二次灌漿料施工要領(lǐng)

時(shí)間：2018-01-03作者：北京瑞晟特建材有限公司瀏覽：428

二次灌漿料施工要領(lǐng)13718243989




摘要 依據(jù)大量的試驗(yàn)成果，闡明 CGM 高強(qiáng)無(wú)收縮灌漿料是一種具有早強(qiáng)、高強(qiáng)、高流態(tài)、微膨脹和耐久性好等多種優(yōu)點(diǎn)的新型復(fù)合材料。它是將流態(tài)混凝土、早強(qiáng)高強(qiáng)混凝土、膨脹混凝土和外加劑等多種混凝土技術(shù)綜合運(yùn)用。 CGM high-strength non-shrinkage grouting material Abstract ： Based on a great of experiment results, high-strength non-shrinkage grouting material is composite material which has many features including early-strength 、 high-strength 、 natural flow, micro-expansion. It is also a technology use of many concrete including natural flow concrete, early-strength and high-strength concrete, expansion concrete, admixture concrete and so on. Key words ： high-strength non-shrinkage, grouting material, expansion 為了提高冶金、石化和電力等系統(tǒng)的軋鋼、連鑄、壓縮機(jī)、大功率泵和發(fā)電機(jī)等大型與特大型設(shè)備的安裝精度，加快安裝速度和延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，需要采用流動(dòng)度大、強(qiáng)度高和具膨脹特性的灌漿材料。這類(lèi)材料不僅可用于大中型設(shè)備的地腳螺栓的錨固、墊板座漿的二次灌漿，也可用于梁柱接頭，工程搶修等具有早強(qiáng)、高強(qiáng)、無(wú)收縮和高流態(tài)要求的建筑施工。 一、 CGM 新灌漿料性能研究 1 、 CGM 灌漿料是一種具有早強(qiáng)、高強(qiáng)、高流態(tài)、微膨脹和耐久性好等多種優(yōu)點(diǎn)的新型復(fù)合材料。為此，它的研究與開(kāi)發(fā)包含流態(tài)混凝土，高強(qiáng)早強(qiáng)混凝土，膨脹混凝土和外加劑應(yīng)用等多種技術(shù)，以無(wú)機(jī)膠凝材料和高強(qiáng)骨料為主，通過(guò)摻入不同種類(lèi)的外加劑使得產(chǎn)品具有各種要求的性能，其主要性能如表 1 所示。 表 1 產(chǎn)品主要性能 名稱(chēng) 豎向膨脹率 /% 抗壓強(qiáng)度 /MPa 流動(dòng)度 /mm 鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度 /MPa 1d 3d 28d 圓鋼 螺紋鋼 CGM 0.01~0.05 30~45 35~55 50~75 260 6.0 13.0 二、試驗(yàn)材料和方法 1 、試驗(yàn)方法執(zhí)行下列標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范 (1) 跳桌流動(dòng)度 GB8077 — 87 (2) 豎向膨脹率 GBll9 — 88 (3) 抗壓強(qiáng)度 GBll9 — 88 (4) 凝結(jié)時(shí)間 GBll7 — 85 (5) 鋼筋粘結(jié)力 YBJ222 — 90 (6) 疲勞試驗(yàn) GBJ82 — 85 (7) 彈性模量 JBJ70 — 90 (8) 砂漿抗?jié)B JC474 — 92 (9) 凍融 CBJ82 — 85 (10) 鋼筋銹蝕 YBJ222 — 90 (11) 熱膨脹 GB7320 — 87 2 、試驗(yàn)用材料 (1)CGM 灌漿料 (2) 自來(lái)水 三、性能  用于設(shè)備灌漿的 CGM 灌漿料材料是一種具有高強(qiáng)、早強(qiáng)、高流動(dòng)態(tài)和微膨脹等特性的混合材料。它主要是由特殊膠凝材料、膨脹材料、高強(qiáng)骨料和多種外加劑組成的?，F(xiàn)對(duì)試驗(yàn)成果作一介紹。 1 、流動(dòng)度 流動(dòng)度指標(biāo)是灌漿施工有無(wú)成效的重要條件。根據(jù)國(guó)外設(shè)計(jì)，一般要求灌漿料的跳桌流動(dòng)度大于 240mm ，以保證灌漿料依靠自重或稍加插搗就能流進(jìn)所要填充的全部空隙。按不同水料比測(cè)定的 CGM 灌漿料的流動(dòng)度和強(qiáng)度 ( 見(jiàn)圖 1 與表 2) ，圖 1 表 2 顯示 CGM 灌漿料隨著用水量的增加流動(dòng)度增大，而抗壓強(qiáng)度則降低。 