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在桥梁支座安装或设备基础二次灌浆时,最怕的就是浆料收缩导致脱空。**无收缩灌浆料**正是为解决这个痛点设计的,它在硬化后能通过微膨胀补偿塑性收缩,确保灌浆层与基材紧密贴合。今天这篇文章,我结合十五年现场经验,把这种材料的选型、施工和养护讲透。
简单来说,这种材料是一种以水泥为胶结料、配以精选骨料和多种外加剂组成的干混砂浆。它最大的特点是具备微膨胀性能,在塑性阶段和硬化初期会产生0.01%~0.02%的膨胀率,正好抵消因水分蒸发和温度变化引起的体积收缩。
从标准上看,国标GB/T 50448-2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》明确规定了流动度、竖向膨胀率和抗压强度的分级指标。以常用的Ⅱ类灌浆料为例,初始流动度要求≥290mm,30分钟流动度保留值≥260mm,这保证了现场30分钟内的可操作时间。
实际操作中,很多工程师会混淆“无收缩”和“微膨胀”。无收缩不是完全不收缩,而是通过膨胀剂产生的微膨胀来补偿收缩,最终使体积变化率控制在-0.01%~+0.02%之间。这个数值很关键,如果膨胀率过大,反而会把基体撑裂。
以我参与过的某大型汽轮机组基础灌浆为例,底座与混凝土基础之间留有50mm的灌浆层。如果使用普通砂浆,硬化后收缩会在接触面形成缝隙,设备运行时产生振动,轻则影响精度,重则导致地脚螺栓松动。无收缩灌浆料通过膨胀补偿,使灌浆层与基础形成整体受力。
另一个常见场景是钢结构柱脚底板灌浆。柱子自重和动荷载通过底板传递给基础,灌浆层必须承受压应力和剪切力。普通砂浆收缩后,底板下会出现空鼓,受力不均。而采用无收缩灌浆料,28天抗压强度可以达到60~80MPa,抗折强度不低于10MPa,完全满足承重需求。
从施工效率看,这类材料流动性好,自流平免振捣。在桥梁支座灌浆中,一次性灌注厚度可达100mm,无需分层施工,节省人工。但要注意,流动度会随温度变化,夏季高温时建议用冰水拌合,冬季低温时用温水,保证出机温度在5℃~35℃之间。
第一个是支模。很多工人为了省事,模板接缝不严密,导致浆料渗漏。一旦漏浆,灌浆层厚度不足,膨胀力无法建立,后期必然收缩。正确做法是模板与基础接触面粘贴密封条,并用螺栓夹紧,确保不漏浆。
第二个是加水量的控制。包装袋上写的加水量是基准值,实际要根据现场温度调整。经验上说,每袋25kg的干料,标准加水量是4.5~5.0kg。水加多了,流动度虽然好,但强度会下降,且膨胀率变大,容易开裂。水加少了,流动度不够,无法填满死角。
第三个是养护。无收缩灌浆料需要湿养护,灌浆完成后立即用湿布或塑料薄膜覆盖,保持表面湿润至少7天。我见过一个项目,工人灌完浆就去干别的活,第二天发现表面干裂,就是因为没有及时养护。养护温度也要控制,低于5℃要采取保温措施,高于35℃要遮阳降温。
不同工程对性能要求不一样。以桥梁支座灌浆为例,要求早期强度高,24小时抗压强度必须达到20MPa以上,否则无法进行下一道工序。这时候要选快硬型无收缩灌浆料,初凝时间在30~60分钟,终凝时间不超过3小时。
如果是大型设备基础二次灌浆,比如轧钢机、破碎机,灌浆层厚度通常在30~80mm,对流动度要求高,同时要保证后期强度。建议选择超流态型,流动度≥300mm,28天抗压强度≥70MPa。这种型号的骨料粒径控制在0~4.75mm,能有效填充狭窄间隙。
还有一类特殊场景,比如低温环境施工。在北方冬季,气温低于-10℃时,普通灌浆料水化反应变慢,强度发展停滞。这时要选用防冻型无收缩灌浆料,里面添加了防冻组分,能在-15℃环境下正常施工,但要注意入模温度不能低于5℃。
2021年,我处理过一个某高速桥梁支座灌浆返工事件。原施工队用的是普通无收缩灌浆料,但灌浆后第三天发现支座下方有1~2mm的缝隙。检查发现,问题出在拌合用水上——现场用的是河水,含泥量超标,导致膨胀剂效果被削弱。
重新处理时,我们采取了三个措施:第一,清理原灌浆层至露出新鲜混凝土面;第二,用高压水枪冲洗并充分润湿,但表面不能有明水;第三,采用更高流动度的无收缩灌浆料,并严格控制水灰比在0.13~0.14之间。养护7天后,用塞尺检查,缝隙全部消失,28天取芯抗压强度达到72MPa。
这个案例说明,材料本身没问题,但施工细节决定成败。建议采购时要求厂家提供型式检验报告,重点关注竖向膨胀率和流动度这两项指标。现场施工时,安排专人监督拌合和养护环节,避免因操作不当造成返工损失。
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