水泥基灌浆料主要由水泥、细集料、膨胀剂、矿物掺合料、高效减水剂、调凝剂、保水剂、消 泡剂等组成
1 水泥 水泥作为压浆材料中主要的组分之一,水泥的品种、活性、强度等级和用量等对压浆材料的性 能有着重要的影响。 常用的水泥品种有:普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等,或它们之间的复合使用。为保证灌浆料硬化后的强度,水泥等级一般不能低于42.5级的低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥。为保证压浆料的早期强度,一般采用普通硅酸盐水泥与早强水泥(硫铝酸盐水泥、铝酸盐水 泥)互掺使用。
2集料 集料的级配和细度模数会影响灌浆材料的塑性、以及凝结硬化后的力学性能。集料颗粒的形貌对灌浆材料性能也有一定的影响。常用集料包括级配优良的**砂和石英砂。骨料级配均匀,灌浆 料可以更*流动,不易出现离析泌水等现象,工作性能会更好。
3外加剂 在混凝土和易性与水泥用量不变的条件下,减水剂能减少用水量,增加混凝土的强度;或和易性与混凝土强度不变的时候,能够节约水泥用量。在水泥浆中增加减水剂甚至缓凝剂,主要目的是 改善水泥浆流动性。在微观方面来说,减水剂在水泥浆中主要通过以下方式产生作用:
(1)分散作用:加水拌合后,受到水泥颗粒分子间引力,水泥浆会形成絮凝结构,使一部分水包裹在水泥颗粒之中,不参与浆体的自由流动。包裹着的水无法与外界接触,在浆体中独立存在,不参与任何形式的运动。如果包含减水剂,受到影响,其分子可附着于浆体中的水泥粒表面,从而形成某种带电体,同种电荷*排斥,使水泥颗粒分散开来,絮凝结构被破坏,释放出的水随之参 与流动,这就增加了浆体流动性。
(2)润滑作用:减水剂可附着于水泥粒表面,与水分子作用,形成一种膜。这种膜具有一定的特性,即其具有的润滑特性,能够大大的降低滑动阻力,这种阻力存在于水泥颗粒间,降低的阻力 使水泥浆流动性提高。 外加剂种类主要有聚羧酸系高性能减水剂、萘系高效减水剂、氨基磺酸系减水剂等。但从灌浆料的砂浆流动度损失、强度和干燥收缩率方面可以看出聚羧酸系减水剂的效果。聚羧酸相比于萘系和氨基有良好的保坍性能,并且相对而言灌浆料的干燥收缩也是减小的,灌浆料的强度有一定 的增强作用。
4、膨胀剂 在注浆后,特别是预应力孔道注浆,孔道被水泥浆注满之后,随着时间的推移,水泥颗粒发生沉降,加上水泥水化等因素的影响,浆体体积发生收缩。膨胀剂是一种外加剂,在水泥浆硬化时,其体积却膨胀,补偿浆体的收缩,填充水泥间隙。孔道注浆料收缩变化较大,当体积收缩产生裂缝时,会失去部分应有的保护作用。有试验研究认为,孔道注浆料拌和成型后,1d内产生快速膨胀,1d后体积变化相对稳定,28d时体积只有约0.04%的微膨胀量。这说明注浆料膨胀剂弥补了后期的收缩。注浆料不同时间的膨胀量要适当:早期膨胀量大,会降低孔道的密实性;反之则会导致孔道内填充不密实。当时间推移到浆体的中后期时,如果膨胀量大,会导致孔道内部局部的应力集中;膨 胀量小,则不足以弥补孔道注浆料的硬化收缩。 膨胀剂宜采用钙矾石系或复合型膨胀剂,不得采用以为膨胀源的膨胀剂或总碱量0.75%以 上的高碱膨胀剂。国内大多采用UEA型膨胀剂。
