北京思达建茂预制构件钢筋连接用灌浆套筒

1、实用文档 预制构件钢筋连接用灌浆套筒、灌浆材料及应用 北京思达建茂 钱冠龙 1 引言 近几年，我国的建筑工业化发展迅速，装配式混凝土结构建筑已在 城市住宅建设中尽显优势，施工环保、建造周期短的特点也为城市减少 环境污染和大气雾霾做出了贡献。随着装配式混凝土结构应用的发展， 一些地方级设计、施工标准相继出台，相关产品国家行业标准陆续颁布 实施，业内期盼已久的住建部国家行业技术标准装配式混凝土结构 技术规范 JGJ1-2014 已正式批准发布（ 2014 年 10 月 1 日起开始实 施），装配式混凝土结构应用即将进入高速发展阶段。预制构件的受力 钢筋的连接技术是直接影响装配式混凝土结构安全度的关

2、键，早已成为 装配式混凝土结构相关产业的关注焦点之一，而钢筋套筒灌浆连接技术 是国内外公认的一种最成熟、可靠的解决方案，必将在我国的工业化建 筑中得到广泛的应用。 以下结合我单位（北京建茂）在钢筋套筒灌浆连接技术和产品开发、 应用的经验，以及国内相关标准规范的要求，就预制构件钢筋套筒灌浆 连接件、材料及应用等内容进行一些介绍，并以此与 PC 技术专家和行业 同仁们相互交流和学习。 2 钢筋灌浆连接接头与应用 2.1 灌浆连接技术原理及接头结构形式 钢筋套筒灌浆连接接头由带肋钢筋、灌浆套筒和专用灌浆料所组成。 连接技术原理是：连接钢筋插入套筒后，将专用灌浆料灌入套筒， 充满套筒与钢筋之间的间隙，

3、灌浆料硬化后与钢筋横肋和套筒内壁形成 紧密啮合，并在钢筋和套筒之间有效传力，即将两根钢筋连接在一起。 本文中的灌浆料专指水泥基灌浆料，而采用灌注熔融金属材料的套 筒灌浆连接，称为熔融金属灌浆接头，不在本文讨论范围。 按钢筋与连接套筒相连接方式的不同，分为全灌浆和半灌浆两种接 头。 全灌浆接头是一种传统的灌浆连接形式，连接套筒与两端的钢筋均 采用灌浆连接方式，两端的钢筋均须为带肋钢筋，接头结构如图 1a 所示 半灌浆接头是一种较新的灌浆连接形式，连接套筒与一端钢筋采用 灌浆连接方式连接，而另一端采用机械连接方式连接，目前已有应用的 机械连接方式是直螺纹连接和锥螺纹连接，接头结构如图1b所示 全灌

4、浆捲头 b .牛雀泵接头 图1灌浆接头结构示意图 2.2接头在混凝土结构中应用 钢筋套筒灌浆接头允许应用在以下混凝土结构部位： 1）预制柱、预制剪力墙的竖向钢筋连接处。可采用半灌浆接头或全 灌浆接头。 2）预制叠合梁下部连接处后浇段的纵向钢筋连接处。采用全灌浆接 头。 由于预制构件的连接钢筋接头不得不在同一截面布置，因此在装 配式混凝土结构技术规范JGJ1-2014中明确规定，采用套筒灌浆连接 的纵向钢筋，其接头应满足现行国家行业标准钢筋机械连接技术规程 JGJ107中的I级接头的性能要求。 接头是否达到I级接头的性能要求，通过JGJ107规定的接头型式检 验进行判定，其内容包括：单向拉伸、高

5、应力反复拉压和大变形反复拉 压3项试验，对接头的变形性能和抗拉强度进行检测，各项均达到I级 接头性能指标的接头，方可判为I级接头。不同规格钢筋的套筒灌浆连 接接头要分别进行型式检验。接头型式检验性能指标见表1。 型武脸疲试绘顷目 级推头牲肓龄&标 棘余娈形【4） g毛a io（时） w0.14（31645 暑大力总伸扶率*） （试件斷干 或试件礦环千揍汝时）I 离蛊力良豪拉压 残余交牺（4 旅拉强喪IPa） fAh 试件斷于钢翳目巧 衣化蛊1仏低件腹坏于揍头时） 试验 W6I3 且 专 a & 抗拉登虑遐已 Gsi件斷于IfiiS时； 慕 心三1一10仇试件縄坏于換洪TH 3钢筋连接用灌浆套筒

6、 3.1套筒结构形式 国家行业标准钢筋连接用灌浆套筒JG/T398-2012将灌浆套筒按 加工方式分为铸造灌浆套筒和机械加工灌浆套筒，按结构形式分为全灌 浆套筒和半灌浆套筒，见图2。 d L :灌浆套筒总长；L0 :锚固长度；L1:预制端预留钢筋安装调整长 度；L2 :现场装配端预留钢筋安装调整长度 T:灌浆套筒壁厚；d:灌浆套筒外径；D:内螺纹的公称直径；D1： 螺纹的基本小径； D2:半灌浆套筒螺纹端与灌浆端连接处的通孔直径；D3:灌浆套筒 锚固段环形突起部分的内径 图2灌浆套筒结构示意图 3.2JG/T398的一般规定 为保证套筒横截面的承载能力，全灌浆套筒的中部、半灌浆套筒的 排浆孔位

