灌浆料在天车轨道大修工程中的应用
来源：灌浆料 2017-02-22 19:31:08 点击：
高强无收缩灌注材料是安装设备基础的专用材料，由特制水泥类胶凝材料与精选集料经特殊加工而成，密度 190 0～2100㎏/m 3 。施工简便，在现场加入16%～18%的水拌合均匀，靠自身的流动性能即可充满细小的灌注空间。早期强度增长较快，可加速设备安装调试，28d抗压强度超过70MPa，并具有0.02%～0.03%微膨胀，硬化后不产生体积收缩，可使被锚固部件与基础混凝土紧密连结。其技术性能达到国外同类产品水平，在膨胀性能方面优于国外产品，已在国内数十项二次灌注工程中应用，取得了较好的技术经济效果，受到国内外专家的好评。
邯郸钢铁厂一轧重级工作制天车结构为 A 、 B 两列排柱，轨道总长 288m 。标高为 14. 800m ，跨度 18.5m 。大修要求将炼钢车间桥式轨道更换为新轨道，原旧轨用压板焊接在 [16 短槽钢上，槽钢焊在钢板上，钢板用螺栓与混凝土吊车梁连为一体。大修时需全部拆除旧轨道槽钢、螺栓，换新轨道及螺栓。考虑到工期紧，采用 CGM 浆料填充轨道垫板与支座之间的空隙（右图 ) 。
1 、 CGM 灌浆料的性能
CGM 灌浆料是具有高流动性、早强、高强和微膨胀的特殊混合材料，其性能如下。
（ 1 ）流动性
根据工程要求，浆料流动度大于 240mm ，在这样大的流动度下，浆料可靠自重作用和稍加插捣即可流进需填充的全部空隙，且浆料本身密实。按不同料水比测定 CGM 浆料的流动度和强度。根据本工程实际情况选用 18% 料水比进行试验，结果显示 CGM 浆料流动度随时间变化而减小。由于工程用量较大，以 1.5h 内的流动度为较好。
（ 2 ）微膨胀
浆料微膨胀的原理为，浆料内有 CaO 存在，当与水发生化学反应时，放热体积增大，由于 CaO 结合了一个分子的水（ H 2 O) ，致使体积增大 90 ％，产生较大膨胀， CGM 浆料膨胀量 1d 内可达到 80 ％以上，达到最大膨胀量后处于稳定状态。
2 、施工准备
由于天车轨道使用已久，天车运行过程中的振动造成部分牛腿混凝土面层破坏，且混凝土表面还积存了大量炼钢灰尘。为将积灰清除干净，先拆除旧轨道，用压力水冲洗。再用剁斧将破损混凝土面层及未破坏的混凝土面层凿毛，用钢丝刷刷 2 遍，最后用清水冲干净露出净面。
在浇筑 CGM 浆料前 4h 用清水冲洗，使混凝土面层保持湿润，扫去明水。为使 CGM 与混凝土面层粘结牢固，在面层表面刷 302 界面剂。界面剂配比为甲组 1 份，乙组 3 份，石英粉 5 份，混合均匀拌成乳白色液体，用毛刷均匀刷在面层上，边刷边将拌和的 CGM 浆料浇在混凝土面层上，用铁抹子插捣密实。界面剂刷在混凝土面上后与浇筑 CGM 时间间隔不得超过 2h ，以免界面剂失去效能。
两条轨道共浇灌浆料 25m 3 ，施工时最高气温 3 ℃。 CGM 浆料配水搅拌按重量比 1 ： 0.13 配制，搅拌时间 3min ，流动度为 250mm 。由于浇筑气温较高， CGM 浆料水化热较大，养护时间控制在 4h 。采用洒水养护，以降低水化热，使 CGM 充分水化并防止因脱水而造成质量事故。 24h 后用湿草袋覆盖，养护 5～ 6h 后方可使用。