5矿物掺合料 矿物掺合料对提高灌浆材料强度、工作性、耐久性以及其他物理力学性能,降低灌浆料水化温升,抑制碱一集料反应都起到至关重要的作用。通常使用的矿物掺合料为磨细粉煤灰、磨细粒化高炉矿渣、硅灰等。这类材料中的活性组分(无定形Si02和Al203等)通过与水泥水化产物Ca(OH)2之间发生二次水化反应,形成类似于水泥水化产物的物质,起到密实混凝土和砂浆结构、增加强度和 改善耐久性的作用。 矿物掺合料宜为优质掺合料,如Ⅰ级粉煤灰、S95或S105级矿粉、硅灰等。粉煤灰、矿粉的掺入使灌浆料的流动性变好,但是掺量不能太高,否则会使灌浆剂的1d强度达不到技术规范要求。 粉煤灰二次水化时间很长,灌浆料强度增长缓慢,但是后期强度影响不会太大的。硅灰能够填充水泥颗粒间的孔隙,同时与水化产物生成凝胶体,与碱性材料氧化镁反应生成凝胶体。在灌浆材料中掺入适量的硅灰,可显著提高抗压、抗渗、保水、防止离析和泌水等性能。
6 消泡剂 聚羧酸高性能减水剂由于其分子结构上的特性,使其在灌浆料使用中引入较多的不均与气泡,影响灌浆料的耐久性及强度。通过添加消泡剂来改善灌浆料的和易性。消泡剂在灌浆料中主要有两方面的作用:一方面能够抑制灌浆料中气泡的形成,另一方面能破坏灌浆料中已形成的气泡。其主要破泡机理是:由于消泡剂的表面张力小,渗透性强,*进入灌浆料浆体膜内。使隔开空气的浆 体膜厚度越来越薄,直至破裂,里面的空气逸出,消除形成气泡的条件。 常用的粉状消泡剂有:多元醇和聚硅氧烷等。
7 保水剂 纤维素醚(CE)是**纤维素的物,是各类干混砂浆的重要改性外加剂,起着缓凝、保水、增稠、引气、粘合等功能。常用的保水剂主要有:甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素 等。CE在砂浆中的作用主要体现在改善砂浆的工作性和保证砂浆中水泥的水化两个方面。经查阅,纤维素醚系保水剂对灌浆料的流动性影响不大,但对半小时的损失影响较大,且对灌浆料的早期强 度影响较大。 但低温条件下(5℃以下),纤维素醚的保水能力*降低。且CE通常会引入大量的气泡,一方面,均匀稳定的小气泡对砂浆性能有帮助,如改善砂浆的施工性,增强砂浆的抗冻性和耐久性。但相反,尺度较大的气泡将劣化砂浆的抗冻性和耐久性。这一缺点可通过掺加消泡剂来解决。
8 调凝剂
调凝剂分为缓凝剂和早强剂。早强剂主要有甲酸盐、三乙醇胺、硅酸盐、碳酸盐等。缓凝剂主要有葡萄糖酸钠、蔗糖等糖类缓凝剂,酒石酸、柠檬酸、酒石酸钾钠等羟基羧酸类缓凝剂。五 灌浆料的质量技术指标
水泥浆灌浆料的性能有流动性、凝结时间、泌水率、体积收缩率、浓度及化学成分等方面的要求。真空灌浆工艺使孔道和灌浆机之间存在着负压力差,水泥浆通过孔道的阻力较小,使低水灰比、低流动性的水泥浆可以较快、顺畅地通过孔道并充满孔道的所有孔隙,可能地减少泥浆收缩变 形和孔隙,提高孔道灌浆的饱满度和密实性。