水泥基灌浆材料


一、主要技术性能
   
由特种胶凝材料、膨胀材料、外加剂和钢纤维等组成的特殊混合材料,具有无收缩、早强、高强、耐久等特征,主要性能:
1 、流动性好:不泌水,在水灰比很低的情况下,仍有流动性,可填充全部空隙;
2 、早强高强: 24h 抗压强度大于 30MPa , 3d 抗压强度大于 45MPa , 28d 抗压强度大于 70MPa ,可在 1~3d 内安装设备;
3 、无收缩、粘结强度高:具有微膨胀,与钢筋的握裹力 28d 大于 6MPa ,确保灌注质量,地脚螺栓和机座(钢结构)基础以及新老混凝土牢固结合。
4 、耐久性好:是无机灌注材料,不老化,对钢筋无锈蚀。

二、使用方法
1 、使用需现场加水搅拌成灌浆材料,加水量为干粉料的 14~16% 。
2 、灌注前,把填充空间清理干净,预湿。
3 、最好用机械搅拌,人工搅拌需用力均匀,搅拌时间不少于 5min ,否则达不到所需要流动度。
4 、灌注孔或小空间时,可用人工插捣,灌注机器底凹或杯口时,可用振捣棒振捣,一定把气体赶跑,灌注密实,稍干后,把外露面抹平压光。
5 、灌注完毕后,经 12h 要浇水养护或用湿草袋覆盖养护,养护 14d 。

三、适用范围
   
重型机械地脚螺栓锚固、高速公路修补砼及桥梁接缝连接、钢厂耐冲击耐磨损混凝土,地铁或隧道逆打法施工缝嵌固、民用建筑的梁柱接头、工程修补、工程抢修等工程中均要用到具有无收缩、高强度性能的灌注材料。


酒泉发射基地

 

首都国际机场新航站楼及停车楼工程

 


系统介绍

CGM 高强无收缩灌浆料的性能

  摘要 依据大量的试验成果,阐明 CGM 高强无收缩灌浆料是一种具有早强、高强、高流态、微膨胀和耐久性好等多种优点的新型复合材料。它是将流态混凝土、早强高强混凝土、膨胀混凝土和外加剂等多种混凝土技术综合运用。

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

  为了提高冶金、石化和电力等系统的轧钢、连铸、压缩机、大功率泵和发电机等大型与特大型设备的安装精度,加快安装速度和延长设备使用寿命,需要采用流动度大、强度高和具膨胀特性的灌浆材料。这类材料不仅可用于大中型设备的地脚螺栓的锚固、垫板座浆的二次灌浆,也可用于梁柱接头,工程抢修等具有早强、高强、无收缩和高流态要求的建筑施工。
一、 CGM 新灌浆料性能研究
1 、 CGM 灌浆料是一种具有早强、高强、高流态、微膨胀和耐久性好等多种优点的新型复合材料。为此,它的研究与开发包含流态混凝土,高强早强混凝土,膨胀混凝土和外加剂应用等多种技术,以无机胶凝材料和高强骨料为主,通过掺入不同种类的外加剂使得产品具有各种要求的性能,其主要性能如表 1 所示。

表 1 产品主要性能

名称竖向膨胀率 /%抗压强度 /MPa流动度 /mm钢筋粘结强度 /MPa1d3d28d圆钢螺纹钢CGM0.01~0.0530~4535~5550~752606.013.0

二、试验材料和方法
1 、试验方法执行下列标准或规范
(1) 跳桌流动度 GB8077 — 87
(2) 竖向膨胀率 GBll9 — 88
(3) 抗压强度 GBll9 — 88
(4) 凝结时间 GBll7 — 85
(5) 钢筋粘结力 YBJ222 — 90
(6) 疲劳试验 GBJ82 — 85
(7) 弹性模量 JBJ70 — 90
(8) 砂浆抗渗 JC474 — 92
(9) 冻融 CBJ82 — 85
(10) 钢筋锈蚀 YBJ222 — 90
(11) 热膨胀 GB7320 — 87