本工程经过 1d 养护后立即投入使用。试件强度每 2h 一组， 1d 抗压强度为 64.0MPa ，抗折强度为 11.0MPa ； 28d 抗压强度为 89MPa ，抗折强度为 12.4MPa ，满足工程要求。 2 年后，回访业主，反映良好。
[ 应用实例 2]
水泥基灌浆料在工程中的应用
某重点能源工程共有 10 个钠罐基础，属大体积结构，有耐高温要求，且施工正值冬季，主要施工难点是浇筑厚度及水化热引起的绝热温升的控制。经研究后确定采用 CGM 水泥基灌浆料，施工完毕 2 年后，钠罐基础无裂纹和其他缺陷，上、下两施工层间无明显接缝，钢覆面经多次检查未见空鼓、不实等现象。现将其具体应用情况介绍如下。
1、 材料性质
CGM 水泥基灌浆料，主要由硅酸盐水泥、膨胀剂、高效减水剂、塑化剂等材料配制而成，具有高流动度、早期强度高、高密实性、微膨胀性等性质，具有施工方便、易运输、易保存、易计量等特点，在施工现场加水即可使用；该产品还具有较高的运行温度。该材料抽样试验的结果优于《水泥基灌浆材料施工技术规程》（ YB/T9261 － 1998 ）（以下简称“规程”）标准值。
2、工程应用
（ 1 ）钠罐基础施工
1 ）工艺流程：清理地脚螺栓孔 → 浇水湿润 → 灌浆前清除积水 → 配制灌浆料、灌浆（等分 2 次） → 养护 → 清理设备基础 → 浇水湿润 → 基础支模 → 灌浆前清除积水 → 配制灌浆料、灌浆（分 4 次） → 养护。
基础灌浆分层厚度
2 ）技术措施： ① 将分层厚度最大定为 300mm ，采用湿麻袋覆盖洒水养护，养护时间不得少于 7d 。 ② 上、下两层间的施工技术间隔时间定为 36h ，同时在灌浆料内掺入 20 ％的 5～ 10mm 豆石，严禁振捣。 ③ 模板支设，在拼接缝处贴 3mm 厚海绵条，缝内侧贴 2 层宽胶带，模板根部外侧提前 1d 用 1 ： 2.5 水泥砂浆抹缝，使其不漏水；模板上口高出设备基础顶标高 50mm ，支撑应牢固可靠。 ④ 提前 24h 将基础表面和模板充分湿润，并在浇筑前 1h 将积水吸干。 ⑤ 灌浆料、水及豆石均以重量计算，其称量误差控制在 ±1 ％内，加水量按照供应商提供的 14 ％（灌浆料干重量）执行。 ⑥ 5～ 10mm 豆石提前用水冲洗，将小于 4.5mm 的粉和砂洗净、风干。 ⑦ 采用人工用铁铲拌和，先将石子与灌浆料干拌均匀，然后加入用水量 2/3 的水拌和 2min ，最后加入剩余用水量继续拌和均匀。
3 ）灌浆施工：每个基础灌浆施工分 6 次完成，每次分层厚度如右图所示。
① 灌浆方法采用溜槽灌浆（自重法），全面分层。 ② 螺栓孔分 2 次灌注，上部分 4 次灌注，最后一次灌注厚度为 100mm ，最后一次灌浆材料中不掺豆石。 ③ 材料灌注时的自由下落高度≤ 300mm 。 ④ 螺栓孔灌浆时，将拌好的灌浆料直接倒入孔内，必要时可在四周用 30mm 宽的竹条按间距 10 0～ 200mm 轻轻插捣，每个插捣点插捣 2～ 3 次；上部采用在长边的中间下料灌注，在边角处也可采用上述方法插捣。 ⑤ 在灌注最后一次 100mm 时，改为由设备基础两端的预埋钢板长边靠外侧中间浇筑，使灌浆料向预埋件钢板短方向流淌，直到另一长边方向的浆液上升至预埋件底标高时，再沿设备基础长边中间浇筑，必要时，也可用竹条沿预埋件短方向轻轻插捣。 ⑥ 在灌注中，若发现表面有泌水现象时，可撒布水泥基灌浆干料吸干水分。 ⑦ 当每次灌注上一层时，必须将下一层灌浆料表面上类似泡沫的一层物质清理干净。
