水泥基灌浆料与灌浆剂概述
一、水泥基灌浆料与灌浆剂概念
水泥基灌浆材料是由水泥、集料(或不含集料)、外加剂和矿物掺合料等原材料,经混合生产而成的具有合理级配的干混料。水泥基灌浆材料加水拌和均匀后具有可灌注的流动性、不离析、不泌水、早强、高强、无收缩、微膨胀等性能。因其具有自流性好、无毒、无害、**化、对水质及周围环境无污染、绿色环保且在施工方面具有质量可靠、降低成本、缩短工期和使用方便等优点而 被广泛应用于灌浆工程、设备安装以及混凝土加固修补等工程。 而在后张预应力孔道中,为防止预应力筋锈蚀,并通过凝结后的浆体将预应力传递至混凝土结构中。为保证预应力构件的强度、密实性、耐久性等性能,一般采用压浆料与压浆剂用于后张法预应力孔道的注浆。而压浆料是指由水泥、高效减水剂、膨胀剂和矿物掺合料等多种材料干拌而成的混合料,在施工现场按一定比例加水并搅拌均匀后,用于充填后张预应力孔道的压浆材料;而压浆剂是指由高效减水剂、膨胀剂和矿物掺合料等多种材料干拌而成的混合剂,在施工现场按一定比例与水泥、水混合并搅拌均匀后,用于充填后张预应力孔道的压浆材料。所谓,是指 专门用于后张预应力孔道的压浆,且均应由工厂化制造生产。
水泥基灌浆材料在公路工程上的应用有:地脚螺栓锚固、设备基础或钢结构柱脚底板的灌浆、混凝土结构加固改造及后张预应力混凝土结构孔道灌浆。但后张预应力混凝土结构孔道灌浆涉及 多,要求严格,因此,应重点研究。
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;
C80灌浆料检测标准,C100风电灌浆料使用说明,风电灌浆料施工详解
风电风机基础灌浆工程灌浆料施工准备:
1、准备搅拌机、台秤、水桶、海绵、漏斗、细钢筋、养护物品等。
2、模板支护时,应与设备底座四周的水平距离控制在100mm左右,模板**部标高不应低于设备底座上表面50mm.
3、清理灌浆空间,不得有碎石、浮浆、浮灰、油污、蜡质等。灌浆前24小时基础表面充分湿润、灌浆前1h可用海绵清除积水,保证混凝土基础吸水饱和,不再从灌浆料中吸收水分。
风电风机基础灌浆工程灌浆料拌料:
1、搅拌灌浆料时必须严格控制加水量,不得**过厂家提供的加水量。
2、宜采用立式强制搅拌机拌和,先加入2/3的水搅拌3分钟,再加入剩余水量直至均匀。拌和地点尽量靠近灌浆地点。
3、当环境温度低于-5℃时,应采用不**65℃的热水进行拌和,以保证灌浆料入模温度。
风电风机基础灌浆工程灌浆料施工工序:
1、采用自重法灌浆,考虑到风机基础灌浆槽周长较大,应在塔筒一侧选取多个灌浆点,将搅拌均匀的灌浆料延塔筒基础的一侧顺次灌浆。不得多点同时灌浆,控制出现断层积聚气泡和缺浆现象。灌浆必须连续进行,并尽量缩短灌浆时间。
2、灌浆料灌入基础后,要开始人工除气。一般采用细钢筋或自制排气器进行排气。人工排气过程动作要慢,以防止外部气体被代入到灌浆料中。
3、设备基础灌浆完毕后,应在灌浆后3—6小时沿底板边缘向外切45°斜角,防止自由端产生裂缝和崩角现象。
风电风机基础灌浆工程灌浆料养护:
1、灌浆完毕后2h左右进行养护,部分应及时覆盖塑料薄膜,并加盖湿草袋浇水保持湿润。
2、养护时间不得少于7天,应保持灌浆部位处于湿润状态。
3、夏季和冬季灌浆料的施工、养方法略有不同,要根据具体情况采取相应措施
灌浆料材料施工
设备:对裂缝的处理,一般情况下进浆量是较少的,用手揿泵或压浆桶就可以了。手揿泵重轻,移动方便,价格*。泵上的压力表压力表的量程不要太大,用大盘面小量程(0~1.5mpa)的压力表,压力控制。
