高层建筑装配式预制墙板钢筋灌浆工艺的制作方法

1.本发明涉及建筑墙板领域，具体涉及高层建筑装配式预制墙板钢筋灌浆工艺。


背景技术：

2.随着建筑物建造的越来越高，对于高层建筑使用装配式预制墙板是更加方便实用的，因此装配式预制墙板的使用也越来越多。装配式预制墙板应用起来也非常方便，即通过提前预制好装配式墙板，在房屋建造时，只通过将预制墙板运输至需要装配的地方进行安装即可，装配式墙板构件制作时，一般是先搭建钢筋支架，再通过向钢筋支架内灌浆制成。
3.然而，现有的装配式预制墙板所灌浆料对预制墙板粘结不牢固，从而导致预制墙板在使用过程中出现安装位置不准的问题，有的浆料在凝固后容易出现开裂和空鼓现象，从而使建筑在长久使用后会出现稳固性问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中装配式预制墙板钢筋灌浆存在的粘接不牢固、在凝固后容易出现开裂和空鼓现象的问题，本发明的目的是提供一种高层建筑装配式预制墙板钢筋灌浆工艺。
5.本发明的目的采用以下技术方案来实现：
6.高层建筑装配式预制墙板钢筋灌浆工艺，包括以下步骤：
7.步骤1，制备混凝土预制墙板：
8.按照需求选择预制墙板的模具，然后按照配方将各成分混合均匀后，浇筑至模具内，在此过程中预装上套筒，且在混凝土预制墙板靠近底部的位置预留有灌浆口，灌浆口与套筒的内部连通，养护之后得到混凝土预制墙板，运输至施工地点；
9.步骤2，预埋钢筋：
10.根据埋件布置图在施工现场的相应位置上做好标记，然后按照标记预埋螺栓进行定位，之后将预留钢筋焊接在预埋螺栓上，在此过程中保证预留钢筋与地面保持垂直；
11.步骤3，预制墙板的安装：
12.用塔吊将混凝土预制墙板吊起，通过调整方向，使混凝土预制墙板底部的套筒与钢筋的位置对准后插入，从而完成混凝土预制墙板的安装；
13.步骤4，预制浆料的灌注：
14.按照配方配置好预制浆料，先将预制浆料通过注浆枪从混凝土预制墙板底部的灌浆口内注入，灌注完成后，将灌浆口进行封堵，养护后即可。
15.优选地，所述步骤1中，混凝土预制墙板运输至施工地点后，放置于预制墙体专用堆放架上。
16.优选地，混凝土预制墙板在进行吊装之前，需要在现浇层上提前设置钢材料的垫片，以方便预制墙板安装时的定位。
17.优选地，所述混凝土预制墙板的安装之后，确定混凝土预制墙板的位置是否准确，
然后使用斜支撑结构对混凝土预制墙板的角度进行调节，确保混凝土预制墙板与地面保持垂直。
18.优选地，所述注浆枪的压力为1～2mpa，灌注流速为1.0～1.5l/min。
19.优选地，通过观察混凝土预制墙板顶部的套筒内是否涌出预制浆料来判断预制浆料是否完全灌注。
20.优选地，所述混凝土预制墙板的成分与预制浆料的成分均为混凝土浆料；混凝土浆料按照重量份数计算，包括以下成分：
21.150～200份硅酸盐水泥、220～250份细骨料、316～372份粗骨料、15～20份粉煤灰、12～24份改性纳米勃姆石、22～30份减水剂、125～150份水。
22.优选地，所述硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥po42.5。
23.优选地，所述细骨料为河砂、湖砂和山砂的至少一种，粒径为0.25～4.75mm。
24.优选地，所述粗骨料为碎石和/或碎卵石，粒径为5～10mm。
25.优选地，所述改性纳米勃姆石的制备方法为：
26.s1.称取2,5-二(氨基甲基)呋喃与环氧基poss混合至n,n-二甲基甲酰胺中，充分搅拌后，加入氢氧化钠粉末，升温至70～80℃，搅拌反应6～8h后，减压除去溶剂并纯化后，得到呋喃基poss聚合物；
