施工技术刊载-水泥基灌浆料产品的发展1

1水泥基灌浆料的发展朱卫华（上海宝冶工程技术有限公司上海200941）【摘要】：水泥基灌浆料加水拌合后具有流动性好、微膨胀、早期和后期强度高、不泌水等性能。论述了灌浆料相关标准的发展过程，以及材料性能的发展情况。经过多年的快速发展，高强无收缩灌浆料除了在设备基础二次灌浆上应用外，已经在混凝土结构改造和加固工程及铁路桥梁工程中广泛应用。【关键词】：建筑材料；灌浆料；标准；应用【中图分类号】TU521.26【文献标识码】A【文章编号】1002-8498（2009）06-0076-02DevelopmentofCement-basedGroutingMaterialZhuWeihua(ShanghaiBaoyeEngineeringTechnologyCo.,Ltd.,Shanghai200941,China)Abstract:Cement-basedgroutingmaterialmixedwithwaterhassomecharacteristicsofgoodfluidity,micro-expansibility,highearlyandlaterstrengthandnobleeding.Theauthorshowsdevelopingprocedureofcorrelationstandardsongroutingmaterial,anddevelopingconditionofperformancesofgroutingmaterial.Withquicklydevelopingformanyyears,high-strengthno-shrinkagegroutingmaterialhasusedwidelyinrebuildingandstrengtheningengineeringofconcretestructureandrailwayandbridgeengineering,besidessecondlygroutingofequipmentbasement.Keywords:buildingmaterial;groutingmaterial;standard;application水泥基灌浆料与传统的细石混凝土相比，具有流动性更好、强度更高和施工易于控制的特点；与传统的环氧砂浆相比，具有膨胀性好，施工简便快捷等特点。自20世纪90年代初，我国自主研发生产的水泥基灌浆材料在众多大中型企业的设备安装、建筑结构加固改造工程中得到广泛应用。目前国内从事水泥基灌浆材料的生产企业达200余家，年产量近50万t。近年来,由于新材料发展日新月异，新的外加剂如雨后春笋，我国灌浆料的技术性能飞速提高，其各项技术性能已达到国际水平。而灌浆料的使用范围，已逐渐从早期单一的冶金建设全面拓展到市政、环保、港口、电力、造纸等各行业，并获得了良好的效果。1水泥基灌浆料技术发展水泥基灌浆材料是一种由水泥、集料（或不含集料）、外加剂和矿物掺合料等原材料，经工厂化配制生产而成的具有合理级配的干混料。加水拌合均匀后具有可灌注的流动性、微膨胀、高的早期和后期强度、不泌水等性能。1.1相关标准的发展21）1998年3月28日，原冶金工业部发布了针对水泥基灌浆材料的第一部标准行业标准《水泥基灌浆材料施工技术规程》（YB/T9261-98），首次系统地明确了灌浆工艺及要求；2）2005年4月11日，国家发展和改革委员会发布了建材行业标准《水泥基灌浆材料》（JC/T986-2005）。3）2008年3月31日，中国住房和城乡建设部与国家质量监督检验检疫总局联合发布了国家标准《水泥基灌浆材料应用技术规范》（GB/T50448-2008），系统地对灌浆工程的设计、施工、质量控制与工程验收提出了具体要求。1.2灌浆料性能指标的发展灌浆料产品性能近年来发展很快，尤其是流动度等各项指标。以上海宝冶工程技术有限公司生产的BY系列灌浆料为例，在20世纪90年代其流动度指标指标一直沿袭日本“塔斯库”的方法，用“s”来计量。后来随着国内相关规范及标准的出台，统一使用“mm”作为流动度的计量单位，用行星式水泥胶砂搅拌机和截锥圆模（下口内径（100±0.5）mm,上口内径（70±0.5）mm，高（60±0.5）mm）等仪器。BY系列灌浆料的主要性能指标如表1所示。随着冬期施工工艺的发展，对用于冬期施工的灌浆料性能指标也提出了明确要求，如表2所示。表2中，R-7表示负温养护7d试件抗压强度与标准养护28d试件抗压强度的比值；R-7+28、R-7+56分别表示负温养护7d转标准养护28d和负温养护7d转标准养护56d试件抗压强度与标准养护28d试件抗压强度的比值。用于高温环境的灌浆料性能在温度为200、300、400、500℃时，抗压强度比≥100%。20次热震性：①试块表面无脱落；②热震后的试件浸水端（或整块试块）抗压强度与试件标准养护28d的抗压强度比≥90%。