浆桶、管路要干燥,不能有水这些东西准备好了,就可以灌浆了。
灌浆:自下而上进行,在灌浆过程中要注意:当有孔出浓浆时,就扎紧孔口出浆管,继续灌注。在规定的压力下并浆10~20分钟,直到灌浆结束。对没有出浆的孔要进行补灌。
浆液的贮存
浆液要贮存在阴凉干燥处,避高温、潮湿。
现场使用,桶盖打开后,倒浆时,当一桶浆未倒完,要及时盖紧桶盖,防止水气进入桶内,影响浆液贮存稳定性。因为浆液对水气(空气中的)很敏感。对灌浆中未灌完的剩余浆液,要用空桶收集起来,下次再用,不要倒回原浆的桶中,防止剩余浆液在灌浆中有水气进入影响原桶浆的稳定。
b 基础处理浆液(简略)
坝基渗漏处理,了用水泥处理外,在特定的条件下,也有用化学浆材进行灌浆处理的,解决水泥灌浆所不能解决的问题。就灌浆材料来说,上世纪六七十年代丙烯酰胺类材料用的较多,后来有了聚氨酸灌浆材料,有用于基础处理的效果也很好,环氧灌浆材料,丙烯酸盐灌浆材料都相继在基础处理,得到较好的应用。各种材料各有特点,用其长避其短。要选用合理,就灌浆方法来说,有单液法和双液法。自下而上,自上而下根据需要可进行灌浆。
灌浆工艺
钻孔设计——钻孔——洗孔—— 压水——配浆——丙铜赶水灌浆——并浆——丙铜赶浆——灌浆结束。
2、hw水渗性聚氨酯灌浆材料
<1> 浆液组成:是由多异酸酯与多羟荃化合物在一定的条件下经过反应制成的予聚体。
<2> 特点:
具有良好的亲水性,水是固化剂,浆液遇水反应而凝固。
浆液粘度低,可浆性好,其固结体强度高。
能与博瑞双杰混渗,所得固结体性介与二者之间。
对水质适性强,在ph=3~13之间可以固化。
<3> 主要性能指标
粘度(25,mpas) 40~70
容度 1.10
粘结强度 mpa 干燥≥2.5
饱和面干≥2.1
抗压试验:mpa 屈服强度≥10
破坏强度≥20
<4> 适用范围:防渗堵漏,补强加固。
<5> 施工工艺:同博瑞双杰
劳动保护及安全生产:(其他化灌材料也适用)
施工操作从员要戴防护手套和防护眼镜,操作中要防止浆液溅入眼内,万一不慎,浆液溅入眼内,应立即用大量清水冲冼,在冲洗时,水源不宜正对,以免眼内受到冲击损伤,可用手挡住直射水洗,淋洗溅入眼内的浆液。冲洗后速到医务室或医院检查。
有效通风:在露天操作,通风是不成问题的。如果是在廊道,洞子里作业时,应根据现场的条件及工作量和大小,恰当采取通风措施。引进新鲜空气。
操作现场,禁明火。等溶剂是易燃物品防止意外事故发生。
3、环氧树脂灌浆材料 环氧灌浆料 系列
环氧树脂种类很多,由于用途不同,牌号也不同,常温下形态也不完全相同,有的是固体,有的是很粘稠的液体。环氧灌浆料 系列就是属于这一类灌浆材料。
<1> 组成:a、b两组份
<2> 特点:
PC套筒灌浆料施工方法
5.1 工艺流程
塞缝(坐浆)→封堵下排灌浆孔→拌制灌浆料→浆料检测→压力注浆→封堵上排灌浆孔→试块留置
1、塞缝(坐浆)
(1)预制构件吊装前:
外墙板:外墙板外侧及墙宽度范围属掩蔽位置,预制件吊装后,该位置无法进行后续封堵。因此,外墙板外侧应于吊装前在相应位置粘贴30(厚)X30(宽)mm的橡胶条。粘贴位置应位于30mm保温材料处,以不占用结构混凝土位置为宜。墙宽度范围内亦应置于暗柱钢筋外100mm处的非结构区域粘贴橡胶条。
(2)预制件吊装后:
外墙板:外墙板校正完成后,使用塞缝料将外墙板外露面(非掩蔽可后续操作面)与楼面间的缝隙填嵌密实,与吊装前黏贴之橡胶条牢固连接形成密闭空间。
