? 以往的灌浆材料通常有两类: ①低标号的水泥灌浆材料; ②化学灌浆材料。低标号的水泥灌浆材料为确保其可灌性,水灰比通常为0. 5～0. 6 左右,因此强度较低、收缩较大,已不能适应高强砼的需要。化学灌浆材料成本高,施工困难,通常用于较小裂缝的灌浆补强。因此,我们结合灌浆补强的工程实践,对高强水泥灌浆材料进行了试验研究,试验采用八种外加剂、六种砼膨胀剂、粉煤灰及矿粉(含硅粉) ,进行了51 次试验,试配成功抗压强度达C80、流动度13. 5 秒,和易性好,满足可灌性要求的高强水泥灌浆材料。

2 　高强水泥灌浆材料的性能要求
高强水泥灌浆材料的性能要求:高强度、高流动性、不泌水、收缩微小、细度小、可灌性强等特点,其性能指标如下:
(1) 抗压强度:它表示水泥浆液硬化后的抗压强度。采用7. 07 cm 立方体砂浆试模,测定7 d、28d、60 d 龄期抗压强度,强度越高越好,要求强度达到C60 以上。
(2) 流动度:它表示水泥浆液的稀稠程度,也表示浆液流动性的高低。流动度的测试方法是采用一定容积的漏斗,装人2 000 mL 的浆液,以一定的高度自由下落,装满1 000 mL 容量所需要的时间来表
示(如图1 所示) 。分初流动度和放置30 min 后流动度,流动度越小越好,凭实践经验,要求流动度小于15 s 。

　(3) 分层度:由于水泥浆液中,水泥的表观密度与水不同,容易产生水泥沉积而浆液泌水现象,为保证灌浆质量,浆液的分层、离析应越小越好。分层度凭实践经验,在试验中通过定性来评价。
(4) 细度: 为了使浆液能够充分充填蜂窝、孔隙,保证灌注质量,水泥及掺合料细度应尽可能小,要求材料细度小于5 % 。
(5) 自由干缩率:它表示浆液硬化后的干缩大小。采用水泥胶砂干缩试验方法,测定7 d、14 d、28d、60 d 龄期的自由干缩率。浆液的干缩越小越好,要求小于千分之一。
(6) 限制膨胀率:它表示浆液硬化后内包钢筋时的膨胀性能,采用砼膨胀剂标准中的限制膨胀率试验方法,测定14 d、28 d、60 d 龄期的限制膨胀率。要求膨胀率不小于万分之二。

3 　使用原材料品种
为了达到高强水泥灌浆材料的各项性能要求,必须科学地选择各种原材料,试验选用原材料应为:性能效果好,质量稳定,由可靠大厂生产,价格便宜。我们选用如下原材料:
(1) 水泥:珠江水泥厂生产的越秀牌525R 硅酸盐Ⅱ型水泥。
(2) 掺合料两种: ①黄埔电厂生产的Ⅱ级粉煤灰; ②山西省建一公司科研所研制的矿粉。
(3) 膨胀剂六种: ① 安徽产UEA ; ② 江门产UEA ; ③安徽产AEA ; ④广州市建科所产的KM- Ⅱ型; ⑤天津产UEA ; ⑥飞来峡工程应用的低温煅烧氧化镁。
(4) 外加剂八种: ①湛江产FDN - 5 ; ②湛江产FDN - 440 ; ③ 河北正定产SPA - 2 ; ④ 东莞产SM(液) ; ⑤中国建材院产N 型; ⑥中国建材院产N 缓型; ⑦中国建研院产SF1 ; ⑧中国建研院产SF2 。

4 　试验方法和研制过程
4. 1 　试验方法
采用正交试验法优选出高强水泥灌浆材料配方。正交试验法是一种科学地安排与分析多因素、多水平及多指标这类试验问题的方法。它能够帮助我们只选择一部分有代表性的试验方案,从而减少了工作量,并给出了科学分析试验结果的方法。
4. 2 　研制过程
4. 2. 1 　阶段(初步试验阶段)
(1) 根据高强水泥灌浆材料的性能指标,对原材料进行挑因素、选水平,列出了八因素三水平表,见表1 。

(2) 选用L27 (313) 正交表,并根据交互作用之影响,将八因素合理的排好表头。
(3) 列出27 种试验方案表,然后做27 次试验,将27 次试验数据填入正交表并进行极差计算。
(4) 采用极差法分析试验数据,并作出各因素与指标关系图和各因素极差大小图,如图2 所示。