表1BY系列灌浆料主要性能指标Table1MainperformanceindexesofBY-typeguoutingmaterial性能BY-40BY-60BY-80BY-20H2抗压强度（≥）/MPa1d22303030；(2h,20)3d4050554528d60658060流动度(≥)/mm初始值300(或是270﹡、650﹡﹡)27030min保留值270(或是240﹡、550﹡﹡)-24h竖向膨胀率/%，，≥0.023泌水率/%0对钢筋有无锈蚀作用无钢筋握裹强度（≥）/MPa圆钢6.0螺纹钢13.0极限使用温度(℃)550注：﹡表示坍落度，﹡﹡表示坍落扩展度表2用于冬期施工的灌浆料性能指标Table2Performanceindexesofgroutingmaterialinwinterconstruction规定温度(℃)抗压强度比（≥）/%R-7R-7+28R-7+56－5208090－101280902灌浆料应用情况发展经过多年的快速发展，高强无收缩灌浆料从传统的用于机械设备安装的二次灌浆发展到用于地脚螺栓锚固、钢结构柱脚底板的二次灌浆、混凝土结构改造、加固及后张预应力混凝土结构预留孔道灌浆与封锚等新的领域。2.1地脚螺栓锚固设备基础、钢结构柱脚底板的地脚螺栓锚固多采用灌浆料。地脚螺栓成孔时，螺栓孔的水平偏差≤2mm,垂直度偏差≤1％。螺栓孔内应清理干净，不得有浮灰、油污等杂质，灌浆前用水浸泡8～12h，当环境温度低于5℃时，应采取措施预热，温度保持在10℃以上，清除孔内积水。灌浆前应清除地脚螺栓表面的油污和铁锈。将拌合好的灌浆材料灌入螺栓孔中，同时调整螺栓的位置。灌浆过程中严禁振捣，可适当插捣，灌浆结束后不得再次调整螺栓。二次灌浆时应先灌注地脚螺栓孔，孔内灌浆层上表面宜低于基础混凝土表面50mm左右。地脚螺栓常用形式如图1所示。4图1地脚螺栓常用形式Fig.1Commonformsofanchorbolt2.2二次灌浆二次灌浆是灌浆料最传统的应用。现场应根据工程实际情况，选用合适的灌浆方法。灌浆前，应将与灌浆材料接触的设备底板和混凝土基础表面清理干净，不得有碎石、浮浆、浮灰、油污等杂物。灌浆前24h，基础混凝土表面应充分润湿，灌浆前1h，清除积水。二次灌浆时，应从一侧进行灌浆，直至从另一侧溢出为止，不得从相对两侧同时进行灌浆。灌浆开始后，必须连续进行，并尽可能缩短灌浆时间。较长设备或轨道基础的灌浆，视实际工程情况可分段施工。在灌浆过程中严禁振捣，必要时可采用灌浆助推器，当环境温度高于30℃时，灌浆施工部位应避免阳光直射。2.3混凝土结构改造和加固经过多年的快速发展，高强无收缩灌浆料除了在传统的设备基础二次灌浆上应用外，已经在结构加固补强方面显现出卓越的性能。由于其较传统产品更能耐高温、耐老化，且材料无毒性，成本低廉，实践证实，用灌浆料进行结构加固补强，具有易于施工、工期快和加固修补效果好的特点，越来越受到广大施工技术人员的肯定。2007年5月，某深梁出现整跨梁露筋、梁底没有保护层、柱头处混凝土有漏振等现象。由于梁底钢筋排列紧密，间隙小，如果用喷射混凝土修补，混凝土回弹量过大，间隙小，混凝土仍然进不去，而且修补之后的混凝土强度达不到原混凝土设计C50的要求。若采用聚合物混凝土修补，也受到施工条件的限制，不易保证与老混凝土密切结合。因此最佳修补方案是采用灌浆料灌注修补。模板支设严密是灌浆料灌注充分以及和老混凝土密切结合的保证。由于认真采取了上述措施，灌浆料与老混凝土充分结合，达到了一体化的效果。53.灌浆料前景展望随着国内外外加剂的迅速发展，灌浆料的发展也日新月异。除常规产品外，类似BY-20H2等抢修型灌浆料这类的高端产品才是灌浆料的发展趋势所在。类似产品大大缩短了工期，方便了施工，得到了施工单位的广泛认同。特别是近年来，随着我国客运专线建设的快速发展，盆式橡胶支座在铁路桥梁建设中得到广泛应用，成为连接桥梁上部结构和下部结构的重要部件，其质量和性能将直接影响到整座桥梁的使用性和耐久性。灌浆料也随着客运专线建设而飞速发展。为保证客运专线工程质量，铁道部科学技术司于2005年8月12日发布《客运专线桥梁盆式橡胶支座暂行技术条件》（以下简称《技术条件》）等8个暂行技术条件。对盆式橡胶支座规格、质量和安装等作出详细规定。该《技术条件》明确规定，盆式橡胶支座的安装必须使用耐久性好，性能稳定的高强自流平无收缩灌浆料。目前国内高强自流平无收缩灌浆料是由高强胶结成分、超塑化组分、膨胀组分、优选高强微集料组分以及一些微量改性组分以适当比例共同粉磨而成。其与水反应生成大量膨胀结晶矿物—水化硫铝酸钙，以此而实现材料自身的无收缩;同时该材料有大的流动性，施工性好，能够自流找平，可操作时间长，且完工后表面光滑平整，在高速铁路、客运专线、高速公路等的支座灌浆广泛应用。另外，近年来也出现了许多新的材料，如用于板式无碴轨道，采用水泥、乳化沥青、砂及各种掺和料混合而成的CA砂浆，如预应力孔道灌浆剂等等，大都伴随着新材料的复配，在项目上有着广泛的应用。可以预见，通过在特种骨料和胶凝材料中加入各种高效减水剂、硅微粉、矿渣微粉、阻裂纤维、可再分散乳胶粉等聚合物添加剂，新一代的灌浆料今后会朝着性能优越、成本低廉的方向有更大的发展。参考文献1.冶金工业部建筑研究总院.YB/T9261-98水泥基灌浆材料施工技术规程[S].北京：冶金工业出版社，1998.BuildingResearchInstituteofMinistryofMetallorgicalIndustry.YB/T9261-98Specificationfortheconstructiontechniqueofcementitionsgroutingmaterial[S].Beijing:MetallurgicalIndustryPress,1998.(inChinese)2.陈建奎.混凝土外加剂原理与应用[M].北京：中国计划出版社，2004.CheJiankui.Theoryandappoicationofconcreteadmixture[M].Beijing:ChinaPlanningPress,2004(inChinese)