本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种低温环境钢筋连接用灌浆料及其制备方法和应用。
背景技术：
目前，装配式混凝土结构的工业化建筑已经形成即将在全国广泛大面积推广的趋势，但已有的钢筋灌浆连接技术存在很多问题需要解决。
钢筋连接用灌浆料是一种专用的高强度水泥基灌浆料，包括套筒灌浆料和钢筋浆锚搭接连接用灌浆料，该灌浆料加水搅拌均匀后使用，均具有良好的流动性、早强、高强、微膨胀等性能，但是，现有钢筋连接用灌浆料主要为常温环境用产品，当灌浆施工的环境和混凝土结构体处于低温或负温时，其拌合物灌入连接套筒或金属波纹管或预留孔道后会在很短的时间内(终凝前)降低至负温，不仅灌浆料早期强度很低，甚至可能因冻害导致其最终强度无法达到设计指标。由于缺乏在低温条件下施工的套筒灌浆料产品、施工工艺，现行国家行业标准《钢筋连接用套筒灌浆料》jg/t408-2013只规定灌浆料在室温20℃条件下的性能指标；《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》jgj355-2015则规定：环境温度低于5℃不宜施工，低于0℃不得施工；《装配式混凝土结构技术规程》jgj1-2014中对钢筋套筒灌浆连接接头、钢筋浆锚搭接连接接头的灌浆作业也规定了：灌浆施工时，环境温度不应低于5℃；当连接部位养护温度低于10℃时，应采取加热保温措施。所述加热保温措增加的措施费用对于建设项目会导致成本增加很多，不适合大量应用。
因此，低负温环境使用的钢筋连接用灌浆料及其低温性能指标有待开发和建立。
技术实现要素：
为解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种耐低温环境钢筋连接用灌浆料及其应用。
本发明的技术方案如下：
提供一种低温环境钢筋连接用灌浆料，由如下重量份的各原料组成：水泥35-55份，矿物掺合料5-20份，早强组分0-30份，骨料30-50份，减水剂0.1-0.5份，塑性膨胀剂0-0.03份，消泡剂0-0.1份，稳定剂0-0.05份，引气剂0-0.05份，缓凝剂0-1份，促凝剂0-0.05份。
优选的，所述灌浆料由如下重量份的各原料组成：水泥35-55份，矿物掺合料10-20份，早强组分15-25份，骨料30-50份，减水剂0.1-0.5份，塑性膨胀剂0.01-0.03份，消泡剂0.05-0.1份，稳定剂0.01-0.05份，引气剂0.01-0.05份，缓凝剂0.1-1份，促凝剂0.01-0.05份。
优选的，所述水泥为普通水泥、硅酸盐水泥或高贝利特硫铝酸盐水泥或其混合物。
优选的，所述普通水泥为p·o42.5、p·o42.5r、p·o52.5、p·o52.5r中的至少一种，所述硅酸盐水泥为p·i42.5/52.5/62.5、p·i42.5r/52.5r/62.5r、p·ii42.5/52.5/62.5、p·ii42.5r/52.5r/62.5r中的至少一种，所述高贝利特硫铝酸盐水泥为hbsac42.5/52.5/62.5中的至少一种。
优选的，所述矿物掺合料为硅灰、重钙超细粉、矿粉、粉煤灰、微珠粉煤灰中的至少一种；更优选的，所述重钙超细粉的粒径为2000目。
优选的，所述早强组分为通用的早强剂或通过生石灰和0.2～0.6wt％的硬脂酸共同粉磨制成的脂膜早强剂亦或通过硫酸铝、硫铝酸钙、铝酸钙于1000℃温度以上混合而成的自制复合早强剂；更优选的，所述早强组分为通过硫酸铝、硫铝酸钙、铝酸钙于1000～1300℃温度下混合而成的自制复合早强剂。
优选的，所述骨料为粒径小于2mm的天然砂或人工砂。
优选的，所述减水剂为聚羧酸类减水剂、三聚氰胺类减水剂中的至少一种；更优选的，所述聚羧酸类减水剂为德国巴斯夫生产的2651f、瑞士西卡生产的540p、上海英杉新材料科技有限公司生产的pc200、上海三瑞高分子材料有限公司生产的600p的至少一种。
优选的，所述塑性膨胀剂为聚乳酸颗粒和/或ac发泡剂。