对水泥浆灌浆料的质量技术指标要求如下:序号 检测项目 检测项目 指标要求 1 凝结时间/h 初凝 大于6 终凝 小于24 2 水泥浆稠度/s 初始 18±4 30min ≤28 3 常压泌水率/% 3 h ≤2 24 h 0 4 压力泌水率/% ≤3.5 5 24h自由膨胀率/% 0~1 6 7d限制膨胀率/% 0~0.1 7 抗压强度/MPa 7d ≥28 28d ≥40 8 抗折强度/MPa 7d ≥6.0 28d ≥8.0 9 充盈度 合格注:①、水灰比:为满足可灌性要求,一般选用水泥浆,水灰比应在0.3~0.4之间;②、浆体流动度14~18S;③、浆体泌水性:a、小于水泥浆初始体积2%。b、四次连续测试的结果的差值<1%。c、拌和后24h水泥浆的泌水应 能有吸收; ④、浆体初凝时间:6小时;⑤、浆体强度:7 天龄期强度≥28MPa,28天龄期强度≥⑥、浆体对钢铰线无腐蚀作用;
钢筋套筒灌浆操作要点
4.2操作要点:
①灌浆料搅拌:按灌浆料检测报告添加相应水量搅拌均匀,静置2-3分钟,待气泡自然排除。
②灌浆:
a、灌浆前应将灌浆机冲水湿润并循环几次后将水排出。
b、拌制好的灌浆料在倒入灌浆机时应经过滤筛网,防止大颗粒堵塞灌浆机。
c、将灌浆料倒入灌浆机内循环几次后开始灌浆。
d、一个灌浆单元只能从一个灌浆口注入,不得同时从多个灌浆口注浆。
③封堵:套筒排浆孔成柱状流出砂浆后,立即用橡皮塞封堵,如一次对多个接头灌浆时,应依次封堵已排出水泥砂浆的灌浆或排浆孔,直至封堵完所有接头的排浆孔。
④检查灌浆密实情况:在灌浆完成后拔出橡皮塞观察排浆孔内浆料密实情况,如不密实需要手动二次注浆,并记录。
⑤灌浆机的清洗:灌浆机清洗时可加入海绵球,循环多次,至清水为止,防止管道内存在泥浆。
4.3注意事项
4.3.1气温**25℃时,灌浆料应储存于通风、干燥、阴凉处,运输过程中应注意避免阳光长时间照射。
4.3.2夏季晴天时,由于阳光照射,预制构件表面温度远**气温。当表面温度**30℃时,应预先采取降温措施。拌合水水温应控制在20℃以下,不得**过25℃,尽可能现 用。搅拌机和灌浆泵应尽可能存放在阴凉处,使用前应用水降温并润湿,搅拌时应避免阳光直射。
4.3.3构件安装前,应把构件与灌浆料接触面润湿,并检查构件待连接钢筋的伸出长度,保证插入套筒的长度达到8d(d 为钢筋公称直径)。
4.3.4竖向灌浆接头施工,将待连接构件一侧外露的钢筋插入另一构件的套筒灌浆腔内,对套筒进行灌浆,完成接头灌浆端连接。待连接钢筋插入连接套筒灌浆腔内。
4.3.5对于因连通腔过长,腔内压力较大,造成个别接头砂浆未灌满时,应先堵死已完成灌浆的接头的注浆口,然后针对未完成的接头进行单一灌浆,直至砂浆从排浆口溢出。
4.3.6按照现场检验规定,利用同一班次同一批号的灌浆料应至少作一次流动度测试。
4.3.7灌浆后24h内,构件不可受到振动。
5、质量控制
5.1灌浆料、座浆料
5.1.1 钢筋接头灌浆料及配套干粉产品应有合格证和出厂检测报告,其材料性能应符合《钢筋连接用套筒灌浆料》JG/T408-2013的相关要求。
套筒灌浆料技术性能
检测项目 性能指标
流动度 初始 ≥300
30min ≥260
抗压强度/Mpa 1d ≥35
3d ≥60
28d ≥85
竖向膨胀率/% 3h ≥0.02
24h与3h差值 0.02-0.5
氯离子含量/% ≤0.03
泌水率/% 0
5.1.2 钢筋接头灌浆料及配套干粉产品采用防潮袋包装。
5.1.3 运输和贮存时不得受潮,避免阳光长时间照射,应储存于通风、干燥、阴凉处。贮存时间**过保质期后,应重新检验合格方可使用。灌浆料开袋即用,以免受潮。
