水泥基灌浆料概述.docx

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一、水泥基灌浆料与灌浆剂看法
水泥基灌浆资料是由水泥、集料(或不含集料)、外加剂和矿物掺合料等原资料,经混杂生产而成的拥有合理级配的干混料。水泥基灌浆资料加水拌和均匀后拥有可灌注的流动性、不离析、不泌水、早强、高强、无缩短、微膨胀等性能。因其拥有自流性好、无毒、无害、不老化、对水质及
四周环境无污染、绿色环保且在施工方面拥有质量靠谱、降低成本、缩散工期和使用方便等长处而被广泛应用于灌浆工程、设备安装以及混凝土加固维修等工程。
而在后张预应力孔道中,为防范预应力筋锈蚀,并经过凝结后的浆体将预应力传达至混凝土结构中。为保证预应力构件的强度、密实性、长久性等性能,一般采纳专用压浆料与压浆剂用于后张法预应力孔道的注浆。而专用压浆料是指由水泥、高效减水剂、膨胀剂和矿物掺合料等多种资料干拌而成的混杂料,在施工现场按必定比率加水并搅拌均匀后,用于充填后张预应力孔道的压浆资料;而专用压浆剂是指由高效减水剂、膨胀剂和矿物掺合料等多种资料干拌而成的混杂剂,在施工现场
按必定比率与水泥、水混杂并搅拌均匀后,用于充填后张预应力孔道的压浆资料。所谓专用,是指特地用于后张预应力孔道的压浆,且均应由工厂化制造生产。
水泥基灌浆资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最
多,要求最严格,所以,应重点研究。
二、水泥基灌浆料现行相关规范
《水泥基灌浆资料(JC/T986-2005)》
《水泥基灌浆资料应用技术规范(GB/T50448-2008)》
《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(DL/T5148-2012)》
《水泥基灌浆资料施工技术规程(YB/T9261-98)》
《预应力孔道灌浆剂(GB/T25182-2010)》
《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》TB/T3192-2008
《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011
《混凝土结构工程施工质量查收规范》GB50204-2002(2011订正版)
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三、水泥基灌浆料的应用领域

灌浆资料多用于设备基础、钢结构柱脚地板的地脚螺栓锚固。为了保证灌浆资料凝结硬化以后与地脚螺栓之间密切锚固,在灌浆从前应合适办理地脚螺栓表面的铁锈和油污,而后调整地址的同
时将己经拌随和的灌浆资料注入到螺栓孔中。灌浆过程中禁止振捣,但可合适插捣。详尽施工工艺
见图1。


二次灌浆是灌浆资料的一种传统应用方法。与地脚螺栓锚固近似,灌浆从前应将设备的地板、
混凝土基础表面进行认真的清理,不一样意有碎石、浮浆、浮灰、油污等杂物残留。灌浆过程应尽可
能缩短灌浆的时间,且一定连续灌浆,二次灌浆是从一侧开始进行,直到另一侧溢出浆液为止。关于
较长设备或轨道基础的灌浆,视实质工程状况可分段施工。在灌浆过程中禁止振捣,必需时可采纳灌
浆助推器。为减少灌浆资料水分的过快蒸发,当环境温度高于30摄氏度时,施工人员应该尽量防范
灌浆部位遇到阳光的直射。详尽工艺步骤如图2所示。


混凝土结构加固和改造,是水泥基灌浆资料在设备加固、二次灌浆以外的又一重要应用。其主
要发挥了水泥基灌浆资料耐高温、耐老化,无毒性,成本便宜等优异性能。大批工程应用表示,利用
灌浆资料对混凝土结构进行加固和改造,易于施工、工期短、成效好。