（ 2 ）一次钢覆面底部灌浆
1 ）工艺流程：模拟试验 → 开孔 → 清理 → 封边 → 砌槽 → 配制灌浆料、灌浆 → 拆除。
该工程中大量采用了一次钢覆面结构，同时该部分钢覆面底面面积较大（一般为 3 0～ 50m 2 ），如何将其底面浇筑密实，成为施工的难点。
高位灌浆示意图
2 ）模拟试验： ① 用 10 号槽钢制成 2m × 2m 的“田”字形方框，在“十”字槽钢上开 200m m× 50mm 的椭圆孔，并在对应一侧开 Φ 20 的排汽孔，将其放置在一平整的混凝土面上，根部用水泥砂浆封严，在上侧覆盖 1 块普通玻璃，四周用密封胶带与槽钢封闭。 ② 采用高位灌浆方法进行灌浆，灌浆方法如右图所示。③ 试验发现，第一格基本灌满，但第二格的灌浆料还未达到一半，即灌浆失败。 ④ 通过此次试验，提出两点改进措施：第一，采用超细骨料 ；第二，将槽钢上的孔洞沿长度方向再扩大些（经设计允许）。再次试验，取得了圆满成功。
图中箭头方向表示灌浆料的流向,
灌浆料最右侧的箭头表示灌浆料的入口）
槽钢开孔示意
3 ）灌浆施工： ① 经设计单位同意，在一次钢覆面底部的每格槽钢上开 500mm × 60mm 的椭圆形孔，将孔开在靠槽钢上侧，见右图。 ② 沿钢覆面四周砌红砖，同时沿长边方向每格砌 200mm × 200mm × 500mm 的槽（使其能高位灌浆），在对应一侧每格的砖砌体上留 Φ 20 排汽孔（排汽孔上口与钢覆面上表面齐平）。 ③ 将配制好的灌浆料直接轻轻倒人槽内，使槽内始终保持有料。 ④ 在灌注的同时，采用长竹条通过灌注口轻轻插捣，辅以灌浆料流动，并派专人在钢覆面上侧用小铁锤轻轻敲击，判断是否灌注密实。 ⑤ 当所有排汽孔均被灌浆料冲填满实后，停止灌注，使槽内的灌注料静止保持 3 0～ 60min 。
（ 3 ）地脚螺栓锚固
1 ）工艺流程：清理螺栓孔 → 清除孔内积水 → 清除螺栓表面油污及铁锈、插入螺栓调整及固定 → 配制灌浆料、浇筑 → 养护。
2 ）灌浆施工： ① 配制灌浆料，在推荐用水量的基础上，将其减少 1 ％～ 2 ％。 ② 灌注时，应从孔的一侧开始，缓慢进行；同时将套管插入孔的底部，随灌随拔。 ③ 最后使灌浆料顶面略高出混凝土表面，待 1d 后，将其修整平整。
3 、几点体会
① 规程中的“竖向膨胀率”，建议增设上限值，即“限制膨胀率”。 ② 规程中的“钢筋粘结强度值”，建议改为达到“钢筋屈服强度标准值”即可。 ③ 因此种材料在设备基础中使用较多，建议增设“抗油渗”指标值。 ④ 为了提高材料的耐久性和防止对钢筋的腐蚀，建议增设材料中的碱含量和氯离子含量控制指标。 ⑤ 规程规定，每次灌浆层厚度不宜超过 100mm ，建议在实际施工中可采用 300mm 。 ⑥ 在用于植筋和螺栓固定时，宜将孔径在规程的数值上再扩大 30 ～ 50mm ，孔深加深 5 0～ 100mm ；在做拉拔实验时，建议以拉拔值达到钢筋屈服强度标准值为准。 ⑦ 在大体积施工中，为了降低绝热温升值和预防材料泌水，同时减少材料用量，宜将参考用水量减少 1 ％～ 2 ％，加入一定比例的 5～ 10mm 豆石，分层厚度可放大至 500mm ；为了加强结构的整体性，可在施工缝处设置 Φ 12@200 的插筋。
