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水泥基灌浆料在工程中的应用

2016-11-28 14:01:51

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详细介绍
     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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