预应力孔道灌浆是将灌浆资料注入到预留的预应力混凝土孔道中,灌浆资料自己一定具备优异
的流动性,它可以将预应力钢筋与套管之间的缝隙填满,可以赶忙达到必定的抗压强度和粘结强度,
并且可以保护预应力钢筋不外露而遭锈蚀,保证预应力混凝土结构或构件的安全寿命灌浆资料拥有
必定的微膨胀性能,可以减少和赔偿水泥浆在凝结过程中的缩短变形,防范裂纹的产生,它可以使预
应力钢筋与混凝土优异结合,保证预应力的有效传达。
四、原资料构成
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
泡剂等构成。
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水泥
水泥作为压浆资猜中主要的组分之一,水泥的品种、活性、强度等级和用量等对压浆资料的性
能有侧重要的影响。
常用的水泥品种有:一般硅酸盐水泥、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。为保证压浆料的初期强度,一般采纳一般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。
集料
集料的级配和细度模数会影响灌浆资料的塑性、以及凝结硬化后的力学性能。集料颗粒的面貌
对灌浆资料性能也有必定的影响。常用集料包含级配优异的天然砂和石英砂。骨料级配均匀,灌浆
料可以更简单流动,不易出现离析泌水等现象,工作性能会更好。
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,可以节约水泥用量。在水泥浆中增加减水剂甚至缓凝剂,主要目的是
改进水泥浆流动性。在微观方面来说,减水剂在水泥浆中主要经过以下方式产生作用:
(1)分别作用:加水拌合后,遇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,不参加浆体的自由流动。包裹着的水没法与外界接触,在浆体中独立存在,
不参加任何形式的运动。假如包含减水剂,遇到影响,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,同种电荷简单排斥,使水泥颗粒分别开来,絮凝结构被破坏,开释出的水随之参加流动,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。这种膜拥有必定的特征,即其拥有的润滑特征,可以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
使水泥浆流动性提升。
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。但从灌浆料的沙浆流动度损失、强度和干燥缩短率方面可以看出聚羧酸系减水剂的成效最好。聚羧酸对比于萘系和氨基有优异的保坍性能,并且相对而言灌浆料的干燥缩短也是减小的,灌浆料的强度有必定的增强作用。
4、膨胀剂
在注浆后,特别是预应力孔道注浆,孔道被水泥浆注满以后,跟着时间的推移,水泥颗粒发生
沉降,加上水泥水化等要素的影响,浆体体积发生缩短。膨胀剂是一种外加剂,在水泥浆硬化时,
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其体积却膨胀,赔偿浆体的缩短,填补水泥缝隙。孔道注浆料缩短变化较大,当体积缩短产生裂缝
时,会失掉部分应有的保护作用。有试验研究以为,孔道注浆料拌和成型后,1d内产生迅速膨胀,
1d后体积变化相对稳固,%的微膨胀量。这说明注浆料膨胀剂填补了后期的
缩短。注浆料不一样时间的膨胀量要合适:初期膨胀量大,会降低孔道的密实性;反之则会以致孔道内
填补不密实。当时间推移到浆体的中后期时,假如膨胀量大,会以致孔道内部局部的应力集中;膨
胀量小,则不足以填补孔道注浆料的硬化缩短。
膨胀剂宜采纳钙矾石系或复合型膨胀剂,%以
上的高碱膨胀剂。国内大多采纳UEA型膨胀剂。
矿物掺合料
矿物掺合料对提升灌浆资料强度、工作性、长久性以及其余物理力学性能,降低灌浆料水化温
升,克制碱一集料反应都起到至关重要的作用。平时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。这种资猜中的活性组分(无定形Si02和Al203等)经过与水泥水化产物Ca(OH)2之