优选的，所述消泡剂为有机硅粉末消泡剂；更优选的，所述有机硅粉末消泡剂为日本产的b-328f、德国agitan生产的p803、美国产的消泡剂df6352中的至少一种。
优选的，所述稳定剂为聚丙烯酰胺稳定剂、羟丙基甲基纤维素醚稳定剂、聚乙二醇稳定剂中的至少一种。
优选的，所述引气剂为flotage-ae-1。
优选的，所述缓凝剂为硼酸类缓凝剂、酒石酸类缓凝剂、葡萄糖酸盐类缓凝剂、柠檬酸类缓凝剂中的至少一种；更优选的，所述缓凝剂为硼酸、酒石酸、柠檬酸、硼酸钠、酒石酸钠、葡萄糖酸钠中的至少一种。
优选的，所述促凝剂为甲酸钙、碳酸锂、亚硝酸钙、亚硝酸钠中的至少一种。
本发明还提供一种制备前述低温环境钢筋连接用灌浆料的方法，是将所有原料放入无重力混合机中，混合10分钟后即可得到所述的低温环境钢筋连接用灌浆料。
本发明还提供前述低温环境钢筋连接用灌浆料在建筑领域中的应用，应用时将所述低温环境钢筋连接用灌浆料与水按照水料重量比0.12-0.16的比例加入搅拌机中，搅拌均匀得到灌浆料拌合物；优选的，所述水料重量比为0.14。
本发明具有下述优点：
1)应用时，加水量少，具有低水料比的特点，且灌浆料具有极佳的流动性，不分层，不泌水。
2)在低负温条件下具有膨胀性能。
3)具有良好的负温水化特性，在不采取或少采取加热、保温措施的情况下，适用于-10℃～10℃及以上环境的套筒灌浆施工，解决了5℃以下特别是0℃以下灌浆施工的难题。
4)本发明的灌浆料加水拌合后30分钟后流动度大于260mm，可以保证足够的灌浆时间。
5)不含氯盐等对钢筋有腐蚀作用的早强成分。
具体实施方式
现结合具体实施方式对发明进一步详细的说明。应当理解，本实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。
实施例1
本发明的低温环境钢筋连接用灌浆料，其原料组成如下：
高贝利特硫铝酸盐水泥hbsac52.5——45kg
硅灰——5kg
粒径为0.1mm～1mm的石英砂——50kg
聚羧酸类减水剂pc200(上海英杉)——0.15kg
三聚氰胺类减水剂sm——0.1kg
消泡剂p803(德国agitan)——0.1kg
聚乙二醇稳定剂(粘度为6400mpa·s)——0.005kg
flotage-ae-1——0.01kg
酒石酸——0.2kg
碳酸锂——0.02kg
将以上原料采用无重力高效混合机混合10分钟后即得到一种低温环境钢筋连接用灌浆材料，将其定量分装于双层防潮包装袋中。现场施工时，将该灌浆材料与水按照水料重量比0.14的比例加入搅拌机中(其中拌合水不需要加热，10℃即可)，搅拌均匀得到一种低温环境钢筋连接用灌浆料拌合物。
上述灌浆料适用于-10℃至10℃的施工环境，采用截锥圆模测试灌浆料拌合物的扩展度。初始流动度不小于320mm，30分钟流动度不小于300mm，，不离析、不泌水，凝结时间不少于50min。-5℃环境下，1天抗压强度r-1d为35mpa，7天抗压强度r-7d为66mpa，转入20℃环境养护28天后强度为83.6mpa，标准养护28d强度为92.9mpa，是标准养护强度的90％(负温转常温28d抗压强度值除以标养28d的抗压强度值)。根据《水泥基灌浆材料应用技术规范》(gb/t50448—2015)表4.1.2，用于冬季施工的水泥基灌浆材料性能指标r-7+28d/r28d≥80％视为合格。
低负温膨胀性能参数：-10℃环境下3h竖向膨胀率≥0.02％；24h与3h竖向膨胀率差值在0.02-0.5％之间。
实施例2
本发明的低温环境钢筋连接用灌浆料，其原料组成如下：
硅酸盐水泥p﹒ii52.5——37.5kg
早强组分——12.5kg
硅灰——10kg
粒径为0.5mm-2mm的石英砂——50kg
聚羧酸类减水剂540p(瑞士西卡)——0.13kg
三聚氰胺类减水剂sm——0.1kg
聚乳酸颗粒——0.02kg
消泡剂df6352(美国迈图)——0.1kg
聚丙烯酰胺稳定剂(粘度为10800mpa·s)——0.007kg
flotage-ae-1——0.01kg
柠檬酸0.15kg