27.s2.称取纳米勃姆石粉末与氢氧化钠溶液混合，超声均匀后，升温至50～60℃搅拌处理1～3h，过滤后将固体物使用蒸馏水冲洗一次，干燥处理，得到活化后的纳米勃姆石；
28.s3.将活化后的纳米勃姆石与n-对羧基苯基马来酰亚胺混合至n,n-二甲基甲酰胺中，滴加浓硫酸，升温至120～160℃，搅拌反应2～4h，过滤将固体使用纯水洗涤至少三次后，干燥得到马来酰亚胺基纳米勃姆石；
29.s4.将马来酰亚胺基纳米勃姆石与呋喃基poss聚合物混合至三氯甲烷中，在室温条件下搅拌反应8～10h，干燥处理后，得到改性纳米勃姆石。
30.优选地，所述s1中，环氧基poss为笼型八(2,3-环氧丙氧丙基)poss。
31.优选地，所述s1中，2,5-二(氨基甲基)呋喃、环氧基poss与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1.2:2.36～3.42:10～20。
32.优选地，所述s1中，氢氧化钠粉末与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:100～150。
33.优选地，所述s2中，氢氧化钠溶液的质量分数为5％～10％。
34.优选地，所述s2中，纳米勃姆石粉末与氢氧化钠溶液的质量比为1:6～12。
35.优选地，所述s3中，活化后的纳米勃姆石、n-对羧基苯基马来酰亚胺与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:1.2～1.8:6～10。
36.优选地，所述s3中，浓硫酸的质量浓度为98％，浓硫酸的加入量为活化后的纳米勃姆石质量的0.2％～0.8％。
37.优选地，所述s4中，马来酰亚胺基纳米勃姆石、呋喃基poss聚合物与三氯甲烷的质量比为1:0.45～1.68:8～10。
38.本发明的有益效果为：
39.本发明公开了一种高层建筑装配式预制墙板钢筋灌浆工艺，包括预制混凝土墙板、预埋钢筋、安装预制墙板、灌注预制浆料，然后经过养护后即可。使用本发明的方法设计施工的高层建筑装配不仅施工方便，且建筑结构能够更加的稳定。
40.由于本发明在工艺中使用预埋钢筋将预制墙板稳定安装，之后再进行预制浆料的灌注，减少了在灌注过程中出现的预制墙体倾斜的问题。
41.本发明在混凝土预制墙板制备的过程中，在预制墙板的底部设置灌浆口，这样方便后续灌注浆料能够采用从下至上的方式进行灌注，从而避免从上方灌注出现的压力大空洞多的问题。
42.本发明预制浆料采用的是与混凝土预制墙板相同的材料，这样在灌注凝结后，预制浆料能够与混凝土之间有更好的结合性，从而避免了不同种混凝土所出现的开裂和空鼓、粘合性差的问题。
43.本发明所制备的预制浆料与混凝土预制墙板的材料中，使用了硅酸盐水泥、细骨料、粗骨料作为主要基材，同时加入了粉煤灰、改性纳米勃姆石和减水剂作为辅助材料。其中，改性纳米勃姆石是采用含有氨基的2,5-二(氨基甲基)呋喃与含有环氧基的环氧基poss(环氧基笼型聚倍半硅氧烷)反应之后，再与接枝有n-对羧基苯基马来酰亚胺的纳米勃姆石进行反应，最终得到改性纳米勃姆石。
44.本发明中，改性纳米勃姆石的加入不仅增强了混凝土的强度，减少了混凝土的开裂和空鼓性，而且还具有一定的自修复性。
具体实施方式
45.为了更清楚的说明本发明，对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