间发生二次水化反应,形成近似于水泥水化产物的物质,起到密实混凝土和沙浆结构、增加强度和
改进长久性的作用。
矿物掺合料宜为优良掺合料,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,但是掺量不可以太高,不然会使灌浆剂的1d强度达不到技术规范要求。
粉煤灰二次水化时间很长,灌浆料强度增加缓慢,但是后期强度影响不会太大的。
硅灰可以填补水泥颗粒间的孔隙,同时与水化产物生成凝胶体,与碱性资料氧化镁反应生成凝
胶体。在灌浆资猜中掺入适当的硅灰,可明显提升抗压、抗渗、保水、防范离析和泌水等性能。
消泡剂
聚羧酸高性能减水剂因为其分子结构上的特征,使其在灌浆料使用中引入许多的不均与气泡,
影响灌浆料的长久性及强度。经过增加消泡剂来改进灌浆料的和易性。消泡剂在灌浆猜中主要有两
方面的作用:一方面可以克制灌浆猜中气泡的形成,另一方面能破坏灌浆猜中已形成的气泡。其主
要破泡机理是:因为消泡剂的表面张力小,浸透性强,简单进入灌浆料浆体膜内。使分开空气的浆
体膜厚度愈来愈薄,直至破裂,里面的空气逸出,除掉形成气泡的条件。
常用的粉状消泡剂有:多元醇和聚硅氧烷等。
保水剂
纤维素醚(CE)是天然纤维素的衍生物,是各种干混沙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。
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CE在沙浆中的作用主要表此刻改进沙浆的工作性和保证沙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,且对灌浆料的初期强
度影响较大。
但低温条件下(5℃以下),纤维素醚的保水能力迅速降低。且CE平时会引入大批的气泡,一
方面,均匀稳固的吝啬泡对沙浆性能有帮助,如改进沙浆的施工性,增强沙浆的抗冻性和长久性。
但相反,尺度较大的气泡将劣化沙浆的抗冻性和长久性。这一弊端可经过掺加消泡剂来解决。
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、体积缩短率、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,水泥浆经过孔道的阻力较小,使低水灰比、
低流动性的水泥浆可以较快、顺畅地经过孔道并充满孔道的全部孔隙,
最大可能地减少泥浆缩短变
形和孔隙,提升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以下:
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/%
3h
≤2
24h
0
4
压力泌水率/%
≤
5
24h自由膨胀率/%
0~1
6
7d限制膨胀率/%
0~
7
抗压强度/MPa
7d
≥28
28d
≥40
8
抗折强度/MPa
7d
≥
28d
≥
9
充盈度
合格
注:①、水灰比:为满足可灌性要求,一般采纳水泥浆,水灰比应在
~;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汲取;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、浆体对钢铰线无腐化作用;
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六常用注浆工艺
老例注浆工艺
作为最常用的注浆方法,大体分为两大阶段,一是准备工作阶段,另一个是孔道注浆阶段。准备阶段主要包含:注入清水,洁净孔道→安装出浆口与注浆口的稳固阀;在第二阶段中:从注浆口
开始注浆→出浆口出浆,并且冒出浓浆→关掉出浆口阀门→稳压2min→注浆端关闭阀门→4h后拆掉阀门。到此注浆工序操作完成。
在注浆时,应该依据必定的注浆要求。比方说最常有的曲线孔道,要从低点的注浆孔压入,从
最高点的排气孔进行排气与泌水。而在孔道注浆序次方面,应先压基层孔道,后压上层孔道。注浆应次序进行,中间不得停止。较集中的孔道,应尽量连续注浆直至完成。当遇到条件限制,不可以连
续注浆时,后注浆的孔道在注浆前要用水冲洗。注浆时压力也有必定要求,-;
当孔道较
长时,最
大压力保