表 2 用水量對(duì)流動(dòng)和強(qiáng)度的影響 W ——　% CGM 流動(dòng)度 /mm 抗壓強(qiáng)度 /MPa 1d 3d 28d 11 160 58 60 75 12 220 50 56 72 13 260 48 52 69 14 280 44 50 65 15 310 38 45 58 根據(jù)試驗(yàn)，在不同溫度條件下該材料流動(dòng)性延續(xù)時(shí)間對(duì)流動(dòng)度影響見(jiàn)表 3 。施工中應(yīng)注意對(duì)攪拌好的灌漿料不宜久置。 表 3 時(shí)間延續(xù)對(duì)流動(dòng)度的影響 W ——　% CGM 溫度 / ℃ 流動(dòng)度 /mm 0min 30min 60min 90min 120min 13 10 260 260 250 240 210 13 20 260 265 240 230 190 13 35 260 250 200 175 140 2 、凝結(jié)時(shí)間 灌漿料的凝結(jié)時(shí)間直接影響到施工連續(xù)性和質(zhì)量。 CGM 中膠凝材料的水化速度隨環(huán)境溫度不同而改變，凝結(jié)時(shí)間也隨之變化。所測(cè)定的不同溫度和流動(dòng)度 CGM 的凝結(jié)時(shí)間 ( 表 4) ，可供不同條件下施工參考之用。 表 4 CGM 的凝結(jié)時(shí)間 流動(dòng)度 /mm 溫度 / ℃ 凝結(jié)時(shí)間 /h 初凝 終凝 210 20 3.8 6.7 270 20 4.1 7.0 270 10 5.8 8.3 210 10 5.6 8.0 270 35 2.8 4.9 3 、限制膨脹性 在設(shè)備安裝中，用灌漿料澆筑的二次灌漿層上表面高度不能**初始表面高度，而且要向上有一定膨脹變化，這種變形稱(chēng)為豎向限制膨脹。地腳螺栓的錨固有一定的膨脹應(yīng)力，使螺栓錨于應(yīng)力場(chǎng)中，可大大地提高抗拉拔的能力。見(jiàn)圖 2 、表 5 表明 CGM 灌漿料在常溫下都有一定的豎向限制膨脹性，限制膨脹率在 0.010% ～ 0.040 ％范圍內(nèi)，并在灌漿后十天左右開(kāi)始穩(wěn)定。 表 5 CGM 在常溫膨脹率 ％ 1d 2d 3d 7d 10d 14d 28d 0.008 0.010 0.012 0.026 0.030 0.032 0.036 4 、抗壓和抗折強(qiáng)度 按國(guó)內(nèi)規(guī)范要求，一般設(shè)備安裝的二次灌漿采用的細(xì)石混凝土強(qiáng)度應(yīng)比設(shè)備基礎(chǔ)混凝土高一級(jí)。當(dāng)用無(wú)墊板方式安裝設(shè)備時(shí)，按國(guó)外設(shè)計(jì)要求，灌漿料的一天抗壓強(qiáng)度要達(dá)到 30MPa ， 28d 抗壓強(qiáng)度達(dá)到 60MPa ，甚至較高 ( 如鋼連鑄 ) 。為了滿足上述設(shè)計(jì)要求，在對(duì) CGM 原材料配比進(jìn)行大量試驗(yàn)研究后，測(cè)定的抗壓、抗折強(qiáng)度的范圍值見(jiàn)表 6 。 表 6 CGM 的抗壓抗折強(qiáng)度 MPa 抗壓強(qiáng)度 抗折強(qiáng)度 1d 3d 28d 1d 7d 28d 30~40 40~55 60~75 6~8 10~14 12~14 從表 6 數(shù)據(jù)可見(jiàn)， CGM 的早期和后期抗壓強(qiáng)度都達(dá)到國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)要求，抗折強(qiáng)度與普通混凝土相比較有優(yōu)越性。因此，可以在有早強(qiáng)、高強(qiáng)要求的國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口設(shè)備的二次灌漿工程中使用。 四、其它性能指標(biāo) 1 、鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度 對(duì)圓鋼筋一天的粘結(jié)強(qiáng)度已**過(guò) 6.0MPa ，對(duì)螺紋鋼筋一天的粘結(jié)強(qiáng)度已**過(guò) 13.0MPa 。因此， CGM 灌漿料可部分代替環(huán)氧樹(shù)脂作地腳螺栓的錨固材料。 2 、抗?jié)B性 CGM 灌漿料的抗?jié)B水性較一般防水混凝土能力好得多。機(jī)油滲透率、油滲深度、強(qiáng)度增長(zhǎng)率等多項(xiàng)試驗(yàn)表明，該材料浸油后強(qiáng)度不降低，耐油滲性能好。 3 、低溫和凍融性能 CGM 具有良好的低溫性能，在冰箱 - 5 ℃ ，環(huán)境 -10 ℃ 的條件下使用時(shí)，其 7d 抗壓強(qiáng)度不** 30MPa 。轉(zhuǎn)為標(biāo)溫養(yǎng)護(hù)后，其抗壓強(qiáng)度立即上升，能滿足較低溫度下的工程設(shè)計(jì)和施工要求。低溫型的 CGM 在凍融后強(qiáng)度幾乎不損失。因此，可適用于在凍融環(huán)境中的設(shè)備安裝工程。 