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    灌漿料在天車軌道大修工程中的應用

    來源:灌漿料      2017/2/22 19:31:08      點擊:
          高強無收縮灌注材料是安裝設備基礎的專用材料,由特制水泥類凝材料與精選集料經特殊加工而成,密度 190 0~2100㎏/m 3 。施工簡便,在現場加入16%~18%的水拌合均勻,靠自身的流動性能即可充滿細小的灌注空間。早期強度增長較快,可加速設備安裝調試,28d抗壓強度超過70MPa,并具有0.02%~0.03%微膨脹,硬化后不產生體積收縮,可使被錨固部件與基礎混凝土緊密連結。其技術性能達到國外同類產品水平,在膨脹性能方面優于國外產品,已在國內數十項二次灌注工程中應用,取得了較好的技術經濟效果,受到國內外專家的好評。


        邯鄲鋼鐵廠一軋重級工作制天車結構為 A 、 B 兩列排柱,軌道總長 288m 。標高為 14. 800m ,跨度 18.5m 。大修要求將煉鋼車間橋式軌道更換為新軌道,原舊軌用壓板焊接在 [16 短槽鋼上,槽鋼焊在鋼板上,鋼板用螺栓與混凝土吊車梁連為一體。大修時需全部拆除舊軌道槽鋼、螺栓,換新軌道及螺栓??紤]到工期緊,采用 CGM 漿料填充軌道墊板與支座之間的空隙(右圖 ) 。


        1 、 CGM 灌漿料的性能


        CGM 灌漿料是具有高流動性、早強、高強和微膨脹的特殊混合材料,其性能如下。


        ( 1 )流動性


        根據工程要求,漿料流動度大于 240mm ,在這樣大的流動度下,漿料可靠自重作用和稍加插搗即可流進需填充的全部空隙,且漿料本身密實。按不同料水比測定 CGM 漿料的流動度和強度。根據本工程實際情況選用 18% 料水比進行試驗,結果顯示 CGM 漿料流動度隨時間變化而減小。由于工程用量較大,以 1.5h 內的流動度為較好。


        ( 2 )微膨脹


        漿料微膨脹的原理為,漿料內有 CaO 存在,當與水發生化學反應時,放熱體積增大,由于 CaO 結合了一個分子的水( H 2 O) ,致使體積增大 90 %,產生較大膨脹, CGM 漿料膨脹量 1d 內可達到 80 %以上,達到最大膨脹量后處于穩定狀態。


        2 、施工準備


        由于天車軌道使用已久,天車運行過程中的振動造成部分牛腿混凝土面層破壞,且混凝土表面還積存了大量煉鋼灰塵。為將積灰清除干凈,先拆除舊軌道,用壓力水沖洗。再用剁斧將破損混凝土面層及未破壞的混凝土面層鑿毛,用鋼絲刷刷 2 遍,最后用清水沖干凈露出凈面。


        在澆筑 CGM 漿料前 4h 用清水沖洗,使混凝土面層保持濕潤,掃去明水。為使 CGM 與混凝土面層粘結牢固,在面層表面刷 302 界面劑。界面劑配比為甲組 1 份,乙組 3 份,石英粉 5 份,混合均勻拌成乳白色液體,用毛刷均勻刷在面層上,邊刷邊將拌和的 CGM 漿料澆在混凝土面層上,用鐵抹子插搗密實。界面劑刷在混凝土面上后與澆筑 CGM 時間間隔不得超過 2h ,以免界面劑失去效能。


        兩條軌道共澆灌漿料 25m 3 ,施工時最高氣溫 3 ℃。 CGM 漿料配水攪拌按重量比 1 : 0.13 配制,攪拌時間 3min ,流動度為 250mm 。由于澆筑氣溫較高, CGM 漿料水化熱較大,養護時間控制在 4h 。采用灑水養護,以降低水化熱,使 CGM 充分水化并防止因脫水而造成質量事故。 24h 后用濕草袋覆蓋,養護 5~ 6h 后方可使用。


        本工程經過 1d 養護后立即投入使用。試件強度每 2h 一組, 1d 抗壓強度為 64.0MPa ,抗折強度為 11.0MPa ; 28d 抗壓強度為 89MPa ,抗折強度為 12.4MPa ,滿足工程要求。 2 年后,回訪業主,反映良好。