2 、试验用材料
(1)CGM 灌浆料
(2) 自来水

三、性能
   
用于设备灌浆的 CGM 灌浆料材料是一种具有高强、早强、高流动态和微膨胀等特性的混合材料。它主要是由特殊胶凝材料、膨胀材料、高强骨料和多种外加剂组成的。现对试验成果作一介绍。
1 、流动度
  流动度指标是灌浆施工有无成效的重要条件。根据国外设计,一般要求灌浆料的跳桌流动度大于 240mm ,以保证灌浆料依靠自重或稍加插捣就能流进所要填充的全部空隙。按不同水料比测定的 CGM 灌浆料的流动度和强度 ( 见图 1 与表 2) ,图 1 表 2 显示 CGM 灌浆料随着用水量的增加流动度增大,而抗压强度则降低。

表 2 用水量对流动和强度的影响

W   —— %CGM   流动度 /mm抗压强度 /MPa1d3d28d1116058607512220505672132604852691428044506515310384558

  根据试验,在不同温度条件下该材料流动性延续时间对流动度影响见表 3 。施工中应注意对搅拌好的灌浆料不宜久置。

表 3 时间延续对流动度的影响

W   —— %CGM   温度 / ℃流动度 /mm0min30min60min90min120min131026026025024021013202602652402301901335260250200175140

2 、凝结时间
   灌浆料的凝结时间直接影响到施工连续性和质量。 CGM 中胶凝材料的水化速度随环境温度不同而改变,凝结时间也随之变化。所测定的不同温度和流动度 CGM 的凝结时间 ( 表 4) ,可供不同条件下施工参考之用。

表 4 CGM 的凝结时间

流动度 /mm温度 / ℃凝结时间 /h初凝终凝210203.86.7270204.17.0270105.88.3210105.68.0270352.84.9

3 、限制膨胀性
  在设备安装中,用灌浆料浇筑的二次灌浆层上表面高度不能低于初始表面高度,而且要向上有一定膨胀变化,这种变形称为竖向限制膨胀。地脚螺栓的锚固有一定的膨胀应力,使螺栓锚于应力场中,可大大地提高抗拉拔的能力。见图 2 、表 5 表明 CGM 灌浆料在常温下都有一定的竖向限制膨胀性,限制膨胀率在 0.010% ~ 0.040 %范围内,并在灌浆后十天左右开始稳定。

表 5 CGM 在常温膨胀率 

1d2d3d7d10d14d28d0.0080.0100.0120.0260.0300.0320.036

4 、抗压和抗折强度
   按国内规范要求,一般设备安装的二次灌浆采用的细石混凝土强度应比设备基础混凝土高一级。当用无垫板方式安装设备时,按国外设计要求,灌浆料的一天抗压强度要达到 30MPa , 28d 抗压强度达到 60MPa ,甚至更高 ( 如钢连铸 ) 。为了满足上述设计要求,在对 CGM 原材料配比进行大量试验研究后,测定的抗压、抗折强度的范围值见表 6 。

表 6 CGM 的抗压抗折强度 MPa

抗压强度抗折强度1d3d28d1d7d28d30~4040~5560~756~810~1412~14

  从表 6 数据可见, CGM 的早期和后期抗压强度都达到国内外设计要求,抗折强度与普通混凝土相比更有优越性。因此,可以在有早强、高强要求的国产和进口设备的二次灌浆工程中使用。

四、其它性能指标
1 、钢筋粘结强度
   对圆钢筋一天的粘结强度已超过 6.0MPa ,对螺纹钢筋一天的粘结强度已超过 13.0MPa 。因此, CGM 灌浆料可部分代替环氧树脂作地脚螺栓的锚固材料。
2 、抗渗性
   CGM 灌浆料的抗渗水性较一般防水混凝土能力好得多。机油渗透率、油渗深度、强度增长率等多项试验表明,该材料浸油后强度不降低,耐油渗性能好。
3 、低温和冻融性能
   CGM 具有良好的低温性能,在冰箱 - 5 ℃ ,环境 -10 ℃ 的条件下使用时,其 7d 抗压强度不低于 30MPa 。转为标温养护后,其抗压强度立即上升,能满足较低温度下的工程设计和施工要求。低温型的 CGM 在冻融后强度几乎不损失。因此,可适用于在冻融环境中的设备安装工程。
4 、不导致钢筋锈蚀
   CGM 灌浆材料往往与钢筋和铁制设备基础长期接触。试验表明其系列产品在自然电位处于钝化状态 (0 ~ 300mV) ;试块劈开后,所埋的钢筋无腐蚀。因此,可以说 CGM 灌浆料不会导致钢筋锈蚀。