4 、不導(dǎo)致鋼筋銹蝕 CGM 灌漿材料往往與鋼筋和鐵制設(shè)備基礎(chǔ)長(zhǎng)期接觸。試驗(yàn)表明其系列產(chǎn)品在自然電位處于鈍化狀態(tài) (0 ～ 300mV) ；試塊劈開(kāi)后，所埋的鋼筋無(wú)腐蝕。因此，可以說(shuō) CGM 灌漿料不會(huì)導(dǎo)致鋼筋銹蝕。 五、結(jié)論 1 、 CGM 灌漿料有很好的流動(dòng)性，適用于設(shè)備的二次灌漿、地腳螺栓錨固和工程維修； 2 、 CGM 灌漿料的初凝時(shí)間、終凝時(shí)間和膨脹率均滿足工程設(shè)計(jì)和施工要求； 3 、 CGM 灌漿料具有很高的抗壓強(qiáng)度，完全可滿足國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口設(shè)備對(duì)灌漿體強(qiáng)度的要求； 4 、 CGM 灌漿料與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度高，可替代環(huán)氧樹(shù)脂作為地腳螺栓的錨固材料，且在自然電位下對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕作用。 5 、 CGM 灌漿料的抗?jié)B水性好，抗油滲和浸蝕能力強(qiáng)，低溫條件下強(qiáng)度較高，且抗凍融性較好。 CGM 灌漿料具有良好的耐疲勞性，在 200 萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)后，靜壓強(qiáng)度仍很高，而同條件下普通同標(biāo)號(hào)混凝土在 15 萬(wàn)次時(shí)就已破壞。據(jù)國(guó)內(nèi)外資料顯示，摻灌漿料的彈性模量都**普通混凝土，這有益于減緩設(shè)備的振動(dòng)荷載對(duì)基礎(chǔ)的沖擊壓力。在 CGM 灌漿料膨脹觀測(cè)過(guò)程中，灌漿料膨脹速率存在一定波動(dòng)，經(jīng)數(shù)次試驗(yàn)分析，排除試驗(yàn)誤差后的影響，可能是受水泥熟料中不同礦物水化的影響，這一機(jī)理尚待證實(shí)?？偠灾?， CGM 灌漿料工程性能佳，適用范圍廣，是一種很好灌漿材料。

一、用途     各種機(jī)械設(shè)備安裝二次灌漿     熱荷設(shè)備基礎(chǔ)墊層     各種設(shè)備安裝地腳螺栓錨固     抗熱輻射環(huán)境建筑結(jié)構(gòu) 二、特性     自流免振 —— 砂漿自流，施工免振，確保無(wú)漏空灌漿     微 膨 脹 —— 澆注體長(zhǎng)期使用無(wú)收縮     早強(qiáng)高強(qiáng) —— 澆后 1 天強(qiáng)度可達(dá) 30 ～ 50MPa     持久高強(qiáng) —— 絕無(wú)后期強(qiáng)度下降之慮     耐 油 滲 —— 密實(shí)抗?jié)B適應(yīng)機(jī)座油污環(huán)境     抗 剝 離 —— 新舊界面結(jié)合牢固 三、技術(shù)指標(biāo) 強(qiáng)度 MPa 豎向膨脹率 流動(dòng)度 鋼筋粘接力 需水量 一次灌漿厚度 澆注 用量 臨界粒度 1d 3d 28d 30～50 60～80 90～100 0.1～3‰ ≥ 300㎜ 6MPa (圓鋼) 11～13% ≤ 200㎜ 2200㎏/m 3 2㎜(粒度可調(diào)整)

[ 應(yīng)用實(shí)例 1] CGM 高強(qiáng)灌漿料在軋機(jī)基礎(chǔ)中的應(yīng)用 隨著科技的進(jìn)步，材料產(chǎn)業(yè)也得到飛速的發(fā)展。正如混凝土一樣，水泥基灌漿材料也由原來(lái)的高強(qiáng)灌漿料逐步向高性能灌漿料的方向發(fā)展。高性能水泥基灌漿料是以水泥為主要膠凝劑，選擇高莫氏硬度的材料為骨料，輔以流化劑、微膨脹、防離析等組分配制而成的干混料。在施工現(xiàn)場(chǎng)只需加入一定比例的水?dāng)嚢?，硬化后具有一定的?qiáng)度，且具有流動(dòng)性好、有效接觸面高、微膨脹、用水量范圍比較寬、不離析、不泌水等性能特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于設(shè)備基礎(chǔ)灌漿、鋼結(jié)構(gòu)柱腳灌注、空洞修補(bǔ)、軌道基礎(chǔ)灌漿、后澆帶灌漿等。目前應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大，已擴(kuò)展至梁板柱墻的加固，大體積基礎(chǔ)搶修灌注等領(lǐng)域。 1 高性能灌漿料的性能 1.1 流變性 灌漿料是高流態(tài)的材料，流變性的好壞至關(guān)重要，是可施工的先決條件。目前國(guó)內(nèi)反映灌漿料流變性的指標(biāo)是依據(jù)《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》 (YB/T9261 — 98) 測(cè)量新拌灌漿料的流動(dòng)度。