    [ 應用實例 2]


    水泥基灌漿料在工程中的應用


        某重點能源工程共有 10 個鈉罐基礎,屬大體積結構,有耐高溫要求,且施工正值冬季,主要施工難點是澆筑厚度及水化熱引起的絕熱溫升的控制。經研究后確定采用 CGM 水泥基灌漿料,施工完畢 2 年后,鈉罐基礎無裂紋和其他缺陷,上、下兩施工層間無明顯接縫,鋼覆面經多次檢查未見空鼓、不實等現象?,F將其具體應用情況介紹如下。


        1、 材料性質


        CGM 水泥基灌漿料,主要由硅酸鹽水泥、膨脹劑、高效減水劑、塑化劑等材料配制而成,具有高流動度、早期強度高、高密實性、微膨脹性等性質,具有施工方便、易運輸、易保存、易計量等特點,在施工現場加水即可使用;該產品還具有較高的運行溫度。該材料抽樣試驗的結果優于《水泥基灌漿材料施工技術規程》( YB/T9261 - 1998 )(以下簡稱“規程”)標準值。


        2、工程應用


        ( 1 )鈉罐基礎施工


        1 )工藝流程:清理地腳螺栓孔 → 澆水濕潤 → 灌漿前清除積水 → 配制灌漿料、灌漿(等分 2 次) → 養護 → 清理設備基礎 → 澆水濕潤 → 基礎支模 → 灌漿前清除積水 → 配制灌漿料、灌漿(分 4 次) → 養護。






    基礎灌漿分層厚度


        2 )技術措施: ① 將分層厚度最大定為 300mm ,采用濕麻袋覆蓋灑水養護,養護時間不得少于 7d 。 ② 上、下兩層間的施工技術間隔時間定為 36h ,同時在灌漿料內摻入 20 %的 5~ 10mm 豆石,嚴禁振搗。 ③ 模板支設,在拼接縫處貼 3mm 厚海綿條,縫內側貼 2 層寬帶,模板根部外側提前 1d 用 1 : 2.5 水泥砂漿抹縫,使其不漏水;模板上口高出設備基礎頂標高 50mm ,支撐應牢固可靠。 ④ 提前 24h 將基礎表面和模板充分濕潤,并在澆筑前 1h 將積水吸干。 ⑤ 灌漿料、水及豆石均以重量計算,其稱量誤差控制在 ±1 %內,加水量按照供應商提供的 14 %(灌漿料重量)執行。 ⑥ 5~ 10mm 豆石提前用水沖洗,將小于 4.5mm 的粉和砂洗凈、風干。 ⑦ 采用人工用鐵鏟拌和,先將石子與灌漿料干拌均勻,然后加入用水量 2/3 的水拌和 2min ,最后加入剩余用水量繼續拌和均勻。


        3 )灌漿施工:每個基礎灌漿施工分 6 次完成,每次分層厚度如右圖所示。


        ① 灌漿方法采用溜槽灌漿(自重法),全面分層。 ② 螺栓孔分 2 次灌注,上部分 4 次灌注,最后一次灌注厚度為 100mm ,最后一次灌漿材料中不摻豆石。 ③ 材料灌注時的自由下落高度≤ 300mm 。 ④ 螺栓孔灌漿時,將拌好的灌漿料直接倒入孔內,必要時可在四周用 30mm 寬的竹條按間距 10 0~ 200mm 輕輕插搗,每個插搗點插搗 2~ 3 次;上部采用在長邊的中間下料灌注,在邊角處也可采用上述方法插搗。 ⑤ 在灌注最后一次 100mm 時,改為由設備基礎兩端的預埋鋼板長邊靠外側中間澆筑,使灌漿料向預埋件鋼板短方向流淌,直到另一長邊方向的漿液上升至預埋件底標高時,再沿設備基礎長邊中間澆筑,必要時,也可用竹條沿預埋件短方向輕輕插搗。 ⑥ 在灌注中,若發現表面有泌水現象時,可撒布水泥基灌漿干料吸干水分。 ⑦ 當每次灌注上一層時,必須將下一層灌漿料表面上類似泡沫的一層物質清理干凈。