邯郸钢铁厂一轧重级工作制天车结构为 A 、 B 两列排柱，轨道总长 288m 。标高为 14. 800m ，跨度 18.5m 。大修要求将炼钢车间桥式轨道更换为新轨道，原旧轨用压板焊接在 [16 短槽钢上，槽钢焊在钢板上，钢板用螺栓与混凝土吊车梁连为一体。大修时需全部拆除旧轨道槽钢、螺栓，换新轨道及螺栓。考虑到工期紧，采用 CGM 浆料填充轨道垫板与支座之间的空隙（右图 ) 。
1 、 CGM 灌浆料的性能
CGM 灌浆料是具有高流动性、早强、高强和微膨胀的特殊混合材料，其性能如下。
（ 1 ）流动性
根据工程要求，浆料流动度大于 240mm ，在这样大的流动度下，浆料可靠自重作用和稍加插捣即可流进需填充的全部空隙，且浆料本身密实。按不同料水比测定 CGM 浆料的流动度和强度。根据本工程实际情况选用 18% 料水比进行试验，结果显示 CGM 浆料流动度随时间变化而减小。由于工程用量较大，以 1.5h 内的流动度为较好。
（ 2 ）微膨胀
浆料微膨胀的原理为，浆料内有 CaO 存在，当与水发生化学反应时，放热体积增大，由于 CaO 结合了一个分子的水（ H 2 O) ，致使体积增大 90 ％，产生较大膨胀， CGM 浆料膨胀量 1d 内可达到 80 ％以上，达到最大膨胀量后处于稳定状态。
2 、施工准备
由于天车轨道使用已久，天车运行过程中的振动造成部分牛腿混凝土面层破坏，且混凝土表面还积存了大量炼钢灰尘。为将积灰清除干净，先拆除旧轨道，用压力水冲洗。再用剁斧将破损混凝土面层及未破坏的混凝土面层凿毛，用钢丝刷刷 2 遍，最后用清水冲干净露出净面。
在浇筑 CGM 浆料前 4h 用清水冲洗，使混凝土面层保持湿润，扫去明水。为使 CGM 与混凝土面层粘结牢固，在面层表面刷 302 界面剂。界面剂配比为甲组 1 份，乙组 3 份，石英粉 5 份，混合均匀拌成乳白色液体，用毛刷均匀刷在面层上，边刷边将拌和的 CGM 浆料浇在混凝土面层上，用铁抹子插捣密实。界面剂刷在混凝土面上后与浇筑 CGM 时间间隔不得超过 2h ，以免界面剂失去效能。
两条轨道共浇灌浆料 25m 3 ，施工时最高气温 3 ℃。 CGM 浆料配水搅拌按重量比 1 ： 0.13 配制，搅拌时间 3min ，流动度为 250mm 。由于浇筑气温较高， CGM 浆料水化热较大，养护时间控制在 4h 。采用洒水养护，以降低水化热，使 CGM 充分水化并防止因脱水而造成质量事故。 24h 后用湿草袋覆盖，养护 5～ 6h 后方可使用。
本工程经过 1d 养护后立即投入使用。试件强度每 2h 一组， 1d 抗压强度为 64.0MPa ，抗折强度为 11.0MPa ； 28d 抗压强度为 89MPa ，抗折强度为 12.4MPa ，满足工程要求。 2 年后，回访业主，反映良好。
[ 应用实例 2]
水泥基灌浆料在工程中的应用