這種方法并不能完全反映拌合物的流變行為，例如有的灌漿料粘聚性比較高，流速很慢，較終也能達(dá)到比較大的流動(dòng)度。粘聚性較高意味著灌漿過(guò)程中需要克服較大的摩擦阻力才能填充整個(gè)灌漿空間，這種測(cè)量方法并不能十分準(zhǔn)確地反映灌漿料的施工行為。這樣的灌漿料也不適合應(yīng)用于薄壁結(jié)構(gòu)灌注，特別是對(duì)較長(zhǎng)的設(shè)備基礎(chǔ)的二次灌漿。 在國(guó)外，反映灌漿料流變性的性能指標(biāo)多采用流秒的方式。如日本資料介紹，用上口直徑 70mm ，下口直徑 14mm ，高 400mm 的圓錐體，堵住下口，往其中倒?jié)M灌漿料，放開(kāi)下口，同時(shí)計(jì)時(shí)，到錐體內(nèi)的物料流完 ( 一般以透亮為準(zhǔn) ) 為止。也就是說(shuō)通過(guò)灌漿料流經(jīng)圓錐體的時(shí)間反映流變性，這種方法比較適合骨料較細(xì)的灌漿料。而國(guó)內(nèi)的灌漿料的骨料一般都大于 2mm ，因而不適合采用流秒的方法。 結(jié)合國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)研究情況和工程實(shí)踐，評(píng)判灌漿料的流變性能的優(yōu)劣，應(yīng)采用流動(dòng)長(zhǎng)度與流經(jīng)時(shí)間相結(jié)合的方式。即流槽 ( 德國(guó) maxit 公司試驗(yàn)儀器 ) 的方法，測(cè)量在流槽左端 1L 錐體內(nèi)的新拌灌漿料在槽內(nèi)流動(dòng)距離，若流動(dòng)距離較長(zhǎng)，說(shuō)明流速快，該材料的流動(dòng)性越好，易于澆灌。同時(shí)測(cè)量流動(dòng)終止時(shí)所需要的時(shí)間。 30 min 后重復(fù)上述試驗(yàn)過(guò)程 ( 即新拌灌漿料流變性的經(jīng)時(shí)損失 ) 。我們選用國(guó)外的兩種高性能灌漿料，記為 A 和 B ；國(guó)內(nèi)某灌漿料，記為 C ，與 CGM 灌漿料對(duì)比，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 1 。 表 1 流槽法測(cè)量流變性的試驗(yàn)結(jié)果 序號(hào) 用水量 /% 流變性項(xiàng)目 流動(dòng)距離 / ㎜ 流動(dòng)終止時(shí)間 /s 流動(dòng)距離 / ㎜ 流動(dòng)終止時(shí)間 /s A 16 755 145 675 165 18 856 165 770 170 B 14 626 112 570 135 16 693 127 615 150 C 15 747 210 645 240 17 785 227 670 265 CGM 13 850 165 775 180 15 908 170 865 185 試驗(yàn)結(jié)果表明：同國(guó)外灌漿料相比，流動(dòng)終止所需時(shí)間要長(zhǎng)，但流動(dòng)距離都比較大；同國(guó)內(nèi)的灌漿料相比，無(wú)論是流動(dòng)距離，還是流動(dòng)終止所需要的時(shí)間，都有較大的優(yōu)勢(shì)。作為高性能灌漿材料，必須具有很好的流變性，在施工過(guò)程中盡量不采用輔助措施，完全依靠自身的流變行為，就能順利地把整個(gè)灌漿層填充飽滿。 1.2 豎向膨脹 豎向膨脹率是高性能灌漿料的另一個(gè)比較重要的性能指標(biāo)。灌漿料是一種流動(dòng)性比較高的材料，必然帶來(lái)一定程度的收縮，收縮包含多種形式，包括沉降收縮和由于表面水分散失而引起的干燥收縮以及自收縮等，這些收縮導(dǎo)致灌漿層與設(shè)備基礎(chǔ)板脫離，嚴(yán)重的是大面積空鼓。為了彌補(bǔ)這一缺陷，灌漿料都具有微膨脹性，而國(guó)內(nèi)絕大部分的灌漿料的膨脹都發(fā)生在硬化階段，即便是硬化膨脹大于塑性階段的收縮，也會(huì)造成接觸面降低。按照《水硬性水泥基灌漿材料 ( 無(wú)收縮 ) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》 (ASTM 1107) 的 C 類(lèi)要求，高性能灌漿料的膨脹性應(yīng)是復(fù)合型的，既要有硬化后的膨脹，也要有塑性膨脹。 利用 Shrinkage cone 錐體收縮測(cè)試單元測(cè)試灌漿料的膨脹性。其測(cè)試原理是在新拌灌漿料的表面放置一個(gè)具有反射功能的玻璃薄片，由于灌漿料豎向高度的變化會(huì)引起玻璃薄片位置的改變，激光在薄片上的反射距離也就相應(yīng)的有所不同，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析處理得出膨脹曲線。國(guó)內(nèi)的灌漿料 C 和 CGM 高性能灌漿料的膨脹曲線如圖 1 和圖 2 所示。從曲線上可以看出，只有硬化后膨脹的灌漿料在塑性階段是收縮的，而硬化后的膨脹又不能很好地彌補(bǔ)早期的收縮；而復(fù)合型膨脹無(wú)論是塑性階段還是硬化階段，都是正值，且膨脹量的絕大部分發(fā)生在塑性階段。國(guó)外的灌漿料的膨脹性都是復(fù)合型的，且尤為注重早期的塑性膨脹。 