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灌浆料是一种由水泥、骨料和特种外加剂组成的高强干混砂浆,加水搅拌后具有流动性好、微膨胀、早强高强的特点。简单来说,灌浆料是什么?它就是专门用来填充设备基础、地脚螺栓或钢结构柱脚与混凝土之间缝隙的工程材料。搞清楚灌浆料是什么,能帮你避免因二次灌浆层开裂或空鼓导致的设备振动问题。
很多施工队长问我,能不能用高标号混凝土代替灌浆料?我直接说不行。普通混凝土硬化时收缩率在0.04%左右,而灌浆料通过膨胀剂补偿收缩,最终实现微膨胀。以某桥梁支座灌浆项目为例,设计要求28天抗压强度达到60MPa,普通混凝土即使加膨胀剂也难达标,但选用CGM-Ⅰ型灌浆料(参照GB/T 50448-2015),3天强度就能到45MPa。
从流动性上看,灌浆料的流动度通常控制在≥270mm(初始值),能自动流平填充狭窄间隙。而混凝土坍落度再大,在狭窄空间里也容易离析。实际操作中,我们遇到过用混凝土灌地脚螺栓孔,结果石子卡在中间,底部形成空洞,最后只能用压力注浆返工。
最关键的是养护时间。灌浆料在5℃以上施工,标准养护7天即可达到设计强度90%以上。普通混凝土则需要14天以上。经验上来说,抢工期的时候,用灌浆料能节省一半养护周期。
设备基础二次灌浆是灌浆料最典型的应用场景。比如轧钢机、汽轮机这类重型设备,底座与混凝土基础之间一般有50-100mm的间隙,需要用灌浆料填实。如果这里用普通砂浆,设备运转时的振动会导致灌浆层碎裂,我亲眼见过一个钢厂因为用错了材料,导致设备基础松动,停产检修了三天。
地脚螺栓锚固也是强需求。直径36mm的地脚螺栓,钻孔深度通常需要15倍直径,用灌浆料灌注后,锚固力能达到螺栓屈服强度的90%以上。普通混凝土因为收缩大,锚固力会下降30%左右。以某风电塔筒基础为例,48根地脚螺栓全部采用灌浆料锚固,拉拔试验全部合格。
钢结构柱脚底板找平同样离不开灌浆料。钢结构安装时,柱脚底板与基础混凝土之间往往有20-30mm的间隙,需要灌浆料垫层。这里要注意,施工温度低于0℃时,必须使用防冻型灌浆料,否则强度发展会严重滞后。某北方体育场项目就因为冬季施工没加防冻剂,结果灌浆层冻裂了。
第一个坑是用水量随意加。灌浆料出厂时推荐用水量是13%-15%(按重量比),但有的工人觉得流动性不够,就多加水。后果是强度直接打七折,还会出现泌水、分层。某次设备基础灌浆,工人多加了3%的水,结果28天强度只有42MPa,设计要求是50MPa,最后只能凿掉重做。
第二个坑是养护不到位。灌浆料硬化后必须覆盖湿布或塑料薄膜保湿,环境温度超过25℃时还要洒水降温。我见过一个案例,夏天施工没盖薄膜,表面水分蒸发太快,导致灌浆层出现龟裂,裂缝宽度达到0.3mm,只能做环氧树脂灌缝处理。
第三个坑是搅拌不均匀。用强制式搅拌机搅拌时间至少3分钟,人工搅拌必须保证5分钟以上。某次地脚螺栓锚固,工人图省事用铁锹简单搅了几下,结果灌浆料里有干粉团块,硬化后强度不足,螺栓一紧就松动了。
根据GB/T 50448-2015,灌浆料按抗压强度分为四个等级:CGM-Ⅰ(≥60MPa)、CGM-Ⅱ(≥50MPa)、CGM-Ⅲ(≥40MPa)、CGM-Ⅳ(≥30MPa)。选择时主要看设备荷载和间隙厚度。比如重型设备基础,间隙超过100mm,建议用CGM-Ⅰ型,并添加5%的粒径5-10mm的骨料,防止收缩过大。
对于地脚螺栓锚固,一般用CGM-Ⅱ型就够了,但螺栓直径超过42mm或埋深超过800mm时,建议升级到CGM-Ⅰ型。实际操作中,我们还遇到过一种情况:设备运行时温度超过80℃,这时候要选用耐热型灌浆料,普通型号在高温下强度会衰减30%以上。
有个小技巧:采购时让厂家提供28天抗压强度报告,同时要求做流动度测试。流动度低于260mm的灌浆料,施工时容易堵管,尤其用泵送施工时更要注意。
去年我参与了一个燃煤电厂的汽轮机基础灌浆项目。基础尺寸12m×6m,灌浆层厚度80mm,要求7天强度达到50MPa,28天强度达到70MPa。我们选了CGM-Ⅰ型灌浆料,用水量控制在14.2%,搅拌时间4分钟,施工温度25℃。
关键步骤是支模。因为灌浆面积大,模板必须加固牢靠,否则灌浆料侧压力会把模板撑开。我们用了槽钢做围檩,间距500mm,模板接缝处打密封胶。灌浆时从一侧连续灌注,利用重力流平,速度控制在10m³/h,避免产生气泡。
养护阶段,我们在灌浆层表面覆盖了土工布,每天洒水3次,持续7天。最后检测结果:3天强度52MPa,7天强度68MPa,28天强度76MPa,完全达标。这个案例说明,只要材料选对、施工规范,灌浆料完全能胜任高要求工况。
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