五、结论
1 、 CGM 灌浆料有很好的流动性,适用于设备的二次灌浆、地脚螺栓锚固和工程维修;
2 、 CGM 灌浆料的初凝时间、终凝时间和膨胀率均满足工程设计和施工要求;
3 、 CGM 灌浆料具有很高的抗压强度,完全可满足国产和进口设备对灌浆体强度的要求;
4 、 CGM 灌浆料与钢筋的粘结强度高,可替代环氧树脂作为地脚螺栓的锚固材料,且在自然电位下对钢筋无锈蚀作用。
5 、 CGM 灌浆料的抗渗水性好,抗油渗和浸蚀能力强,低温条件下强度较高,且抗冻融性较好。
   CGM 灌浆料具有良好的耐疲劳性,在 200 万次疲劳试验后,静压强度仍很高,而同条件下普通同标号混凝土在 15 万次时就已破坏。据国内外资料显示,掺灌浆料的弹性模量都低于普通混凝土,这有益于减缓设备的振动荷载对基础的冲击压力。在 CGM 灌浆料膨胀观测过程中,灌浆料膨胀速率存在一定波动,经数次试验分析,排除试验误差后的影响,可能是受水泥熟料中不同矿物水化的影响,这一机理尚待证实。总而言之, CGM 灌浆料工程性能佳,适用范围广,是一种很好灌浆材料。


一、用途

    各种机械设备安装二次灌浆

    热荷设备基础垫层

    各种设备安装地脚螺栓锚固

    抗热辐射环境建筑结构

二、特性

    自流免振 —— 砂浆自流,施工免振,确保无漏空灌浆

    微 膨 胀 —— 浇注体长期使用无收缩

    早强高强 —— 浇后 1 天强度可达 30 ~ 50MPa

    持久高强 —— 绝无后期强度下降之虑

    耐 油 渗 —— 密实抗渗适应机座油污环境

    抗 剥 离 —— 新旧界面结合牢固

三、技术指标

强度 MPa竖向膨胀率流动度钢筋粘接力需水量一次灌浆厚度浇注用量临界粒度1d3d28d30~5060~8090~1000.1~3‰≥ 300㎜6MPa(圆钢)11~13%≤ 200㎜2200㎏/m 32㎜(粒度可调整)



 

 

系统功能

    改性环氧树脂灌浆料用途:

  1、适用于压缩机、泵、冲压机、粉碎机、球磨机等高振动性设备二次灌浆安装以及易受化学侵蚀的设备基础区域灌浆

  2、适用于轨道基础桥梁支撑座等受强压力区域灌浆以及建筑结构混凝土补强加固

  改性环氧树脂灌浆料 执行标准 YB/T9261-98

 

使用教程

一、主要特点

    1、塑性膨胀和硬化期膨胀的双重效应,确保有效承载面(EBA)大于90%,均匀传递荷载。

    2、大流动度、不泌水、不离析,保证施工更加简便快捷,确保施工质量。

    3、早强、高强、灌浆24h后确保设备正常运行生产, 在保证有足够的施工时间( 30 ~ 60min )的前提下,自加水时算起 4h 混凝土强度就可满足投入使用的要求(抗压强度大于 30MPa ,抗折强度大于 4.5MPa )。这种既给施工以足够的操作时间,又具备强度发展速度的快速修补材料,具有很强的实用性,适用于机场、高速公路、桥梁等重要混凝土路面的快速修补。

    4 、不含金属膨胀源,不腐蚀钢筋,抗油渗,耐久性好。

二、应用范围

    1 、设备基础及钢结构柱脚底板二次灌浆; 2 、地脚螺栓锚固灌浆; 3 、钢结构柱及混凝土柱杯口灌浆; 4 、混凝土结构改造和加固; 5 、后张预应力混凝土结构孔道灌浆; 6 、冬期施工灌浆;7 、高温环境应用灌浆。 8 、水泥基灌浆材料 Cementitious Grout 道路人孔盖高层调整;桥梁道路伸缩缝修补;刚性路面孔洞修补;机场跑道快速修补;电线杆的迅速固定;自来水管线抢修工程;工厂地坪快速修复;环氧等地坪前处理坑洞修补;其它土木工程需早凝早强的要求均可满足。

三、技术指标

抗压强度( MPa )