46.勃姆石又称软水铝石，分子式是γ-alooh(水合氧化铝)，它和主要成分为α-alo(oh)的水铝石均是铝土矿的主要组成成分，有耐热温度高、与有机物相容性好的优点，因此在化工生产以及材料制备中具有较多的应用。而纳米级的勃姆石，在应用的过程中团聚现象较为严重，许多文献提及用表面活性剂处理这一问题，但也很难达到理想的效果。
47.本发明利用勃姆石制备出含有马来酰亚胺基团的勃姆石，然后与含有呋喃基的poss聚合物结合，从而得到改性纳米勃姆石，改性纳米勃姆石的分散性好，加入至混凝土材料中不仅能够增强混凝土的强度，减少混凝土的开裂和空鼓性，而且还具有一定的自修复性。
48.马来酰亚胺基与呋喃基团能够发生狄尔斯-阿尔德(diels_alder)环加成点击反应，本发明在勃姆石的改性过程中使用了含有马来酰亚胺基团的勃姆石与呋喃基poss聚合物的反应特点。diels_alder环加成点击反应的特点在于，无需催化剂的室温条件下，反应物呋喃基与马来酰亚胺基交联成环加成反应产物，在高温条件下产物再次分解成反应物，待降温后再次发生交联反应，从而完成自修复。
49.勃姆石(γ-alooh)本身就含有大量的羟基，且具有一定吸附能力，本发明使用氢氧化钠溶液对其进行进一步地羟基活化处理，使用蒸馏水冲洗去其表面多余的氢氧化钠后，得到活化后的纳米勃姆石。活化后的纳米勃姆石表面的羟基更加丰富，能够在酸性条件下与羧基发生结合反应，而马来酰亚胺基团在酸性条件下较为稳定，因此使用的n-对羧基苯基马来酰亚胺中的羧基能够与活化后的纳米勃姆石的羟基发生有机结合反应，得到含有马来酰亚胺基团的纳米勃姆石。
50.本发明中的n-对羧基苯基马来酰亚胺是通过以顺丁烯二酸酐和对氨基苯甲酸作为原料，以乙酸乙酯作为溶剂，以无水醋酸钠作为催化剂合成得到。
51.环氧基笼型聚倍半硅氧烷(环氧基poss)是含有环氧键的笼型框架结构，具有良好的热力学稳定性和化学稳定性。本发明使用含有呋喃基团的2,5-二(氨基甲基)呋喃与环氧基笼型聚倍半硅氧烷结合，利用2,5-二(氨基甲基)呋喃内的氨基引发环氧基笼型聚倍半硅氧烷的环氧基团开环，从而得到含有呋喃基的poss聚合物。
52.下面结合以下实施例对本发明作进一步描述。
53.实施例1
54.高层建筑装配式预制墙板钢筋灌浆工艺，包括以下步骤：
55.步骤1，制备混凝土预制墙板：
56.按照需求选择预制墙板的模具，然后按照配方将各成分混合均匀后，浇筑至模具内，在此过程中预装上套筒，且在混凝土预制墙板靠近底部的位置预留有灌浆口，灌浆口与套筒的内部连通，养护之后得到混凝土预制墙板，混凝土预制墙板运输至施工地点后，放置于预制墙体专用堆放架上；
57.步骤2，预埋钢筋：
58.根据埋件布置图在施工现场的相应位置上做好标记，然后按照标记预埋螺栓进行定位，之后将预留钢筋焊接在预埋螺栓上，在此过程中保证预留钢筋与地面保持垂直；
59.步骤3，预制墙板的安装：
60.在现浇层上提前设置钢材料的垫片，以方便预制墙板安装时的定位，用塔吊将混凝土预制墙板吊起，通过调整方向，使混凝土预制墙板底部的套筒与钢筋的位置对准后插入，从而完成混凝土预制墙板的安装，混凝土预制墙板的安装之后，确定混凝土预制墙板的位置是否准确，然后使用斜支撑结构对混凝土预制墙板的角度进行调节，确保混凝土预制墙板与地面保持垂直；
61.步骤4，预制浆料的灌注：
62.按照配方配置好预制浆料，先将预制浆料通过注浆枪从混凝土预制墙板底部的灌浆口内注入，通过观察混凝土预制墙板顶部的套筒内是否涌出预制浆料来判断预制浆料是否完全灌注，灌注完成后，将灌浆口进行封堵，养护后即可；注浆枪的压力为1.5mpa，灌注流速为1.2l/min。
63.上述中，混凝土预制墙板的成分与预制浆料的成分均为混凝土浆料；混凝土浆料按照重量份数计算，包括以下成分：