圖 1 只有硬化后的膨脹曲線　　　　　　　 圖 2 復(fù)合型的膨脹曲線 1.3 與設(shè)備底板的有效接觸面 有效承載接觸面 (EBA) 就是灌漿層的上表面與設(shè)備底板實(shí)際接觸的面積與設(shè)備底板面積之比，以百分比的形式表述。對(duì)于高性能灌漿料而言，也是較其重要的性能指標(biāo)，直接反映灌漿料與設(shè)備基礎(chǔ)板接觸的程度，目前只有國(guó)外的個(gè)別供貨商 ( 如美國(guó)的五星公司 ) 提出這一個(gè)概念，國(guó)內(nèi)剛剛認(rèn)識(shí)到這一性能。若接觸面比較低，會(huì)造成應(yīng)力集中，對(duì)設(shè)備的危害較大。 《耐化學(xué)腐蝕聚合物灌漿料的流動(dòng)性和承載面積的試驗(yàn)方法》 (ASTM C1339) ，給出聚合物灌漿料有效接觸面積的測(cè)定方法。參照此方法，我們自制船型模，見(jiàn)圖 3 所示，上鋼板尺寸 150 mm × 600 mm ，厚 10 mm ；上下鋼板間隙為 50mm 。將拌和好的灌漿料從一側(cè)倒人，直至從另一側(cè)溢出為止。 24h 后取下鋼板，觀察灌漿層上表面，與標(biāo)準(zhǔn)圖樣進(jìn)行對(duì)比，確定有效承載接觸面。幾次的試驗(yàn)結(jié)果表明，高性能灌漿料同兩家國(guó)外的產(chǎn)品的 EBA 都在 95 ％以上，而國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品的有效接觸面都比較低。 圖 3 船型模示意 有效承載面的大小，主要與灌漿結(jié)束后表面氣泡量和豎向膨脹率有關(guān)。當(dāng)表面富集大量的氣泡時(shí)，就會(huì)形成氣泡空穴，較大地降低了有效接觸面；如果膨脹率太小，會(huì)導(dǎo)致空鼓，因而要求有比較高的塑性膨脹，在水化的塑性階段就形成密實(shí)接觸。因而塑性膨脹對(duì)有效接觸面的高低起到至關(guān)重要的作用。 1.4 用水量范圍 目前國(guó)內(nèi)的很多灌漿料的用水量范圍都比較窄。為便于澆筑，在施工過(guò)程中，往往會(huì)增大水料比，這樣會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面影響，灌漿料的分層度增大，骨料沉降明顯，在灌漿層的上表面形成漿體的富集區(qū)，同下表面相比，膠砂比大了許多，待硬化后，表面水分蒸發(fā)，收縮比較大，增大了開(kāi)裂的趨勢(shì)。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度和濕度情況， CGM 高性能灌漿料的用水量可以在 3 個(gè)百分比范圍內(nèi)調(diào)整，而不會(huì)發(fā)生離析、泌水現(xiàn)象，較大地方便了施工。 1.5 強(qiáng) 度 抗壓強(qiáng)度若過(guò)大，彈性模量增大，灌漿材料的脆性比較大，會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面作用，包括水化熱大，易產(chǎn)生溫度裂縫；后期收縮大，蠕變和徐變?cè)龃蟮取９酀{料 28d 抗壓強(qiáng)度在 65 MPa 以上，可以滿足絕大部分工程需要。通過(guò)對(duì)材料的改性，使其壓折比大幅度降低，增加了灌漿料的韌性，減小了開(kāi)裂的趨勢(shì)。 2 工程應(yīng)用  某連續(xù)軋機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)底板寬 500 ㎜，每塊設(shè)備基礎(chǔ)板長(zhǎng) 7.5 m ，板與板之間用螺栓連接，拱計(jì) 12 塊板，構(gòu)成全長(zhǎng) 100m 的生產(chǎn)線。灌漿層的厚度為 25mm 。為了便于施工，模板與設(shè)備底座四周的水平距離 100mm ；施工的難點(diǎn)在于灌漿層的厚度比較薄，需要連續(xù)灌漿，屬于精度較高的二次灌漿。經(jīng)過(guò)多方對(duì)比試驗(yàn)，選用 CGM 高性能灌漿料，采用壓力法連續(xù)作業(yè)，一次澆筑 30t 。目前設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，受到了使用單位的高度評(píng)價(jià)。 3 結(jié) 語(yǔ) a) 采用流動(dòng)距離與流經(jīng)時(shí)間相結(jié)合的方式反映高性能灌漿料的流變性。 b) 按照 ASTM 1107 的 C 類(lèi)要求，高性能灌漿料不僅有硬化后的膨脹，還要有塑性膨脹，且塑性膨脹對(duì)有效承載接觸面 (EBA) 尤為重要。 c) 為使荷載均勻傳遞，降低集中的影響，高性能灌漿料的有效承載接觸面要大于 90 ％。 d) 在滿足工程需要的前提下，高性能灌漿料的抗壓強(qiáng)度不宜過(guò)高，應(yīng)盡可能地提高折壓比。 e) 高性能灌漿料主要應(yīng)用于精確灌漿。    水泥基無(wú)收縮灌漿料 水泥基灌漿料因其常溫下具有自密實(shí)、高強(qiáng)度、無(wú)收縮等優(yōu)異性能，在設(shè)備基礎(chǔ)二次灌漿、地腳螺栓錨固、混凝土加固、修補(bǔ)等方面具有廣泛的應(yīng)用。