流动度

( mm )

膨胀率

( % )

可施工时间

( min )

1.5h

2h

1d

3d

28d

≥ 15

≥ 20

≥ 30

≥ 40

≥ 60

≥ 270

≥ 0.02

20

四、验收

    验收以试验室检验为标准,检验项目应包括流动度、竖向膨胀率、抗压强度。检验方法按 GBJ119 的有关规定执行。

五、基础处理

    将原混凝土凿毛,清扫基础表面 ,不得有碎石、浮浆、浮灰、油污和脱模剂等杂物。施工前 24h ,将原混凝土表面充分湿润。施工前应吸干积水。

六、超早强灌浆料的配制

    1 、超早强灌浆料拌和时,加水量应按随货提供的产品合格证上的推荐用水量加入。拌和用水应采用饮用水,使用其它水源时,应符合现行《混凝土拌和用水标准》( JGJ63 )的规定。

    2 、超早强灌浆料的拌和可采用机械搅拌或人工搅拌。采用机械搅拌时,搅拌时间一般为 2 ~ 3min 。人工搅拌应在 5min 内完成。

    3 、搅拌地点应靠近施工地点,距离不宜过长。

    4 、每次搅拌量应视使用量多少而定,以保证 20min 内将材料用完。

    5 、冬季施工时,超早强灌浆料及拌和水应符合现行《钢筋混凝土工程施工及验收规范》( GB50204 )的有关规定。

6 、现场使用时,严禁在超早强灌浆料中掺入任何外加剂。

7 、使用完毕,应及时将施工机具冲洗干净,以免时间过长灌浆料凝结在施工机具上。

七、注意事项

    1 、浇注完毕后立即浇水养护。其养护措施应符合现行《钢筋混凝土工程施工及验收规范》( GB50204 )的有关规定。

    2 、我国幅员辽阔,施工时难免受温度湿度影响。施工前建议做凝结时间掌控实验。若遇太热,欲缓凝时可用冰水当拌和水,相对太冷时,可用热水调整凝结。

    3 、夏天高温时若长期置放材料于大太阳底下,有可能加水后产生速凝,应注意防范。

    4 、欲施工之场合,应保持清洁状态,拟接着之混凝土界面,应保持饱和表面干。

    5 、浇置抢工王,待终凝后,即可马上用水养护,或采用本公司之树脂型养护剂。

    6 、遇体积过大或孔洞过深,每包抢工王材料可加 24 ㎏直径 1 ㎝之碎石,不影响工作度及物理性。

八、工程应用

    超早强自流平灌浆料已在广东大瑶山铁路隧道、雷公尖隧道、青海大坂山公路隧道、云南白虎山隧道、蜜蜂箐隧道、铁道部上海局外复线苔井山隧道、水口隧道等隧道的铁路路基病害整治和灌浆堵漏工程中进行了应用,效果良好。在武汉钢铁厂 4 #高炉的快速抢修中,采用研制的超早强灌浆料配制的超早强自流平混凝土, 6h 混凝土强度达到 C30 以上,应用效果非常好,节约了维修时间,减少了停产维修所带来的巨大损失。

九、抢修浇注料修补施工说明

    、机具准备

    根据抢修浇注料用量大小准备机具:

    A 、用量大时宜用搅拌机搅拌;

    B 、用量小时可人工搅拌。

    、清理待修补部分

    ( 1 )修补厚度 > 30㎜时,将原混凝土表面油污及老化的表皮去掉;

    ( 2)修补厚度≤30㎜时,将原混凝土表面全部凿毛,以保证新老界面紧密结合;

 

    ( 3 )浇注前 24 小时用自来水将其表面清洗干净并充分湿润;

    ( 4 )浇注前 1 小时用压缩空气吹净积水,也可以用棉丝或海棉把水蘸干净。

    、抢修浇注料搅拌

    ( 1 )抢修浇注料需用自来水拌合,抢修浇注料、水均以重量计算,须严格执行料、水配比;

    ( 2 )修补厚度 > 30㎜时,修补料使用QGW-1;

    ( 3)修补厚度≤30㎜时,修补料使用QGW-2;