64.175份普通硅酸盐水泥po42.5、232份细骨料、354份粗骨料、18份粉煤灰、20份改性纳米勃姆石、24份减水剂、133份水。
65.细骨料为河砂、湖砂和山砂的混合物，粒径为0.25～4.75mm；粗骨料为碎石，粒径为5～10mm；粉煤灰的粒径为50～100μm；减水剂为聚羧酸减水剂。
66.改性纳米勃姆石的制备方法为：
67.s1.称取2,5-二(氨基甲基)呋喃与笼型八(2,3-环氧丙氧丙基)poss混合至n,n-二甲基甲酰胺中，充分搅拌后，加入氢氧化钠粉末，升温至75℃，搅拌反应7h后，减压除去溶剂并纯化后，得到呋喃基poss聚合物；2,5-二(氨基甲基)呋喃、笼型八(2,3-环氧丙氧丙基)poss与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1.2:2.78:15；氢氧化钠粉末与n,n-二甲基甲酰胺的
质量比为1:125；
68.s2.称取纳米勃姆石粉末与氢氧化钠溶液混合，超声均匀后，升温至55℃搅拌处理2h，过滤后将固体物使用蒸馏水冲洗一次，干燥处理，得到活化后的纳米勃姆石；氢氧化钠溶液的质量分数为8％；纳米勃姆石粉末与氢氧化钠溶液的质量比为1:8；
69.s3.将活化后的纳米勃姆石与n-对羧基苯基马来酰亚胺混合至n,n-二甲基甲酰胺中，滴加浓硫酸，升温至140℃，搅拌反应3h，过滤将固体使用纯水洗涤至少三次后，干燥得到马来酰亚胺基纳米勃姆石；活化后的纳米勃姆石、n-对羧基苯基马来酰亚胺与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:1.5:8；浓硫酸的质量浓度为98％，浓硫酸的加入量为活化后的纳米勃姆石质量的0.6％；
70.s4.将马来酰亚胺基纳米勃姆石与呋喃基poss聚合物混合至三氯甲烷中，在室温条件下搅拌反应8～10h，干燥处理后，得到改性纳米勃姆石；马来酰亚胺基纳米勃姆石、呋喃基poss聚合物与三氯甲烷的质量比为1:1.06:9。
71.实施例2
72.高层建筑装配式预制墙板钢筋灌浆工艺，包括以下步骤：
73.步骤1，制备混凝土预制墙板：
74.按照需求选择预制墙板的模具，然后按照配方将各成分混合均匀后，浇筑至模具内，在此过程中预装上套筒，且在混凝土预制墙板靠近底部的位置预留有灌浆口，灌浆口与套筒的内部连通，养护之后得到混凝土预制墙板，混凝土预制墙板运输至施工地点后，放置于预制墙体专用堆放架上；
75.步骤2，预埋钢筋：
76.根据埋件布置图在施工现场的相应位置上做好标记，然后按照标记预埋螺栓进行定位，之后将预留钢筋焊接在预埋螺栓上，在此过程中保证预留钢筋与地面保持垂直；
77.步骤3，预制墙板的安装：
78.在现浇层上提前设置钢材料的垫片，以方便预制墙板安装时的定位，用塔吊将混凝土预制墙板吊起，通过调整方向，使混凝土预制墙板底部的套筒与钢筋的位置对准后插入，从而完成混凝土预制墙板的安装，混凝土预制墙板的安装之后，确定混凝土预制墙板的位置是否准确，然后使用斜支撑结构对混凝土预制墙板的角度进行调节，确保混凝土预制墙板与地面保持垂直；
79.步骤4，预制浆料的灌注：
80.按照配方配置好预制浆料，先将预制浆料通过注浆枪从混凝土预制墙板底部的灌浆口内注入，通过观察混凝土预制墙板顶部的套筒内是否涌出预制浆料来判断预制浆料是否完全灌注，灌注完成后，将灌浆口进行封堵，养护后即可；注浆枪的压力为1mpa，灌注流速为1.0l/min。
81.上述中，混凝土预制墙板的成分与预制浆料的成分均为混凝土浆料；混凝土浆料按照重量份数计算，包括以下成分：
82.150份普通硅酸盐水泥po42.5、220份细骨料、316份粗骨料、15份粉煤灰、12份改性纳米勃姆石、22份减水剂、125份水。