某重点能源工程共有 10 个钠罐基础，属大体积结构，有耐高温要求，且施工正值冬季，主要施工难点是浇筑厚度及水化热引起的绝热温升的控制。经研究后确定采用 CGM 水泥基灌浆料，施工完毕 2 年后，钠罐基础无裂纹和其他缺陷，上、下两施工层间无明显接缝，钢覆面经多次检查未见空鼓、不实等现象。现将其具体应用情况介绍如下。
1、 材料性质
CGM 水泥基灌浆料，主要由硅酸盐水泥、膨胀剂、高效减水剂、塑化剂等材料配制而成，具有高流动度、早期强度高、高密实性、微膨胀性等性质，具有施工方便、易运输、易保存、易计量等特点，在施工现场加水即可使用；该产品还具有较高的运行温度。该材料抽样试验的结果优于《水泥基灌浆材料施工技术规程》（ YB/T9261 － 1998 ）（以下简称“规程”）标准值。
2、工程应用
（ 1 ）钠罐基础施工
1 ）工艺流程：清理地脚螺栓孔 → 浇水湿润 → 灌浆前清除积水 → 配制灌浆料、灌浆（等分 2 次） → 养护 → 清理设备基础 → 浇水湿润 → 基础支模 → 灌浆前清除积水 → 配制灌浆料、灌浆（分 4 次） → 养护。
基础灌浆分层厚度
2 ）技术措施： ① 将分层厚度最大定为 300mm ，采用湿麻袋覆盖洒水养护，养护时间不得少于 7d 。 ② 上、下两层间的施工技术间隔时间定为 36h ，同时在灌浆料内掺入 20 ％的 5～ 10mm 豆石，严禁振捣。 ③ 模板支设，在拼接缝处贴 3mm 厚海绵条，缝内侧贴 2 层宽胶带，模板根部外侧提前 1d 用 1 ： 2.5 水泥砂浆抹缝，使其不漏水；模板上口高出设备基础顶标高 50mm ，支撑应牢固可靠。 ④ 提前 24h 将基础表面和模板充分湿润，并在浇筑前 1h 将积水吸干。 ⑤ 灌浆料、水及豆石均以重量计算，其称量误差控制在 ±1 ％内，加水量按照供应商提供的 14 ％（灌浆料干重量）执行。 ⑥ 5～ 10mm 豆石提前用水冲洗，将小于 4.5mm 的粉和砂洗净、风干。 ⑦ 采用人工用铁铲拌和，先将石子与灌浆料干拌均匀，然后加入用水量 2/3 的水拌和 2min ，最后加入剩余用水量继续拌和均匀。
3 ）灌浆施工：每个基础灌浆施工分 6 次完成，每次分层厚度如右图所示。
① 灌浆方法采用溜槽灌浆（自重法），全面分层。 ② 螺栓孔分 2 次灌注，上部分 4 次灌注，最后一次灌注厚度为 100mm ，最后一次灌浆材料中不掺豆石。 ③ 材料灌注时的自由下落高度≤ 300mm 。 ④ 螺栓孔灌浆时，将拌好的灌浆料直接倒入孔内，必要时可在四周用 30mm 宽的竹条按间距 10 0～ 200mm 轻轻插捣，每个插捣点插捣 2～ 3 次；上部采用在长边的中间下料灌注，在边角处也可采用上述方法插捣。 ⑤ 在灌注最后一次 100mm 时，改为由设备基础两端的预埋钢板长边靠外侧中间浇筑，使灌浆料向预埋件钢板短方向流淌，直到另一长边方向的浆液上升至预埋件底标高时，再沿设备基础长边中间浇筑，必要时，也可用竹条沿预埋件短方向轻轻插捣。 ⑥ 在灌注中，若发现表面有泌水现象时，可撒布水泥基灌浆干料吸干水分。 ⑦ 当每次灌注上一层时，必须将下一层灌浆料表面上类似泡沫的一层物质清理干净。
（ 2 ）一次钢覆面底部灌浆
1 ）工艺流程：模拟试验 → 开孔 → 清理 → 封边 → 砌槽 → 配制灌浆料、灌浆 → 拆除。