由于進(jìn)口的灌漿料價(jià)格昂貴，加之國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求較大，因此，國(guó)內(nèi)近幾年對(duì)灌漿料的研究十分活躍并**了很大進(jìn)展，從材料的性能和成本方面都有所突破。但總體上國(guó)內(nèi)的無(wú)機(jī)灌漿料基本是依靠在硅酸鹽水泥中添加膨脹劑，促使水泥漿體內(nèi)部形成鈣礬石，獲得灌漿料的早強(qiáng)、高強(qiáng)、微膨脹等性能，由于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上膨脹劑性能的穩(wěn)定性并不十分理想，因此，該體系灌漿料的工程應(yīng)用性能穩(wěn)定性也令人堪憂。本文通過(guò)采用硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥復(fù)合膠凝體系成功地研制出可操作時(shí)間長(zhǎng)、大流動(dòng)性、早強(qiáng)、高強(qiáng)、微膨脹的離性能灌漿料，并對(duì)灌漿料的凝結(jié)時(shí)間、流動(dòng)性能、強(qiáng)度形成等特點(diǎn)做一定分析。 1 、原材料選擇   水泥：顏 42 ． 5R 普通硅酸鹽水泥，初凝時(shí)間 118min ，終凝時(shí)間 275 min ， 3d 、 28d 抗壓強(qiáng)度分別為 24.5 、 48.6MPa ，抗折強(qiáng)度分別為 4.8 、 6.9MPa ，安定性合格； CA-50 鋁酸鹽水泥， A1 2 O 3 為 53 ％， SiO 2 為 6.8 ％， Fe 2 O 3 為 2.0 ％， 6h 、 1d 、 3d 抗壓強(qiáng)度分別為 23.0 、 42.0 、 54.0MPa ，抗折強(qiáng)度分別為 3.4 、 5.6 、 6.8MPa 。 集料：石英砂； G 型摻合料：與水泥水化產(chǎn)物反應(yīng)，補(bǔ)償收縮；減水劑：高效減水劑，減水率 25 ％。其它外加劑：熟石灰粉； L 型促凝劑； S 型緩凝劑； P 型消泡劑等。 2 、實(shí) 驗(yàn) 2.1 實(shí)驗(yàn)的技術(shù)路線 (1) 硅酸鹽水泥與鋁酸鹽水泥復(fù)合使用時(shí)，會(huì)出現(xiàn)閃凝而無(wú)法操作，因此，需要選用合適的緩凝劑，使灌漿料的凝結(jié)時(shí)間滿足要求，且保持必要的流動(dòng)性和早期強(qiáng)度。 (2) 為了使灌漿料獲得理想的流動(dòng)性能和強(qiáng)度，摻加非引氣型高效減水劑。 (3) 灌漿料既要有較大的流動(dòng)性能，又不能出現(xiàn)泌水和離析現(xiàn)象，所以除考慮骨料的級(jí)配和數(shù)量外還要適當(dāng)增加漿體稠度，使骨料能懸浮在漿體中，提高灌漿料的施工性能。 (4) 硅酸鹽水泥硬化體易出現(xiàn)收縮，因此，在本實(shí)驗(yàn)中要確定硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥和 G 型摻合料的用量，使體系內(nèi)生成適量富含結(jié)合水的晶體產(chǎn)物，以補(bǔ)償收縮。 2.2 實(shí)驗(yàn)方法 凝結(jié)時(shí)間、泌水率試驗(yàn)采用灌入阻力法按 GB/T50080 規(guī)定進(jìn)行。 流動(dòng)度試驗(yàn)按 GB 50119 — 2003 附錄 A 進(jìn)行，其中截錐形圓模的尺寸改為：高度 (60 ± 0.5)mm ；上口內(nèi)徑 (70 ± 0.5 ) ㎜ ；下口內(nèi)徑 (100~0.5 ) ㎜ ；下口外徑 12 0 ㎜ 。 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)按 GB/T17671 — 1999 進(jìn)行。將拌合好的水泥基灌漿材料倒入試摸，不振動(dòng)。 豎向膨脹率按 GB 50119 — 2003 附錄 C 進(jìn)行。 2.3 灌漿料的配制 根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)法，得出較佳配合比見(jiàn)表 1 。 依據(jù) JC/T98 6 — 2005 《水泥基灌漿材》所規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方法對(duì)所配制的水泥無(wú)收縮灌漿料進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表 2 。 3 、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析  3.1 凝結(jié)時(shí)間 水灰比為 0.5 ，不同溫度下硅酸鹽水泥和鋁酸鹽水泥混合體的初凝時(shí)間見(jiàn)圖 1 。 