83.细骨料为河砂、湖砂和山砂的混合物，粒径为0.25～4.75mm；粗骨料为碎卵石，粒径为5～10mm；粉煤灰的粒径为50～100μm；减水剂为聚羧酸减水剂。
84.改性纳米勃姆石的制备方法为：
85.s1.称取2,5-二(氨基甲基)呋喃与笼型八(2,3-环氧丙氧丙基)poss混合至n,n-二甲基甲酰胺中，充分搅拌后，加入氢氧化钠粉末，升温至70℃，搅拌反应6h后，减压除去溶剂并纯化后，得到呋喃基poss聚合物；2,5-二(氨基甲基)呋喃、笼型八(2,3-环氧丙氧丙基)poss与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1.2:2.36:10；氢氧化钠粉末与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:100；
86.s2.称取纳米勃姆石粉末与氢氧化钠溶液混合，超声均匀后，升温至50℃搅拌处理1h，过滤后将固体物使用蒸馏水冲洗一次，干燥处理，得到活化后的纳米勃姆石；氢氧化钠溶液的质量分数为5％；纳米勃姆石粉末与氢氧化钠溶液的质量比为1:6；
87.s3.将活化后的纳米勃姆石与n-对羧基苯基马来酰亚胺混合至n,n-二甲基甲酰胺中，滴加浓硫酸，升温至120℃，搅拌反应2h，过滤将固体使用纯水洗涤至少三次后，干燥得到马来酰亚胺基纳米勃姆石；活化后的纳米勃姆石、n-对羧基苯基马来酰亚胺与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:1.2:6；浓硫酸的质量浓度为98％，浓硫酸的加入量为活化后的纳米勃姆石质量的0.2％；
88.s4.将马来酰亚胺基纳米勃姆石与呋喃基poss聚合物混合至三氯甲烷中，在室温条件下搅拌反应8h，干燥处理后，得到改性纳米勃姆石；马来酰亚胺基纳米勃姆石、呋喃基poss聚合物与三氯甲烷的质量比为1:0.45:8。
89.实施例3
90.高层建筑装配式预制墙板钢筋灌浆工艺，包括以下步骤：
91.步骤1，制备混凝土预制墙板：
92.按照需求选择预制墙板的模具，然后按照配方将各成分混合均匀后，浇筑至模具内，在此过程中预装上套筒，且在混凝土预制墙板靠近底部的位置预留有灌浆口，灌浆口与套筒的内部连通，养护之后得到混凝土预制墙板，混凝土预制墙板运输至施工地点后，放置于预制墙体专用堆放架上；
93.步骤2，预埋钢筋：
94.根据埋件布置图在施工现场的相应位置上做好标记，然后按照标记预埋螺栓进行定位，之后将预留钢筋焊接在预埋螺栓上，在此过程中保证预留钢筋与地面保持垂直；
95.步骤3，预制墙板的安装：
96.在现浇层上提前设置钢材料的垫片，以方便预制墙板安装时的定位，用塔吊将混凝土预制墙板吊起，通过调整方向，使混凝土预制墙板底部的套筒与钢筋的位置对准后插入，从而完成混凝土预制墙板的安装，混凝土预制墙板的安装之后，确定混凝土预制墙板的位置是否准确，然后使用斜支撑结构对混凝土预制墙板的角度进行调节，确保混凝土预制墙板与地面保持垂直；
97.步骤4，预制浆料的灌注：
98.按照配方配置好预制浆料，先将预制浆料通过注浆枪从混凝土预制墙板底部的灌浆口内注入，通过观察混凝土预制墙板顶部的套筒内是否涌出预制浆料来判断预制浆料是否完全灌注，灌注完成后，将灌浆口进行封堵，养护后即可；注浆枪的压力为2mpa，灌注流速为1.5l/min。
99.上述中，混凝土预制墙板的成分与预制浆料的成分均为混凝土浆料；混凝土浆料
按照重量份数计算，包括以下成分：
100.200份普通硅酸盐水泥po42.5、250份细骨料、372份粗骨料、20份粉煤灰、24份改性纳米勃姆石、30份减水剂、150份水。