MPa左
右。老例
注浆工艺
注浆段、
出浆段如
、。

传统的注浆工艺明显的拥有限制性,主要表此刻:大批的气泡存在于浆体中,当浆体固结硬化
后,气泡会形成为孔隙,这也是造成浆体内部存在条状或孔状小孔洞的主要原由;其余,水泥浆会
发生离析、析水、干硬后产生缩短,析出的水造成浆体的减少,以致混凝土强度不足,为工程留下
了隐患。但该方法在国内桥梁工程中相当长时间内还将被广泛应用。
真空注浆工艺
遇到多种原由的影响,注浆时水泥浆进入会受阻,从而难以达到优异的浆体密实度。这些原由
主要包含:使用的预应力孔道内壁摩阻力、在梁体混凝土浇筑过程中造成管的破坏、孔道内钢束造
成的浆体流动受阻、压浆泵的压力不足等。为了消除或减少这些要素的影响,可以采纳真空辅助技
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术注浆。
真空注浆时,第一需要将孔道抽空,再后压灌水泥。它同时采纳了孔道真空吸浆和压浆进行。详尽注浆操作为:清水冲洗,洁净孔道→将孔道两端的锚具封锚→清理注浆孔→孔道两端安装引出管,搅拌水泥浆→开启真空泵将孔道抽真空→启动注浆泵,抽真空端的浆体进入储浆罐→关掉真空
泵,打开排气阀→注浆泵连续工作,持压→完成注浆→拆卸外接收道。如图4所示。
图4孔道真空辅助压浆工艺流程图
与老例注浆方法对比较,真空注浆技术拥有以下优势:
、孔道内的空气基本被除掉去,同时也除掉了水泥浆中的气泡,注浆的密实度大大提升。除掉了气泡,提升了注浆的质量;
、孔道在整个注浆过程中一直保持了优异的密封性,在真空负压下,浆体中的稀浆,率先进入负压容器,使得孔道中浆体的稠度一致;
、在真空状态下,减少了曲折孔道高低而使浆体自己形成的压头差;d、该技术有益于复杂、曲折孔道的注浆,提升了注浆效率;
、注浆时采纳塑料涟漪管,耐腐化性好,能阻挡有害物质穿透管道,保证了预应力构件拥有
优异的长久性。
七灌浆料的老例试验检测方法
灌浆料浆体的老例试验检测方法主要涉及抗压强度、抗折强度、凝结时间、流锥时间、自由泌
水率、压力泌水率、充盈度、24h自有膨胀率等。所涉及技术指标详尽检测方法依据JC/T2093-2011
《后张法预应力混凝土孔道灌浆外加剂》、
八灌浆料的工程质量检测方法
钻芯取样法
钻芯检测法平时是在发现存在灌浆质量时使用。该方法是最早被用来检测灌浆缺点的方法,属
于一种局部破坏的检测手段。其长处在于直观有效,弊端则是工作量大、效率低、花费高,并且容
易造成预应力钢绞线的伤害。
探底雷达法
探地雷达法(,它GPR),利用高频电磁波,以宽频带短脉冲的形式由结构表面传入混凝土内
部,遇到异质或界限时被反射回来。而钢绞线对电磁波有必定的障蔽作用。它主要的弊端是:①不
合适于密集钢筋状况;②因为高频电磁波受金属障蔽的影响,所以不合适于铁皮涟漪管;③适用范
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围窄,在必定状况下对缺点不敏感、测试精度低。
3超声波成像法(UT)
超声波成像法是利用超声波透射法可以检测压浆缺点,但需要从板的双侧面对测,并且需要耦
合,作业性差,效率低,难以适用。
冲击弹性波法检测技术
冲击弹性波法检测技术原理是在预应力孔道锚具端头施加一个瞬机遇械冲击激发的低频应力
波,由另一头的接收端接收激发信号,因为压浆缺点平时发生在管道的上方,一般只需测试最上方的钢绞线即可。经过测试弹性波经过钢绞线的流传时间,并结合钢绞线的长度计算出弹性波经过钢绞线的波速。经过波速的变化判断预应力孔道灌浆密实度的状况。一般地,波速与压浆密实度有相关性,跟着密实度增加,波速逐渐减小,跟着密实度降低,波速逐渐增加。当灌浆密实度达到100%
时,测试的锚索的P波波速凑近混凝土中的P波波速。
此检测方法检测时可分为两类:1)基于孔道两端穿透的方法;2)基于反射的冲击回波法。该两种方法从定性和缺点定位双方面检测纵向预应力梁管道的压浆质量状况,并对测试数据进行办理,对典型缺点进行解析,议论注浆质量状况。该方法在测试过程中针对一个测试面或两个测试面均可
操作,其可操作性较高,是一种较为简略、有效的测试方法。
其余检测方法
其余检测方法主要有表面波频谱成像法(SASW),冲击回波振幅谱的货仓成像法(SIBIE),超声相控阵法,放射线(X光、伽马射线、铱192等)的检测方法等。但因为各种方法的原理、仪器适用
范围和精度、人员技术水同样的小同,难以大范围推行开来。
九灌浆料生产销售的相关难点
关于灌浆料产品的生产和销售,不论是在生产技术、质量控制方面还是产品营销方面,我们都是空白,经过先期的一些检查、接见以及网上盘问,初步认识到预应力灌浆料在高速公路预制混凝
土桥梁成立上的一些使用状况。
(1)原资料基本上是外购,压浆料主要有散装和封装两种销售种类。拌合检测合格后即可销
售,在销售方面,平时是与施工需方治商,有2种模式:一是,销售灌浆料成品,二是,销售灌浆
剂,施工方自备原资料(即水泥),自行复配灌浆料,但是平时这种模式比较繁琐,施工方也不肯
意做,所以,在大多数状况下,施工方还是采纳直接购买灌浆料成品,仅需加水拌合即可使用的模
式。但是在加水拌合过程中,拌适用水量是影响灌浆料浆体性能与后期性能的一个重要要素,如何
使施工方规范用水量的使用是一个亟待解决问题。
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(2)粉剂聚羧酸外加剂的研发、使用。灌浆料所涉及的原资料均为干料,粉剂聚羧酸在公司
产品生产上还是空白。
(3)灌浆料各原资料质量及配合比
灌浆料就其构成自己而言其实不复杂,水泥、外加剂、膨胀剂都是我们所熟习的,但因为各原资料特别是水泥、集料、矿物掺合料质量颠簸较大,而现有生产技术,特别是在其质量技术控制和生产销售经验方面,特别贫乏,此中有很多细节和重点的重点其实不是我们道听涂说也许查查资料就能解决的,一定要经过大批的试验试配,依赖外有技术,系统地找到原资料的变化规律、外加剂掺量
以及强度的变化,及时总结灌浆料的生产技术规律,才能对外生产和销售。
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