碳酸锂0.01kg
将以上原料采用无重力高效混合机混合10分钟后即得到一种低温环境钢筋连接用灌浆材料，将其定量分装于双层防潮包装袋中。现场施工时，将该材料与水按照水料重量比0.125的比例加入搅拌机中(其中拌合水不需要加热，10℃即可)，搅拌均匀得到一种低温环境钢筋连接用灌浆料拌合物。
上述灌浆料适用于-10℃至-0℃的施工环境，采用截锥圆模测试灌浆料拌合物的扩展度。初始流动度不小于320mm，30分钟流动度不小于300mm，不离析、不泌水，凝结时间不低于50min。-5℃环境1天抗压强度r-1d为40mpa，7天抗压强度r-7d为69mpa，转入20℃环境养护28天后强度为92.5mpa，标养28d抗压强度为98.6mpa，是标准养护强度的93.8％。根据《水泥基灌浆材料应用技术规范》(gb/t50448—2015)表4.1.2，用于冬季施工的水泥基灌浆材料性能指标r-7+28d/r28d≥80％视为合格。
低负温膨胀性能参数：0℃环境下3h竖向膨胀率≥0.02％；24h与3h竖向膨胀率差值在0.02-0.5％之间。
实施例3
本发明的低温环境钢筋连接用灌浆料，其原料组成如下：
高贝利特硫铝酸盐水泥hbsac52.5——40kg
微珠粉煤灰——5kg
超细矿粉(800目)——6.7kg
粒径为0.3mm-1mm的石英砂——48.3kg
聚羧酸类减水剂600p(上海三瑞)——0.15kg
聚乳酸颗粒——0.02kg
消泡剂b-328f(艾迪科株式会社)——0.1kg
羟丙基甲基纤维素醚(粘度为4000mpa·s)——0.008kg
flotage-ae-1——0.01kg
葡萄糖酸钠——0.3kg
将以上原料采用无重力高效混合机混合10分钟后即得到一种低温环境钢筋连接用灌浆材料，将其定量分装于双层防潮包装袋中。现场施工时，将该材料与水按照水料质量比0.15的比例加入搅拌机中(其中拌合水不需要加热，10℃即可)，搅拌均匀得到一种低温环境钢筋连接用灌浆料拌合物。
上述灌浆料适用于0℃至5℃的施工环境，采用截锥圆模测试灌浆料拌合物的扩展度。初始流动度不小于300mm，30分钟流动度不小于280mm，不离析、不泌水，凝结时间不低于45min。0℃环境1天抗压强度r-1d为45mpa，7天抗压强度r-7d为73mpa，转入20℃环境养护28天后强度为93.1mpa，标养28d抗压强度为95.9mpa，是标准养护强度的97％。根据《水泥基灌浆材料应用技术规范》(gb/t50448—2015)表4.1.2，用于冬季施工的水泥基灌浆材料性能指标r-7+28d/r28d≥80％视为合格。
低负温膨胀性能参数：5℃环境下3h竖向膨胀率≥0.02％；24h与3h竖向膨胀率差值在0.02-0.5％之间。
实施例4
本发明的低温环境钢筋连接用灌浆料，其原料组成如下：
硅酸盐水泥p·ii52.5——40kg
早强组分——10kg
粒径为0.1mm～1mm的石英砂——45kg
硅灰——2kg
微珠粉煤灰——3kg
减水剂2651f(德国巴斯夫)——0.20kg
ac发泡剂——0.01kg
消泡剂df6352(美国迈图)——0.1kg
聚乙二醇(粘度为6400mpa·s)——0.005kg
flotage-ae-1——0.01kg
酒石酸——0.1kg
将以上原料采用无重力高效混合机混合10分钟后即得到一种低温环境钢筋连接用灌浆材料，将其定量分装于双层防潮包装袋中。现场施工时，将该材料与水按照水料重量比0.12的比例加入搅拌机中(其中拌合水不需要加热，10℃即可)，搅拌均匀得到一种低温环境钢筋连接用灌浆料拌合物。
上述灌浆料适用于-5℃至5℃的施工环境，采用漏斗粘度计测试1725ml灌浆料拌合物的流出时间。初始流动度不小于330mm，30分钟流动度不小于300mm，不离析、不泌水，凝结时间不低于60min。0℃环境1天抗压强度r-1d为35mpa，7天抗压强度r-7d为72mpa，转入常温环境养护28天后强度为106.3mpa，标养28d抗压强度为107.4mpa，是标准养护强度的99％。根据《水泥基灌浆材料应用技术规范》(gb/t50448—2015)表4.1.2，用于冬季施工的水泥基灌浆材料性能指标