101.细骨料为河砂、湖砂和山砂的混合物，粒径为0.25～4.75mm；粗骨料为碎石，粒径为5～10mm；粉煤灰的粒径为50～100μm；减水剂为聚羧酸减水剂。
102.改性纳米勃姆石的制备方法为：
103.s1.称取2,5-二(氨基甲基)呋喃与笼型八(2,3-环氧丙氧丙基)poss混合至n,n-二甲基甲酰胺中，充分搅拌后，加入氢氧化钠粉末，升温至80℃，搅拌反应8h后，减压除去溶剂并纯化后，得到呋喃基poss聚合物；2,5-二(氨基甲基)呋喃、笼型八(2,3-环氧丙氧丙基)poss与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1.2:3.42:20；氢氧化钠粉末与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:150；
104.s2.称取纳米勃姆石粉末与氢氧化钠溶液混合，超声均匀后，升温至60℃搅拌处理3h，过滤后将固体物使用蒸馏水冲洗一次，干燥处理，得到活化后的纳米勃姆石；氢氧化钠溶液的质量分数为10％；纳米勃姆石粉末与氢氧化钠溶液的质量比为1:12；
105.s3.将活化后的纳米勃姆石与n-对羧基苯基马来酰亚胺混合至n,n-二甲基甲酰胺中，滴加浓硫酸，升温至160℃，搅拌反应4h，过滤将固体使用纯水洗涤至少三次后，干燥得到马来酰亚胺基纳米勃姆石；活化后的纳米勃姆石、n-对羧基苯基马来酰亚胺与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1:1.8:10；浓硫酸的质量浓度为98％，浓硫酸的加入量为活化后的纳米勃姆石质量的0.8％；
106.s4.将马来酰亚胺基纳米勃姆石与呋喃基poss聚合物混合至三氯甲烷中，在室温条件下搅拌反应10h，干燥处理后，得到改性纳米勃姆石；马来酰亚胺基纳米勃姆石、呋喃基poss聚合物与三氯甲烷的质量比为1:1.68:10。
107.对比例
108.高层建筑装配式预制墙板钢筋灌浆工艺，同实施例1，区别在于：
109.混凝土浆料按照重量份数计算，包括以下成分：
110.175份普通硅酸盐水泥po42.5、232份细骨料、354份粗骨料、18份粉煤灰、20份纳米勃姆石、24份减水剂、133份水。
111.为了更加清楚的说明本发明，将本发明实施例1～3以及对比例中所制备得到的混凝土浆料进行浇筑，浇筑之后覆盖养护持续七天，之后进行性能上的检测，抗压强度根据标准gb/t 50081-2011进行检测，抗裂等级按照《混凝土结构设计规范》的要求判断，收缩性根据标准gb/t 11972-1997检测(21天)，空鼓率为在浇筑完成后第90天时，检测混凝土的空鼓面积所占的百分比，结果如表1所示：
112.表1混凝土浆料浇筑性能检测
[0113] 实施例1实施例2实施例3对比例28天抗压强度(mpa)128.5121.2133.6104.9抗裂性/级
ⅰⅰⅰⅱ
收缩性(μm/m)612627618883空鼓率(％)＜1＜1＜12.7
[0114]
而为了验证自修复性，本发明将实施例1与对比例制备的混凝土在制备过程中，不
进行前期养护1天后，直接迅速干燥，从而形成裂纹，将形成裂纹后的实施例1和对比例的混凝土在水中浸泡30min后一起放置于100℃烘箱中处理20min，之后取出并自然冷却至室温，能够观察到实施例1方法制备的混凝土表面裂纹有明显修复，而对比例的混凝土则几乎无变化。
[0115]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。