        ( 2 )一次鋼覆面底部灌漿


        1 )工藝流程:模擬試驗 → 開孔 → 清理 → 封邊 → 砌槽 → 配制灌漿料、灌漿 → 拆除。


        該工程中大量采用了一次鋼覆面結構,同時該部分鋼覆面底面面積較大(一般為 3 0~ 50m 2 ),如何將其底面澆筑密實,成為施工的難點。






    高位灌漿示意圖


        2 )模擬試驗: ① 用 10 號槽鋼制成 2m × 2m 的“田”字形方框,在“十”字槽鋼上開 200m m× 50mm 的橢圓孔,并在對應一側開 Φ 20 的排汽孔,將其放置在一平整的混凝土面上,根部用水泥砂漿封嚴,在上側覆蓋 1 塊普通玻璃,四周用密封帶與槽鋼封閉。 ② 采用高位灌漿方法進行灌漿,灌漿方法如右圖所示。③ 試驗發現,第一格基本灌滿,但第二格的灌漿料還未達到一半,即灌漿失敗。 ④ 通過此次試驗,提出兩點改進措施:第一,采用超細骨料 ;第二,將槽鋼上的孔洞沿長度方向再擴大些(經設計允許)。再次試驗,取得了圓滿成功。


    圖中箭頭方向表示灌漿料的流向,


    灌漿料最右側的箭頭表示灌漿料的入口)






    槽鋼開孔示意


        3 )灌漿施工: ① 經設計單位同意,在一次鋼覆面底部的每格槽鋼上開 500mm × 60mm 的橢圓形孔,將孔開在靠槽鋼上側,見右圖。 ② 沿鋼覆面四周砌紅磚,同時沿長邊方向每格砌 200mm × 200mm × 500mm 的槽(使其能高位灌漿),在對應一側每格的磚砌體上留 Φ 20 排汽孔(排汽孔上口與鋼覆面上表面齊平)。 ③ 將配制好的灌漿料直接輕輕倒人槽內,使槽內始終保持有料。 ④ 在灌注的同時,采用長竹條通過灌注口輕輕插搗,輔以灌漿料流動,并派專人在鋼覆面上側用小鐵錘輕輕敲擊,判斷是否灌注密實。 ⑤ 當所有排汽孔均被灌漿料沖填滿實后,停止灌注,使槽內的灌注料靜止保持 3 0~ 60min 。


        ( 3 )地腳螺栓錨固


        1 )工藝流程:清理螺栓孔 → 清除孔內積水 → 清除螺栓表面油污及鐵銹、插入螺栓調整及固定 → 配制灌漿料、澆筑 → 養護。


        2 )灌漿施工: ① 配制灌漿料,在推薦用水量的基礎上,將其減少 1 %~ 2 %。 ② 灌注時,應從孔的一側開始,緩慢進行;同時將套管插入孔的底部,隨灌隨拔。 ③ 最后使灌漿料頂面略高出混凝土表面,待 1d 后,將其修整平整。


        3 、幾點體會


        ① 規程中的“豎向膨脹率”,建議增設上限值,即“限制膨脹率”。 ② 規程中的“鋼筋粘結強度值”,建議改為達到“鋼筋屈服強度標準值”即可。 ③ 因此種材料在設備基礎中使用較多,建議增設“抗油滲”指標值。 ④ 為了提高材料的耐久性和防止對鋼筋的腐蝕,建議增設材料中的堿含量和氯離子含量控制指標。 ⑤ 規程規定,每次灌漿層厚度不宜超過 100mm ,建議在實際施工中可采用 300mm 。 ⑥ 在用于植筋和螺栓固定時,宜將孔徑在規程的數值上再擴大 30 ~ 50mm ,孔深加深 5 0~ 100mm ;在做拉拔實驗時,建議以拉拔值達到鋼筋屈服強度標準值為準。 ⑦ 在大體積施工中,為了降低絕熱溫升值和預防材料泌水,同時減少材料用量,宜將參考用水量減少 1 %~ 2 %,加入一定比例的 5~ 10mm 豆石,分層厚度可放大至 500mm ;為了加強結構的整體性,可在施工縫處設置 Φ 12@200 的插筋。
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