为了提高冶金、石化和电力等系统的轧钢、连铸、压缩机、大功率泵和发电机等大型与特大型设备的安装精度,加快安装速度和延长设备使用寿命,需要采用流动度大、强度高和具膨胀特性的灌浆材料。这类材料不仅可用于大中型设备的地脚螺栓的锚固、垫板座浆的二次灌浆,也可用于梁柱接头,工程抢修等具有早强、高强、无收缩和高流态要求的建筑施工。
一、 CGM 新灌浆料性能研究
1 、 CGM 灌浆料是一种具有早强、高强、高流态、微膨胀和耐久性好等多种优点的新型复合材料。为此,它的研究与开发包含流态混凝土,高强早强混凝土,膨胀混凝土和外加剂应用等多种技术,以无机胶凝材料和高强骨料为主,通过掺入不同种类的外加剂使得产品具有各种要求的性能,其主要性能如表 1 所示。
表 1 产品主要性能
名称 | 竖向膨胀率 /% | 抗压强度 /MPa | 流动度 /mm | 钢筋粘结强度 /MPa |
1d | 3d | 28d | 圆钢 | 螺纹钢 |
CGM | 0.01~0.05 | 30~45 | 35~55 | 50~75 | 260 | 6.0 | 13.0 |
二、试验材料和方法
1 、试验方法执行下列标准或规范
(1) 跳桌流动度 GB8077 — 87
(2) 竖向膨胀率 GBll9 — 88
(3) 抗压强度 GBll9 — 88
(4) 凝结时间 GBll7 — 85
(5) 钢筋粘结力 YBJ222 — 90
(6) 疲劳试验 GBJ82 — 85
(7) 弹性模量 JBJ70 — 90
(8) 砂浆抗渗 JC474 — 92
(9) 冻融 CBJ82 — 85
(10) 钢筋锈蚀 YBJ222 — 90
(11) 热膨胀 GB7320 — 87
2 、试验用材料
(1)CGM 灌浆料
(2) 自来水
三、性能
用于设备灌浆的 CGM 灌浆料材料是一种具有高强、早强、高流动态和微膨胀等特性的混合材料。它主要是由特殊胶凝材料、膨胀材料、高强骨料和多种外加剂组成的。现对试验成果作一介绍。
1 、流动度
流动度指标是灌浆施工有无成效的重要条件。根据国外设计,一般要求灌浆料的跳桌流动度大于 240mm ,以保证灌浆料依靠自重或稍加插捣就能流进所要填充的全部空隙。按不同水料比测定的 CGM 灌浆料的流动度和强度 ( 见图 1 与表 2) ,图 1 表 2 显示 CGM 灌浆料随着用水量的增加流动度增大,而抗压强度则降低。
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表 2 用水量对流动和强度的影响
W —— % CGM | 流动度 /mm | 抗压强度 /MPa |
1d | 3d | 28d |
11 | 160 | 58 | 60 | 75 |
12 | 220 | 50 | 56 | 72 |
13 | 260 | 48 | 52 | 69 |
14 | 280 | 44 | 50 | 65 |
15 | 310 | 38 | 45 | 58 |
根据试验,在不同温度条件下该材料流动性延续时间对流动度影响见表 3 。施工中应注意对搅拌好的灌浆料不宜久置。
表 3 时间延续对流动度的影响
W —— % CGM | 温度 / ℃ | 流动度 /mm |
0min | 30min | 60min | 90min | 120min |
13 | 10 | 260 | 260 | 250 | 240 | 210 |
13 | 20 | 260 | 265 | 240 | 230 | 190 |
13 | 35 | 260 | 250 | 200 | 175 | 140 |
2 、凝结时间
灌浆料的凝结时间直接影响到施工连续性和质量。 CGM 中胶凝材料的水化速度随环境温度不同而改变,凝结时间也随之变化。所测定的不同温度和流动度 CGM 的凝结时间 ( 表 4) ,可供不同条件下施工参考之用。
表 4 CGM 的凝结时间
流动度 /mm | 温度 / ℃ | 凝结时间 /h |
初凝 | 终凝 |
210 | 20 | 3.8 | 6.7 |
270 | 20 | 4.1 | 7.0 |
270 | 10 | 5.8 | 8.3 |
210 | 10 | 5.6 | 8.0 |
270 | 35 | 2.8 | 4.9 |
3 、限制膨胀性
在设备安装中,用灌浆料浇筑的二次灌浆层上表面高度不能低于初始表面高度,而且要向上有一定膨胀变化,这种变形称为竖向限制膨胀。地脚螺栓的锚固有一定的膨胀应力,使螺栓锚于应力场中,可大大地提高抗拉拔的能力。见图 2 、表 5 表明 CGM 灌浆料在常温下都有一定的竖向限制膨胀性,限制膨胀率在 0.010% ~ 0.040 %范围内,并在灌浆后十天左右开始稳定。
表 5 CGM 在常温膨胀率 %
1d | 2d | 3d | 7d | 10d | 14d | 28d |
0.008 | 0.010 | 0.012 | 0.026 | 0.030 | 0.032 | 0.036 |
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