2、封堵下排灌浆孔
初插灌浆嘴的灌浆孔除外,其他灌浆孔使用橡皮塞封堵密实。
3、拌制灌浆料 灌浆料施工方法
灌浆应使用灌浆设备,并严格按厂家当期提供配比调配灌浆料,将配比好的水泥浆料搅拌均匀后倒入灌浆设备中,保证灌浆料的流动度。灌浆料拌合物应在制备后0.5h内用完。
4、浆料检测
使用截锥圆模检查拌合后的浆液流动度,保证流动度不小于300mm。
5、压力注浆 灌浆料施工方法
将拌合好的浆液导入注浆泵,启动灌浆泵,待灌浆泵嘴流出浆液成线状时,将灌浆嘴插入预制剪力墙预留的小孔洞里(下方小孔洞),按中间向两边扩散的原则开始注浆,根据图纸要求,灌浆分区的长度≤1.5m。灌浆施工时的环境温度应在5℃以上,必要时,并应对连接处采取保温加热措施,保证浆料在48h凝结硬化过程中连接部位温度不低于10℃。灌浆后24h内不得使构件和灌浆层受到震动、碰撞。灌浆操作全过程应由监理人员旁站。
6、封堵上排出浆孔
间隔一段时间后,上排出浆孔会逐个漏出浆液,待浆液成线状流出时,立即塞入胶塞堵住孔口,持压30S后抽出下方小孔洞里的注浆管,同时快速用胶塞堵住下孔。其他预留空孔洞依次同样注满,不得漏注,每个空孔洞必须一次注完,不得进行间隙多次注浆。
出现个别上排浆孔未出浆时,应使用钢丝通透该出浆孔,直至浆液成线状流出。若仍无浆液流出则使用该出浆孔对应的下排注浆口进行注浆,直至该空位浆液流出。
注:
(1)灌浆过程中,个孔会消耗掉很多的灌浆料,这是因为预制剪力墙与地梁或圈梁之间存在缝隙,而我们的灌浆孔距离缝隙处还有一段小小的高差,所以个孔多消耗的灌浆料首先会充满灌浆孔以下部分,我们称之为“垫底”。
(2)预制外墙板结构区与非结构区使用的灌浆料材料性能要求不同。应严格执行预制墙坐浆及注浆分布图。使用与灌浆套筒匹配的灌浆料注入结构区灌浆套筒内,严禁将普通灌浆料注入结构区灌浆套筒内。非结构区注浆应在结构区域灌浆完成后进行,且应在浇筑墙身砼前完成。
7、试块留置 灌浆料施工方法
与灌浆套筒匹配的灌浆料依照每个施工段的所取试块组进行抗压检测。A户型(24层)每层为一个施工段,取样送检一次。B户型(18层)每层有两个施工段(双拼型),每个施工段取样送检一次。每个施工段留置2组试块送检(一组标养、一组同条件养护)。每组三个试块,试块规格为70.7mm*70.7mm*70.7mm。
灌浆料取样要求:在15d内生产的同配方、同批号原材料的产品应以50t作为一生产批号,不足50t也应作为一生产批号。取样应具有代表性,可从多个部位取等量样品,样品总量不应少于30kg。
以同批号产品的检验报告为验收依据时,在发货前或交货时买卖双方在同批号产品中抽取试样,双方共同签封后保存2个月,在2个月内,买方对产品质量有疑问时,则买卖双方应将签封的试样送双方认可的有的第三方检测机构进行检验。
5.2 施工注意事项 灌浆料施工方法
1、灌浆孔清理:灌注孔应在灌浆前清理,防止因为污浊影响灌浆后的粘接强度,并且教的颗粒物会阻碍灌浆的进行。
2、四周封堵时,可采用砂浆密封避免漏浆。
3、遇有漏浆必须立即处理,每支注浆孔必须充满连续灌浆料拌合物,不能哟气泡的存在。
4、灌浆料的流动度检查是为了检查灌浆料的流动度是否符合有关要求,保证硬化后的各项力学性能满足要求。
5、灌浆时有底部注入,由**部流出至圆柱状,方能以胶塞塞住。
6、如果灌浆孔无法出浆,应立即停止灌浆作业,排除障碍方可继续灌浆。.
7、灌浆完成后必须将工作面和施工机具清洁干净。