该工程中大量采用了一次钢覆面结构，同时该部分钢覆面底面面积较大（一般为 3 0～ 50m 2 ），如何将其底面浇筑密实，成为施工的难点。
高位灌浆示意图
2 ）模拟试验： ① 用 10 号槽钢制成 2m × 2m 的“田”字形方框，在“十”字槽钢上开 200m m× 50mm 的椭圆孔，并在对应一侧开 Φ 20 的排汽孔，将其放置在一平整的混凝土面上，根部用水泥砂浆封严，在上侧覆盖 1 块普通玻璃，四周用密封胶带与槽钢封闭。 ② 采用高位灌浆方法进行灌浆，灌浆方法如右图所示。③ 试验发现，第一格基本灌满，但第二格的灌浆料还未达到一半，即灌浆失败。 ④ 通过此次试验，提出两点改进措施：第一，采用超细骨料 ；第二，将槽钢上的孔洞沿长度方向再扩大些（经设计允许）。再次试验，取得了圆满成功。
图中箭头方向表示灌浆料的流向,
灌浆料最右侧的箭头表示灌浆料的入口）
槽钢开孔示意
3 ）灌浆施工： ① 经设计单位同意，在一次钢覆面底部的每格槽钢上开 500mm × 60mm 的椭圆形孔，将孔开在靠槽钢上侧，见右图。 ② 沿钢覆面四周砌红砖，同时沿长边方向每格砌 200mm × 200mm × 500mm 的槽（使其能高位灌浆），在对应一侧每格的砖砌体上留 Φ 20 排汽孔（排汽孔上口与钢覆面上表面齐平）。 ③ 将配制好的灌浆料直接轻轻倒人槽内，使槽内始终保持有料。 ④ 在灌注的同时，采用长竹条通过灌注口轻轻插捣，辅以灌浆料流动，并派专人在钢覆面上侧用小铁锤轻轻敲击，判断是否灌注密实。 ⑤ 当所有排汽孔均被灌浆料冲填满实后，停止灌注，使槽内的灌注料静止保持 3 0～ 60min 。
（ 3 ）地脚螺栓锚固
1 ）工艺流程：清理螺栓孔 → 清除孔内积水 → 清除螺栓表面油污及铁锈、插入螺栓调整及固定 → 配制灌浆料、浇筑 → 养护。
2 ）灌浆施工： ① 配制灌浆料，在推荐用水量的基础上，将其减少 1 ％～ 2 ％。 ② 灌注时，应从孔的一侧开始，缓慢进行；同时将套管插入孔的底部，随灌随拔。 ③ 最后使灌浆料顶面略高出混凝土表面，待 1d 后，将其修整平整。
3 、几点体会
① 规程中的“竖向膨胀率”，建议增设上限值，即“限制膨胀率”。 ② 规程中的“钢筋粘结强度值”，建议改为达到“钢筋屈服强度标准值”即可。 ③ 因此种材料在设备基础中使用较多，建议增设“抗油渗”指标值。 ④ 为了提高材料的耐久性和防止对钢筋的腐蚀，建议增设材料中的碱含量和氯离子含量控制指标。 ⑤ 规程规定，每次灌浆层厚度不宜超过 100mm ，建议在实际施工中可采用 300mm 。 ⑥ 在用于植筋和螺栓固定时，宜将孔径在规程的数值上再扩大 30 ～ 50mm ，孔深加深 5 0～ 100mm ；在做拉拔实验时，建议以拉拔值达到钢筋屈服强度标准值为准。 ⑦ 在大体积施工中，为了降低绝热温升值和预防材料泌水，同时减少材料用量，宜将参考用水量减少 1 ％～ 2 ％，加入一定比例的 5～ 10mm 豆石，分层厚度可放大至 500mm ；为了加强结构的整体性，可在施工缝处设置 Φ 12@200 的插筋。
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