    ( 4)搅拌时先将抢修浇注料投入搅拌机(钢板槽子)内,搅拌1~2min后加入规定的兑水量,从加水完毕算起最少搅拌3min(人工搅拌最少6min)。

    、浇注施工

    ( 1)如根据施工要求需涂刷界面剂,则在搅拌抢修料时同时准备好所需的界面剂,按要求在需修补的混凝土表面涂刷界面剂,注意控制涂刷速度,应与浇注速度搭配,一般情况下刷完界面剂5~10min就应浇注抢修料,不宜让新刷的界面剂在空气中暴露时间过长,以免界面剂表面干燥而形成新的界面层;如根据施工要求不需涂刷界面剂,则直接进行以下步骤;

    ( 2 )将搅拌好的料浇注到修补部位;

    ( 3 )用平板振动器振实;

    ( 4 )拌合料浆应在 20min 内使用;

    ( 5 )待浇注部位初凝后、终凝前开始压光。

 

一场特大暴雨,使道路中断,急需抢修!





何不用抢工王, 10min 就能解决问题, 3h 就能通车了!!


一、特点

  施工方便,可节约劳动力及资金。用抢修料配制的砼和易性好、流动度大、易于振捣密实,可减轻工人劳动强度、减少振捣器的磨耗及节约振捣所用的能耗,有利于节约资金。施工期短,投产快。抢修料砼的早期强度发展快,中、后期强度仍能继续增长,其一天强度达 28 天强度的 40% 左右,能适应抢修工程及希望缩短施工期的工程需要,可加速建设速度,早日投入生产。抢修料砼除早期抗压强度高以外。其他物理力学性能也较好,尤其是抗疲劳性能良好,其 200 万次疲劳强度为 34.7MPa ,折减系数为 0.6 ,疲劳后静压破坏强度为 55.8MPa ,该性能有利于把抢修料砼用于有振动荷载的设备基础、地坪等部位。抢修料砼由于有上述诸项特点,所以深受现场工程人员的欢迎,工人师傅称抢修料砼为“真正的早强砼”,该料可使施工工期缩短,使工程早日投入生产,具有较好的技术经济效益,有广阔的发展前景。

(一)早期强度高,如用于设备基础,浇灌一天后即可安装设备,用于道路抢修,一天后即可通车,用于其他混凝土工程,一天后即可进入正常运转。

(二)拌合物和易性好,无泌水、离析现象,便于振捣密实,易于施工。

(三)能抵抗动力反复的振动荷载。

二、主要技术性能

(一)抗压强度 (MPa) , 常温 (20 ± 3 ℃ )     ? 1 ≥ 35
            低、负温 (5 ~ -5 ℃ )   ? 1 ≥ 15
            标养 28 天 ? 28 ≥ 85

(二)凝结时间 ( 时:分 ) 初凝 ( 近似值 ) 4 : 00
             终凝 ( 近似值 ) 5 : 30

(三)收缩率比 (90 天 )( % ) ≤ 1 20

(四)抗渗标号 (S) >20

(五)抗冻性 (100 次冻融循环 ) 强度损失 (%)<5

(六)弹性模量 ( 标养 28 天 )(MPa) 3.2 9 × 10 4

(七)疲劳强度( 2 × 10 6 次) (MPa) 34.7

(八)疲劳折减系数( 2 × 10 6 次) 0.6

三、使用说明

(一)材料准备

1 、抢修料必须堆放在干燥通风处,包装必须完整,不得有破损、受潮现象。

2 、搅拌水中不得含有导致延缓水泥正常凝结,硬化及引起钢筋和混凝土腐蚀的离子,凡是一般饮用的自来水及洁净的天然水都可以作为拌制混凝土用水,污水、工业废水及 PH 值小的酸性水和硫酸盐含量 ( 按 SO 3 计 ) 超过水重量 l %的水均不得使用。

3 、冬期旌工时为确保混凝土拌合物温度不低于 20 ± 3 ℃ ,拌和水可适当加温,对拌合水加温要求是水温准确,供应及时,以保持先后用水温度一致,应有足够的热水量,以免拌合物前后温度有过大差异,造成砼坍落度不一致,而影响混凝土的施工质量。