5.2封仓
5.2.1预制墙板底部应根据设计和实际要求进行分仓。
5.2.2采用座浆料通过座浆方式在构件底部形成封闭的槽形空间,且空间与构件下部预留孔孔道、套筒孔相互贯通,24h以后方可进行灌浆作业;预制墙板下部宜分割成几个密封空间分别进行灌浆;
5.2.3在封仓时座浆料宜抹压成一个倒角,增加与接触面的摩擦,防止灌浆时压力过大将座浆料挤破或胀裂。
5.3灌浆
5.3.1应按产品要求计量灌浆料和水的用量并分搅拌均匀,搅拌时间从开始加水到搅拌结束应不少于5min,然后静置2~3min;搅拌后的灌浆料应在30min内使用完毕,每个构件灌浆总时间应控制在30min以内;
5.3.2灌浆必须采用机械压力注浆法从下口灌注,灌浆应连续、缓慢、均匀地进行,直至排气孔排出浆液后,立即封堵排气孔,再将灌浆孔封闭,持压30s以上,再封堵下口,确保灌浆料能充分填充密实
5.3.3灌浆结束后应及时将灌浆口及构件表面的浆液清理干净,并将灌浆口表面抹压平整;
5.3.4灌浆作业应及时做好施工质量检查记录,留存影像资料,并按要求每工作班制作一组且每层不应少于三组40mmX40mmX160mm的长方体试件;标准养护28d后进行抗压强度试验,抗压强度满足设计要求;
5.3.5冬季施工时环境温度宜在5℃以上;
5.3.6散落的灌浆料不得二次使用,剩余的拌合物不得再次添加灌浆料、水后混合使用。
6、安全措施
6.1施工人员进入施工现场必须戴好安全帽,灌浆工要做到持证上岗,进场新工人必须进行安全教育。
6.2采用电动灌浆泵灌浆,灌浆泵应有接地装置;
6.3 更换灌浆泵挤压胶管时,手避免伸入泵体内以免受伤
6.4装配式混凝土结构连接部位灌浆料强度达到设计要求时,方可进行上部结构吊装施工或拆除支撑。
7、环保措施
6.1按操作规程工作,尽量减少噪音和震动;
6.2废弃的座浆料及剩余灌浆料集中处理,污水不直接排入**管道;
1、施工前应准备搅拌设备、养护物品和必要的工具。
2、早高强无收缩灌浆料的拌合
(1)早高强无收缩灌浆料拌合时,加水量应按照厂家推荐加用水量加入,搅拌均匀即可使用。在满足施工流动度的条件下尽量降低用水量。严禁私自加大用水量。
(2)早高强无收缩灌浆料的拌合可采用机械搅拌或人工搅拌。推荐采用强制式机械搅拌方式。
(3)每次搅拌量应视使用量多少而定,以保证 40 分钟以内将拌合好的灌浆料用完。
(4)冬期施工时,应采用不**过 60℃的热水拌合灌浆料,浆体的入模温度在 10℃以上。
(5)现场使用时,严禁在早高强无收缩灌浆料中掺入任何外加剂、外掺料。
3、地脚螺栓锚固
(1)地脚螺栓成孔时,基础混凝土强度不得小于 20MPa,螺栓孔的水平偏差不得大于 5mm,垂直度偏差不得大于 5°,螺栓孔壁应粗糙。
(2)成孔后,应除去孔内杂物、检测孔的深度,并用水充分湿润孔壁。灌浆前应清除孔内积水。
(3)将拌合好的早高强无收缩浆料灌入螺栓孔中,灌浆过程中严禁震捣,必要时可轻微插捣。灌浆结束后不得调整螺栓。
(4)灌浆施工不易直接灌入时,宜采用流槽辅助施工。
4、设备基础二次灌浆
(1)设备基础表面应进行凿毛处理。清扫设备基础表面,不得有碎石、浮浆、浮灰、油污和脱模剂等杂物。灌浆前 24 小时,设备基础表面应充分湿润。灌浆前 1 小时,清除积水。