表 1 正交實(shí)驗(yàn)配合比 ％ 石英砂 2 0 ～ 40 目 9.60 4 0 ～ 70 目 23.90 7 0 ～ 140 目 19.10 硅酸鹽水泥 33.40 鋁酸鹽水泥 5.70 G 型摻合料 6.70 減水劑 0.50 L 型促凝劑 0.20 S 型緩凝劑 0.18 P 型消泡劑 0.23 熟石灰 0.38 拌合水 16.20 表 2 灌漿料的主要技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng)目 技術(shù)指標(biāo) 實(shí)測(cè)值 初凝時(shí)間 /min ≥ 120 143 泌水率 /% ≤ 1.0 0.8 初始流動(dòng)度 / ㎜ ≥ 260 265 30min 后流動(dòng)度保留值 / ㎜ ≥ 230 242 1d 抗壓強(qiáng)度 /MPa ≥ 22.0 27.2 3d 抗壓強(qiáng)度 /MPa ≥ 40.0 41.5 28d 抗壓強(qiáng)度 /MPa ≥ 70.0 75.4 1d 豎向膨脹率 /% ≥ 0.020 0.026 圖 1 硅酸鹽和鋁酸鹽水泥混合體的初凝時(shí)間 實(shí)驗(yàn)表明，硅酸鹽水泥和鋁酸鹽水泥直接混合使用時(shí)，會(huì)在很大的混合比例區(qū)間內(nèi)，凝結(jié)*，而無(wú)法正常使用。其原因在于：—方面，鋁酸鹽水泥在溫度** 30 ℃ 時(shí)，水化生成的 CAH 10 和 C 2 AH 8 屬于亞穩(wěn)晶系，會(huì)快速與硅酸鹽水泥生成的 Ca(OH) 2 發(fā)生反應(yīng)，生成屬于穩(wěn)定晶系、強(qiáng)度很低的 C 3 AH 6 晶體，加速凝結(jié)。同時(shí)生成的 C 3 AH 6 在水溶液中會(huì)與硅酸鹽水泥中起緩凝作用的石膏反應(yīng)生成鈣礬石，石膏的消耗導(dǎo)致硅酸鹽水泥中的 C 3 A 水化反應(yīng)*進(jìn)行，從而加速了體系的凝結(jié)硬化；另一方面，當(dāng)反應(yīng)溫度在 30 ℃ 以上時(shí)，鋁酸鹽水泥的水化產(chǎn)物為 C 3 AH 6 會(huì)*消耗硅酸鹽水泥中的石膏，加速硅酸鹽水泥的水化，造成凝結(jié)時(shí)間過(guò)快。因此，需要添加合適的緩凝劑，延長(zhǎng)灌漿料的凝結(jié)時(shí)間。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了不同的緩凝劑對(duì)灌漿料的凝結(jié)時(shí)間、流動(dòng)性能和強(qiáng)度的影響，結(jié)果見(jiàn)表 3 。 表 3 緩凝劑對(duì)凝結(jié)時(shí)間及其它性能的影響 緩凝劑 緩凝效果 流動(dòng)性 早期強(qiáng)度 葡萄糖酸鈉 顯著 明顯降低 明顯降低 焦磷酸鉀 較差 — — 檸檬酸鈉 顯著 有所降低 有所降低 S 型緩凝劑 顯著 影響較小 影響較小 綜合考慮，本文采用 S 型緩凝劑調(diào)整灌漿料的凝結(jié)時(shí)間。該緩凝劑的摻量對(duì)灌漿料凝結(jié)時(shí)間及 1d 強(qiáng)度的影響見(jiàn)圖 2 、圖 3 。 圖 2 、圖 3 表明，隨著緩凝劑摻量的增加，灌漿料的凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)，但灌漿料早期強(qiáng)度降低。在滿足可操作時(shí)間的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡可能提高灌漿料的早期強(qiáng)度，因此，實(shí)驗(yàn)中緩凝劑的摻量取 0.18 ％。 3.2 流動(dòng)度 本研究的灌漿料要求具有良好的流動(dòng)性能，以滿足工程無(wú)壓力灌漿的施工要求。實(shí)驗(yàn)中采用減水率為 25 ％的非引氣型高效減水劑，以增加灌漿料的流動(dòng)性能。僅依靠減水劑和拌合水量滿足灌漿料大流動(dòng)度的要求，易導(dǎo)致泌水現(xiàn)象，因此，實(shí)驗(yàn)中適量添加了熟石灰粉。熟石灰粉在水溶液中能形成顆粒較細(xì)的呈膠體分散狀態(tài)的氫氧化鈣粒子，表面吸附一層水模，合灌漿料的泌水現(xiàn)象和可塑性明顯改善。同時(shí)，所引入的鈣離子能夠促進(jìn)鋁酸鹽水泥水化產(chǎn)物生成鈣礬石，從而有助于灌漿料的強(qiáng)度提高。 增加拌合水的用量可以增大拌合物的流動(dòng)度，但過(guò)多的拌合水會(huì)在材料硬化過(guò)程中蒸發(fā)而使灌漿料產(chǎn)生毛細(xì)孔，從而對(duì)強(qiáng)度帶來(lái)負(fù)面影響。拌合水用量與 1d 強(qiáng)度、初始流動(dòng)度的關(guān)系分別見(jiàn)圖 4 、圖 5 。 圖 4 拌合水用量對(duì)灌漿料 1 ¨雖度的影響 圖 5 拌合水用量對(duì)灌漿料初始流動(dòng)度的影響 從圖 4 可以看出，當(dāng)水料比小于 0.16 時(shí)，硬化體的 1d 強(qiáng)度大于 30MPa ，但從圖 5 看出，其初始流動(dòng)度小于 260mm ，不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。