r-7+28d/r28d≥80％视为合格。
低负温膨胀性能参数：5℃环境下3h竖向膨胀率≥0.02％；24h与3h竖向膨胀率差值在0.02-0.5％之间。
实施例5
本发明的低温环境钢筋连接用灌浆料，其原料组成如下：
普通水泥p·o52.5——35kg
早强组分——15kg
粒径为0.1mm～1mm的石英砂——35kg
重钙超细粉(粒径8μm左右)——8kg
微珠粉煤灰——7kg
减水剂540p(瑞士西卡)——0.20kg
ac发泡剂——0.01kg
消泡剂df6352(美国迈图)——0.1kg
聚乙二醇(粘度为6400mpa·s)——0.005kg
酒石酸——0.5kg
亚硝酸钾——0.04kg
将以上原料采用无重力高效混合机混合10分钟后即得到一种低温型钢筋连接用灌浆材料，将其定量分装于双层防潮包装袋中。现场施工时，将该材料与水按照水料重量比0.13的比例加入搅拌机中(其中拌合水不需要加热，10℃即可)，搅拌均匀得到一种低温型钢筋连接用灌浆料拌合物。
上述灌浆料适用于-5℃至5℃的施工环境，采用漏斗粘度计测试1725ml灌浆料拌合物的流出时间。初始流动度不小于330mms，30分钟流动度不小于300mm，不离析、不泌水，凝结时间不低于60min。0℃环境1天抗压强度r-1d为34mpa，7天抗压强度r-7d为65mpa，转入常温环境养护28天后强度为96.3mpa，标养28d抗压强度为101.4mpa，是标准养护强度的95％。根据《水泥基灌浆材料应用技术规范》(gb/t50448—2015)表4.1.2，用于冬季施工的水泥基灌浆材料性能指标
r-7+28d/r28d≥80％视为合格。
低负温膨胀性能参数：0℃环境下3h竖向膨胀率≥0.02％；24h与3h竖向膨胀率差值在0.02-0.5％之间。
实施例6
本发明的低温环境钢筋连接用灌浆料，其原料组成如下：
硅酸盐水泥p﹒ii52.5——35kg
高贝利特硫铝酸盐水泥hbsac52.5——10kg
粒径为0.1mm～1mm的机制砂——45kg
早强组分——5kg
重钙超细粉(2000目)——9kg
微珠粉煤灰——4kg
减水剂pc200(上海英杉)——0.20kg
ac发泡剂——0.03kg
消泡剂df6352(美国迈图)——0.1kg
聚乙二醇(粘度6400mpa·s)——0.005kg
葡萄糖酸钠0.8kg
甲酸钙0.03kg
所述早强组分为4kg硫酸铝、4kg硫铝酸钙、4kg铝酸钙于1300℃温度下混合而成的自制复合早强剂。
将以上原料采用“无重力高效混合机”混合10分钟后即得到一种低温环境钢筋连接用灌浆材料，将其定量分装于双层防潮包装袋中。现场施工时，将该材料与水按照水料重量比0.12的比例加入搅拌机中(其中拌合水不需要加热，10℃即可)，搅拌均匀得到一种低温环境钢筋连接用灌浆料拌合物。
上述灌浆料适用于-10℃至10℃的施工环境，采用漏斗粘度计测试1725ml灌浆料拌合物的流出时间。初始流动度320mm，30分钟流动度290mm，不离析、不泌水，凝结时间100min。0℃环境1天抗压强度r-1d为40mpa，7天抗压强度r-7d为70mpa，转入常温环境养护28天后强度为95.3mpa，标准养护28d强度为98.2mpa，是标准养护强度的97％。根据《水泥基灌浆材料应用技术规范》(gb/t50448—2015)表4.1.2，用于冬季施工的水泥基灌浆材料性能指标r-7+28d/r28d≥80％视为合格。
低负温膨胀性能参数：0℃环境下3h竖向膨胀率≥0.02％；24h与3h竖向膨胀率差值在0.02-0.5％之间。
以上对本发明的描述仅是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员应当理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效修饰，但是它们都将落入本发明的保护范围内。