(2)按灌浆施工图支设模板。模板与基础、模板与模板间的接缝处用水泥浆、胶带等封缝,达到整体模板不漏水的程度。模板与设备底座四周的水平距离应控制在 100mm 左右。模板**部标高应高出设备底座上表面 50mm。
(3)较长设备或轨道基础的灌浆应采用分段施工。即采用跳仓法施工,每段长度不应**过 5m,大型设备灌浆必须采用压力灌浆设备,确保连续灌浆。
(4)应从一侧或相邻的两侧多点进行灌浆,直至从另一侧溢出为止,以利于灌浆过程中的排气。不得从四侧同时进行灌浆。
(5)灌浆开始后,必须连续进行,不能间断。并尽可能缩短灌浆时间。
(6)在灌浆过程中严禁振捣。必要时可用灌浆助推器沿灌浆层底部推动早高强 灌浆料,严禁从灌浆层的中、上部推动,以确保灌浆层的匀质性。
(7)设备基础灌浆完毕后,应在灌浆后 3~6 小时沿设备边缘向外切45℃斜角(见下图)以防止自由端产生裂缝。如无法进行切边处理,应在灌浆后 3~6 小时用抹刀将灌浆层表面压光。(该部位产生的细小裂缝对设备运转稳定性未报告有不良影响)。
早高强灌浆料系列产品(以下简称早高强灌浆料)是以高强度材料为骨料,以水泥作为结合剂,辅以高流态、微膨胀、防离析等物质,经一定工艺加工而成的干混砂浆。在现场使用时只需添加规定量的水搅拌均匀即可施工,简便、快捷。
CGM高强无收缩博瑞双杰灌浆料在混凝土缺陷修复中的技术应用
在混凝土施工过程中,由于混凝土振捣不到位,造成混凝土蜂窝、麻面、孔洞等缺陷,已成为非常常见的现象,除主要混凝土构筑物或重要部位出现类似缺陷,修复满足不了设计要求,必须拆除重建外,大部分经修复后能够满足设计要求。但修复方法不当,很*造成修复失败而重复修复,浪费资金、造成窝工、延误工期,给整个工程进展造成困难。CGM高强无收缩博瑞双杰灌浆料则满足修补砼缺陷的各项指标要求,且能够保证一次修复成功。 一、技术原理
1、采用常用的较修补对象高一个标号的微膨胀砼进行修补缺陷存在如下弱点:
⑴、由于每次修补量不大,配制的微膨胀砼修补材料量也较少,膨胀剂用量误差较大,修补材料的膨胀率不易控制,修补的砼缺陷易形成收缩微裂缝,造成修补失败。
⑵、流动性差,易再次造成蜂窝或修补砼不密实。
⑶、没有旱强、高强功能,影响下一工序的进展,拖延工期。
2、采用CGM无收缩博瑞双杰灌浆料,上述弱点将迎刃而解。CGM无收缩博瑞双杰灌浆料由塑化,膨胀,增强等组分分配制而成。集膨胀、减水、自流平等功能为一体。
⑴、自流态:掺加该产品的砼灌浆后,在水灰比较低的情况下可获得很大的流动度,易充实修补缺陷部分的全部空间。
⑵、早强、高强:在充分养护的条件下,掺该产品的砼抗压强度1d大于30mpa、3d大于40mpa、28d大于55mpa。⑶、微膨胀:保证砼无收缩,提高砼缺陷的修补成功率。 ⑷、耐久性好:本产品为无机博瑞双杰灌浆料、**化、对钢筋无锈蚀作用,与老砼面结合好。 二、施工方法 1、将需修补的砼面人工凿除至密实处,用水冲洗干净,并把填充空间表面预湿润12小时,立好模板。 2、调制博瑞双杰灌浆料:小空间修复可以直接用CGM加10%--15%水拌合博瑞双杰灌浆料,较大空间可按CGM:5-10mm石子:水=1:0.5:0.12-0.16