拌合水加热温度,视搅拌场地及骨料的温度而异,水加热最高允许温度是以水与水泥接触后不致引起水泥假凝为依据。

4 、混凝土浇灌完毕,为保证水泥早期充分水化,需准备草帘子,如在冬期还必须准备塑料布等复盖保温材料。

(二)施工注意事项

1 、配制混凝土用的原材料应用重量法计量,配料必须精确,水必须符合要求。

2 、搅拌应在普通混凝土搅拌机中进行,但如在用量很少的情况下,亦可用手工搅拌,但必须多次翻拌均匀后才能浇灌。

3 、抢修料大多用于老混凝土工程的修补,因此必须注意与老混凝土表面的粘结问题,如用于老工程,则在混凝土浇灌前应先检查粘结面上有无油污,如无油污,则去掉浮灰及松动颗粒,用水淋湿表面后即可浇灌,如有油污,则必须除去脏物,用洗油剂 ( 也可用洗衣粉泡成溶液 ) 将表面清洗干净

后 ( 也可用凿毛的方法 ) ,再涂刷一道界面处理剂 ( 或其他新、老混凝土粘结剂 ) 然后再浇灌。

如用于新工程,则其浇灌要求与普通混凝土相同。

4 、模板支撑应牢固,不得有松动和漏浆现象。

5 、抢修料混凝土的振捣与普通混凝土相同.必须振至翻浆,不得有漏振现象,以保证混凝土均匀,致密。

6 、浇灌后的混凝土应在初凝以后终凝以前进行表面抹压处理,以使表面密实、光洁,抹压后立即覆盖湿草帘,并精心浇水养护,如遇低、负温期施工,则应先盖塑料布,再盖二层草帘 ( 或用热水养护 ) ,避免混凝土脱水,影响强度发展。

8 、检验用试块,可参照有关混凝土施工验收规范抽样制作若干组,分别与浇灌部位作同条件养护和标准养护。

四、用途

  用抢修料配制的混凝土,可用于各种设备基础、工业厂房地坪、混凝土道路、机场跑道及各种混凝土建筑物与构筑物的维护、抢修,也可用于需要抢工期的各种混凝土新工程。

  冶金厂矿生产设备基础使用过程中,由于长期负荷、振动、环境温度变化、油污浸蚀等原因造成设备基础砼破损,以及地脚螺栓松动、折断,严重影响生产正常运行,急需进行抢修以保证生产尽快恢复正常。而且设备基础砼抢修及更新一年四季都可能进行,故要求砼常温性能好之外,低负温下性能也要满足需要。

五、抢修料砼工程应用概况

工程名称

施工单位

日气温 ℃

坍落度 /cm

抗压强度 MPa

上海宝钢

使用部位

炼钢厂

第一整脱模间 105 地坑梁

宝冶

16~25

17

24h 26.8

3d 45.7

连铸防烫保护墙

五冶二公司

16~21

9.5

36h 36.3

7d 56.5

初轧厂

方园坯 1 跨 51 线水冷 3# 升降挡板基础

二十二冶五公司

15~23

16~17

21.5h 21.1

40h 33

热轧厂

4# 运输链翻转油罐基础改造

设备部土炉车间

15~21

4.5

20h 31.05

24h 35.75

3# 加热炉烟道基础闸板

宝冶

12~22



冷轧厂

CM60 1# 线废边坑

设备部土炉车间

9~22

12

10h 9.24

24h 23.8

酸洗车间 4#S 辊 1# 辊减速箱

设备部土炉车间

9~22



钢管厂

摩擦焊机地坑接长

二十二冶三公司

6~16



六、经济接效益

  用于设备基础抢修或改造,可加快施工进度,提前恢复生产,由此产生的经济效益是很显著的。按宝钢工程为例:

( 1 )钢管厂提前一天投产的经济效益是 293.182 万元;

( 2 )初轧厂提前一天投产的经济效益是 677.818 万元;

( 3 )热轧厂提前一天投产的经济效益是 166.909 万元;

( 4 )冷轧厂提前一天投产的经济效益是 1324.545 万元;

( 5 )连铸厂提前一天投产的经济效益是 791.812 万元;

 

操作手册

 

CGM 高强灌浆料在轧机基础中的应用

  随着科技的进步,材料产业也得到飞速的发展。正如混凝土一样,水泥基灌浆材料也由原来的高强灌浆料逐步向高性能灌浆料的方向发展。高性能水泥基灌浆料是以水泥为主要胶凝剂,选择高莫氏硬度的材料为骨料,辅以流化剂、微膨胀、防离析等组分配制而成的干混料。在施工现场只需加入一定比例的水搅拌,硬化后具有一定的强度,且具有流动性好、有效接触面高、微膨胀、用水量范围比较宽、不离析、不泌水等性能特点。广泛应用于设备基础灌浆、钢结构柱脚灌注、空洞修补、轨道基础灌浆、后浇带灌浆等。目前应用领域逐渐扩大,已扩展至梁板柱墙的加固,大体积基础抢修灌注等领域。