隨著拌合水量增加，初始流動(dòng)度增大，硬化體的“強(qiáng)度有所下降。當(dāng)水料比為 0.1 6 ～ 0.17 時(shí)，灌漿料具有較好的流動(dòng)性能，同時(shí)早期強(qiáng)度較高。 3.3 膨脹率 灌漿料用于設(shè)備安裝時(shí)，要求其硬化后具有微膨脹性能。參照 CB 50119 — 2003 方法進(jìn)行豎向膨脹率實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該灌漿料體系中 G 型摻合料的用量影響到硬化漿體的體積變化。在固定硅酸鹽水泥和鋁酸鹽水泥用量的條件下，隨著 G 刮摻合料用量的增加，硬化漿體的膨脹率也逐漸增加，當(dāng) G 刑摻合料的用量為 6 ． 0 ％時(shí)，硬化漿體的 1d 膨脹率達(dá)到 0.02 ％ ( 見(jiàn) l 圖 6) 。 經(jīng)掃描電鏡分析， C 型摻合料與水泥的水化產(chǎn)物反應(yīng)生成了體積膨脹的針狀晶體鈣礬石，填充硬化漿體內(nèi)部孔隙，使材料密實(shí)度提高，抑制硬化漿體的收縮，其掃描電鏡分析結(jié)果見(jiàn)圖 7 。 3.4 強(qiáng)度性能 JC/T98 6 — 2005 《水泥基灌漿材料》要求，灌漿料不僅要求早期強(qiáng)度高，同時(shí) 28d 強(qiáng)度要大于 70MPa 。實(shí)驗(yàn)按 GB/T17671 — 1999 規(guī)定的方法 ( 將拌合奸的水泥基灌漿材料倒入試摸，不振動(dòng) ) ，對(duì)材料進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表 4 。 表 4 水泥基灌漿料抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果 齡期 /d 1 3 28 65 80 90 抗壓強(qiáng)度 /MPa 27.2 41.5 75.4 86.7 90.0 92.1 從表 3 可見(jiàn)，灌漿料早期強(qiáng)度增長(zhǎng)*，隨著齡期延長(zhǎng)，強(qiáng)度增長(zhǎng)速度降低，但仍能持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)對(duì)不同齡期的材料進(jìn)行了電鏡掃描分析，結(jié)果見(jiàn)圖 8 。 從圖 8 電鏡掃描照片可以看出， 1d 齡期時(shí)灌漿料內(nèi)部已經(jīng)形成了大量的鈣礬石，鈣礬石晶體交錯(cuò)生長(zhǎng)，提高了灌漿料的密實(shí)度。 3d 齡期時(shí)，鈣礬石晶體的數(shù)量進(jìn)一步增加，同時(shí)晶體變得粗大，填充了灌漿料內(nèi)部的微小孔隙，從而賦予了灌漿料較高的抗壓強(qiáng)度。當(dāng) 28d 齡期時(shí)，鈣礬石的數(shù)量仍有所增加，灌漿料的密實(shí)度進(jìn)一步提高。在該體系中由于添加了—定量的熟石灰粉， Ca 2+ 濃度較高，鈣礬石以固相反應(yīng)形成，其形態(tài)呈團(tuán)聚并向外放射狀的針狀晶體，比表面積大，相互交叉擠壓，產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力較大。由于鈣礬石在水化硬化過(guò)程中的結(jié)晶壓力和吸水膨脹變形在約束條件下轉(zhuǎn)化為水泥石的自應(yīng)力，而使水泥石具有較好的抗變形能力同，從而使硬化漿體具有很高的強(qiáng)度。 4 、結(jié) 論 (1) 本文研究的灌漿料，具有較高的早期抗壓強(qiáng)度： 1d 為 27.2MPa ， 3d 為 41.5MPa ， 28d 為 75.4MPa 。后期強(qiáng)度能夠持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)， 80d 為 90.0MPa ， 90d 可達(dá) 92.1MPa 。 (2) 硅酸鹽水泥和鋁酸鹽水泥復(fù)合使用時(shí)，通過(guò)添加合適的外加劑及摻合料能夠獲得優(yōu)異的流動(dòng)性能，初始流動(dòng)度為 26 5 ㎜ ， 30min 后流動(dòng)度保留值為 242mm 。 (3) 確定硅酸鹽水泥和鋁酸鹽水泥的合適比例后，可通過(guò) G 型摻合料的用量控制灌漿料 1d 的豎向膨脹率。(4) 控制鈣礬石的生成對(duì)提高該體系的力學(xué)性能和改善微膨脹性能起重要作用。




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  聚合物水泥防水砂漿物理性能13718243989 polymer modified cement mortars for waterproof （執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)： JC/T 984 － 2005 ） 聚合物水泥防水砂漿，即以水泥、細(xì)骨料為主要原材料，以聚合物乳液和添加劑等為改性材料并以適當(dāng)配合而成的防水材料。主要用于地下工程及水利、水工、地道、隧洞及建筑物外墻、衛(wèi)生間、地坪等長(zhǎng)期與水接觸或浸泡的部位。