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风电塔筒基础灌浆料的核心作用是填充塔筒基础环与混凝土基础之间的缝隙,并提供足够的抗压强度与抗疲劳性能,确保风机在20年设计寿命内不发生松动。选材时,重点要看28天抗压强度是否≥80MPa(按GB/T 50448-2015标准),以及流动度能否达到290mm以上,满足现场自流平施工要求。
很多工程师以为基础灌浆就是“把料灌进去就行”,实际干过就知道,问题出在缝隙形状和施工环境上。风电塔筒基础环底部是一个环形封闭空间,灌浆层厚度通常在50mm到150mm之间,但现场实测发现,由于基础环安装时的水平度误差,局部缝隙可能只有20mm,甚至出现“卡脖子”段。
经验上来说,在江苏某海上风电项目中,我们遇到过基础环底部的锚栓套筒位置有蜂窝状空隙,常规灌浆料根本流不进去。后来改用最大骨料粒径≤4.75mm、初始流动度≥300mm的细石型灌浆料,配合模板侧面开观察孔,才解决了填充密实度的问题。实际操作中,建议在灌浆前用压缩空气吹净缝隙,并用水预湿基面,但不得有明水。
市场上有些厂家宣传灌浆料抗压强度能做到120MPa,但风电基础灌浆真正需要的是“24小时抗压强度≥30MPa,28天抗压强度≥80MPa”这样的梯度指标。因为风机安装工期紧,基础灌浆后通常只有24到48小时就要进行塔筒吊装,没有早强能力,工期根本赶不上。
以我们参与过的河北张家口某陆上风电项目为例,当时环境温度在-5℃左右,普通灌浆料24小时强度只到15MPa,无法满足吊装要求。后来换用低温型灌浆料,配合热水搅拌(水温不超过40℃)和保温养护,24小时强度达到了35MPa。这里要强调一点,灌浆料的疲劳性能比单纯的高强度更重要,因为风机运行时会产生循环荷载,按GB/T 50081标准进行疲劳试验,200万次循环后强度损失应≤10%。
风电塔筒基础的灌浆量通常较大,单台风机基础灌浆量在3到5立方米之间,需要连续浇筑。灌浆料的流动度保持时间至少要达到2小时(初始流动度≥290mm,2小时后≥260mm),否则灌到一半料就变稠了,后面根本流不动。
在某西南山区风电项目现场,我们遇到过灌浆车泵送距离超过50米的情况,普通灌浆料在泵管内就已经开始发干,堵管两次。后来改用缓凝型配方,流动度保持时间延长到3小时,同时调整泵送压力控制在0.5MPa以内,才顺利完成。这里有个细节:灌浆料的流动度测试要用截锥圆模,按GB/T 50448-2015附录A的方法做,不要用跳桌法,否则数据不准确。
风电项目经常在偏远地区,环境温度从-20℃到40℃都有可能。低温施工时,灌浆料的水化反应会变慢,强度发展滞后;高温施工时,水分蒸发快,容易产生塑性收缩裂缝。实际操作中,我们总结出一条经验:环境温度低于5℃时,必须使用低温型灌浆料,并采取加热养护措施(如覆盖保温被、电热毯);环境温度高于35℃时,要使用高温型灌浆料,并控制拌合水温不超过25℃,同时缩短运输时间。
以内蒙古某风电项目为例,夏季中午气温达到38℃,灌浆料到场温度超过35℃,流动度损失很快。我们采取的措施是:在搅拌站用冰水拌合,将料温控制在28℃以下,同时安排两台泵车交替浇筑,每车料必须在30分钟内用完。最终灌浆层没有出现裂缝,28天强度达到85MPa。反过来,在黑龙江冬季施工时,我们用的是低温型灌浆料,配合暖棚法养护,棚内温度保持在10℃以上,7天强度就达到了设计值的90%。
很多项目验收时只查28天抗压强度报告,这远远不够。按GB/T 50448-2015要求,风电基础灌浆料还需要检测24小时竖向膨胀率(应≥0.02%)、流动度、泌水率(应≤0%)、以及抗冻性能(冻融循环300次后质量损失≤5%)。实际工程中,我们见过一个案例:28天强度报告显示85MPa,但现场拆模后发现灌浆层表面有大量气泡孔,深度达到5mm,这是因为灌浆时排气不畅,且没有进行二次振捣。
经验上来说,验收时一定要做现场取芯检测,芯样直径不小于50mm,长径比2:1,按GB/T 50081标准试压。同时要检查灌浆层与基础环底板的粘结情况,可以用锤击法或超声波法检测脱空面积,脱空率应≤5%。另外,灌浆层的厚度偏差应控制在±10mm以内,否则会影响塔筒的垂直度。这些细节,很多第三方检测报告上不会写,但作为施工方和监理方,必须自己盯住。
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