高性能灌浆料的性能

1.1 流变性
   灌浆料是高流态的材料,流变性的好坏至关重要,是可施工的先决条件。目前国内反映灌浆料流变性的指标是依据《水泥基灌浆材料应用技术规程》 (YB/T9261 — 98) 测量新拌灌浆料的流动度。这种方法并不能完全反映拌合物的流变行为,例如有的灌浆料粘聚性比较高,流速很慢,最终也能达到比较大的流动度。粘聚性较高意味着灌浆过程中需要克服较大的摩擦阻力才能填充整个灌浆空间,这种测量方法并不能十分准确地反映灌浆料的施工行为。这样的灌浆料也不适合应用于薄壁结构灌注,特别是对较长的设备基础的二次灌浆。
   在国外,反映灌浆料流变性的性能指标多采用流秒的方式。如日本资料介绍,用上口直径 70mm ,下口直径 14mm ,高 400mm 的圆锥体,堵住下口,往其中倒满灌浆料,放开下口,同时计时,到锥体内的物料流完 ( 一般以透亮为准 ) 为止。也就是说通过灌浆料流经圆锥体的时间反映流变性,这种方法比较适合骨料较细的灌浆料。而国内的灌浆料的骨料一般都大于 2mm ,因而不适合采用流秒的方法。
   结合国内外的试验研究情况和工程实践,评判灌浆料的流变性能的优劣,应采用流动长度与流经时间相结合的方式。即流槽 ( 德国 maxit 公司试验仪器 ) 的方法,测量在流槽左端 1L 锥体内的新拌灌浆料在槽内流动距离,若流动距离较长,说明流速快,该材料的流动性越好,易于浇灌。同时测量流动终止时所需要的时间。 30 min 后重复上述试验过程 ( 即新拌灌浆料流变性的经时损失 ) 。我们选用国外的两种高性能灌浆料,记为 A 和 B ;国内某灌浆料,记为 C ,与 CGM 灌浆料对比,试验结果见表 1 。

表 1 流槽法测量流变性的试验结果

序号

用水量 /%

流变性项目

流动距离 / ㎜

流动终止时间 /s

流动距离 / ㎜

流动终止时间 /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

  试验结果表明:同国外灌浆料相比,流动终止所需时间要长,但流动距离都比较大;同国内的灌浆料相比,无论是流动距离,还是流动终止所需要的时间,都有较大的优势。作为高性能灌浆材料,必须具有很好的流变性,在施工过程中尽量不采用辅助措施,完全依靠自身的流变行为,就能顺利地把整个灌浆层填充饱满。

1.2 竖向膨胀
   竖向膨胀率是高性能灌浆料的另一个比较重要的性能指标。灌浆料是一种流动性比较高的材料,必然带来一定程度的收缩,收缩包含多种形式,包括沉降收缩和由于表面水分散失而引起的干燥收缩以及自收缩等,这些收缩导致灌浆层与设备基础板脱离,严重的是大面积空鼓。为了弥补这一缺陷,灌浆料都具有微膨胀性,而国内绝大部分的灌浆料的膨胀都发生在硬化阶段,即便是硬化膨胀大于塑性阶段的收缩,也会造成接触面降低。按照《水硬性水泥基灌浆材料 ( 无收缩 ) 标准规范》 (ASTM 1107) 的 C 类要求,高性能灌浆料的膨胀性应是复合型的,既要有硬化后的膨胀,也要有塑性膨胀。
   利用 Shrinkage cone 锥体收缩测试单元测试灌浆料的膨胀性。其测试原理是在新拌灌浆料的表面放置一个具有反射功能的玻璃薄片,由于灌浆料竖向高度的变化会引起玻璃薄片位置的改变,激光在薄片上的反射距离也就相应的有所不同,经过数据分析处理得出膨胀曲线。国内的灌浆料 C 和 CGM 高性能灌浆料的膨胀曲线如图 1 和图 2 所示。从曲线上可以看出,只有硬化后膨胀的灌浆料在塑性阶段是收缩的,而硬化后的膨胀又不能很好地弥补早期的收缩;而复合型膨胀无论是塑性阶段还是硬化阶段,都是正值,且膨胀量的绝大部分发生在塑性阶段。国外的灌浆料的膨胀性都是复合型的,且尤为注重早期的塑性膨胀。