7、置计入最大负公差后的屈服承载力和抗拉承载力的设计应符合 JGJ 107的规定。 为保证套筒内灌浆料对钢筋的锚固能力，灌浆套筒灌浆连接端钢筋 锚固长度L0不宜小于8倍钢筋直径。 为保证钢筋安装在套筒内的长度L在其允许偏差范围内时，套筒内 钢筋长度最短不小于接头型式检验确定的锚固长度，最长不大于套筒灌 浆腔最大深度，灌浆套筒中间轴向定位点两侧应预留钢筋安装调整长度， 预制端L1不应小于10mm现场装配端 L2不应小于20mm 为保证套筒灌浆腔对灌浆料的锚固能力，腔内设置的剪力槽的数量 应符合表2的规定；剪力槽两侧凸台轴向厚度不应小于2mm 表2灌浆套筒单侧灌浆腔内剪力槽数量 疣捲羽前直径 価 12

8、也 22船 3640 剪力槽数呈，亍 3 ? 4| 5 灌浆套筒采用铸造工艺制造时宜选用球墨铸铁，采用机械加工工艺 制造时宜选用优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢、合金结构钢或其 它经过接头型式检验确定符合要求的钢材。采用球墨铸铁制造的灌浆套 筒，材料应符合 GB/T 1348的规定，其材料性能尚应符合表3的规定。 采用优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢、合金结构钢加工的灌浆套 筒，其材料的机械性能应符合GB/T 699、GB/T 8162、GB/T 1591 和 GB/T 3077的规定，同时应符合表3的规定。 表3灌浆套筒的材料性能要求 项目 昧墨蒔钱性能指标 各类衲洲性能指和 3S5 抗

9、竝强處* MFa 550 事000 斷后伸氏率，嶋 5 10 球化率* % 85 / lac250 / 3.4套筒尺寸偏差 钢筋连接用灌浆套筒JG/T398对灌浆套筒的尺寸偏差的主要规 定见表4。 表4灌浆套筒尺寸偏差表 序号 项呂 灌弟奪简尺寸偏產 铸谱灌浆套筒 机鹹加工灌浆套首 钢筋直径*血 1220 2232 1220 2252 40 1 外径说许偏差附 .3 1.0 1.5 a.e 0.8 0. 8 2 长度说许偏差1価 C QhOIXL) 4 3 話囲段环形嘆超剖势的 戊匸民：h町卞垃匸刑痢 公称直獰蒔佰】餉 10 10 3.5套筒外观质量 钢筋连接用灌浆套筒JG/T398对灌浆套筒

10、外观质量要求为： 采用铸造工艺加工的灌浆套筒内外表面不应有影响使用性能的夹渣、 冷隔、砂眼、缩孔、裂纹等质量缺陷。采用机械加工工艺加工的灌浆套 筒表面不得有裂纹或影响接头性能的其它缺陷；灌浆套筒端面和外表面 的边棱处应无尖棱、毛刺。 3.6套筒力学性能 钢筋连接用灌浆套筒JG/T398要求灌浆套筒应与灌浆料匹配使 用,采用灌浆套筒连接钢筋接头的抗拉强度应符合JGJ107中I级接头的 规定。 3.7JM灌浆套筒 北京思达建茂JM灌浆套筒产品包括：预制剪力墙和预制柱竖向钢筋 连接用CT系列灌浆直螺纹套筒（半灌浆套筒），预制叠合梁水平钢筋连 接用CTH系列全灌浆套筒。 CT系列灌浆直螺纹套筒和 CT

11、H系列灌浆套筒的特点是: 1）套筒材料全部采用优质碳素结构钢材料，强度高、韧性好、性能 稳定；2）套筒内部结构采用高精度数控机床加工，尺寸精确、可靠度高； 3）套筒采用北京建茂获国家发明专利的技术成果：多段、双斜面剪力槽 灌浆腔结构，见图 3，套筒外形尺寸缩到了最小，优于国外灌浆套筒产品 j 悴式半灌浆套筒 b.分体式半灌疥会筒 图3CT系列灌浆套筒结构示意图 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

12、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

13、规定。 套筒灌浆料使用温度应不低于5 C。 4.3 JG/T 408的对灌浆料性能要求及 CGMJ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 项目 性能指标 JG/T 408 标准 CGMJMW 型 CGMJM- 流动度 （mm 初始 300 310 300 30mi n 260 280 270 6

14、0mi n / 260 抗压强度 （MPa 1d 35 35 3d 60 60 28d 85 85| | 110 竖向膨胀率 （% 3h 0.02 0.02 24h与3h差值 0.02 0.5 0.02 0.5 氯离子含 量（% 0.03 0.03 泌水率（% 0% 0% 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

15、25mm以下钢筋连接接头，采用加水率高的 85MPa级CGMJM-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CGMJMffl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，

16、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

17、，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。 522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JGJ1

18、07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

19、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。 a. 半灌浆接头钢筋丝头加工 b. 半灌浆接头构件钢筋笼 c. 全灌浆构件钢筋及模具 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

20、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

21、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。 a.墙手动灌浆 c.梁手动 b.柱电动灌浆 灌浆 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