 图 1 只有硬化后的膨胀曲线        图 2 复合型的膨胀曲线

1.3 与设备底板的有效接触面

  有效承载接触面 (EBA) 就是灌浆层的上表面与设备底板实际接触的面积与设备底板面积之比,以百分比的形式表述。对于高性能灌浆料而言,也是极其重要的性能指标,直接反映灌浆料与设备基础板接触的程度,目前只有国外的个别供货商 ( 如美国的五星公司 ) 提出这一个概念,国内刚刚认识到这一性能。若接触面比较低,会造成应力集中,对设备的危害较大。

  《耐化学腐蚀聚合物灌浆料的流动性和承载面积的试验方法》 (ASTM C1339) ,给出聚合物灌浆料有效接触面积的测定方法。参照此方法,我们自制船型模,见图 3 所示,上钢板尺寸 150 mm × 600 mm ,厚 10 mm ;上下钢板间隙为 50mm 。将拌和好的灌浆料从一侧倒人,直至从另一侧溢出为止。 24h 后取下钢板,观察灌浆层上表面,与标准图样进行对比,确定有效承载接触面。几次的试验结果表明,高性能灌浆料同两家国外的产品的 EBA 都在 95 %以上,而国内的产品的有效接触面都比较低。

图 3 船型模示意

  有效承载面的大小,主要与灌浆结束后表面气泡量和竖向膨胀率有关。当表面富集大量的气泡时,就会形成气泡空穴,极大地降低了有效接触面;如果膨胀率太小,会导致空鼓,因而要求有比较高的塑性膨胀,在水化的塑性阶段就形成密实接触。因而塑性膨胀对有效接触面的高低起到至关重要的作用。

1.4 用水量范围

  目前国内的很多灌浆料的用水量范围都比较窄。为便于浇筑,在施工过程中,往往会增大水料比,这样会带来一些负面影响,灌浆料的分层度增大,骨料沉降明显,在灌浆层的上表面形成浆体的富集区,同下表面相比,胶砂比大了许多,待硬化后,表面水分蒸发,收缩比较大,增大了开裂的趋势。根据施工现场的温度和湿度情况, CGM 高性能灌浆料的用水量可以在 3 个百分比范围内调整,而不会发生离析、泌水现象,极大地方便了施工。

1.5 强 度
   抗压强度若过大,弹性模量增大,灌浆材料的脆性比较大,会带来一些负面作用,包括水化热大,易产生温度裂缝;后期收缩大,蠕变和徐变增大等。灌浆料 28d 抗压强度在 65 MPa 以上,可以满足绝大部分工程需要。通过对材料的改性,使其压折比大幅度降低,增加了灌浆料的韧性,减小了开裂的趋势。

工程应用
   
某连续轧机设备基础底板宽 500 ㎜,每块设备基础板长 7.5 m ,板与板之间用螺栓连接,拱计 12 块板,构成全长 100m 的生产线。灌浆层的厚度为 25mm 。为了便于施工,模板与设备底座四周的水平距离 100mm ;施工的难点在于灌浆层的厚度比较薄,需要连续灌浆,属于精度较高的二次灌浆。经过多方对比试验,选用 CGM 高性能灌浆料,采用压力法连续作业,一次浇筑 30t 。目前设备运转正常,受到了使用单位的高度评价。

结 语
a) 采用流动距离与流经时间相结合的方式反映高性能灌浆料的流变性。
b) 按照 ASTM 1107 的 C 类要求,高性能灌浆料不仅有硬化后的膨胀,还要有塑性膨胀,且塑性膨胀对有效承载接触面 (EBA) 尤为重要。
c) 为使荷载均匀传递,降低集中的影响,高性能灌浆料的有效承载接触面要大于 90 %。
d) 在满足工程需要的前提下,高性能灌浆料的抗压强度不宜过高,应尽可能地提高折压比。
e) 高性能灌浆料主要应用于精确灌浆。 



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