CGM 喬貝高強(qiáng)無(wú)收縮灌漿料的性能
依據(jù)大量的試驗(yàn)成果,闡明 CGM 高強(qiáng)無(wú)收縮灌漿料是一種具有早強(qiáng)、高強(qiáng)、高流態(tài)、微膨脹和耐久性好等多種優(yōu)點(diǎn)的新型復(fù)合材料。它是將流態(tài)混凝土、早強(qiáng)高強(qiáng)混凝土、膨脹混凝土和外加劑等多種混凝土技術(shù)綜合運(yùn)用。
CGM high-strength non-shrinkage grouting material
Abstract : Based on a great of experiment results, high-strength non-shrinkage grouting material is composite material which has many features including early-strength 、 high-strength 、 natural flow, micro-expansion. It is also a technology use of many concrete including natural flow concrete, early-strength and high-strength concrete, expansion concrete, admixture concrete and so on.
Key words : high-strength non-shrinkage, grouting material, expansion
為了提高冶金、石化和電力等系統(tǒng)的軋鋼、連鑄、壓縮機(jī)、大功率泵和發(fā)電機(jī)等大型與特大型設(shè)備的安裝精度,加快安裝速度和延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,需要采用流動(dòng)度大、強(qiáng)度高和具膨脹特性的灌漿材料。這類(lèi)材料不僅可用于大中型設(shè)備的地腳螺栓的錨固、墊板座漿的二次灌漿,也可用于梁柱接頭,工程搶修等具有早強(qiáng)、高強(qiáng)、無(wú)收縮和高流態(tài)要求的建筑施工。
一、 CGM 新灌漿料性能研究
1 、 CGM 灌漿料是一種具有早強(qiáng)、高強(qiáng)、高流態(tài)、微膨脹和耐久性好等多種優(yōu)點(diǎn)的新型復(fù)合材料。為此,它的研究與開(kāi)發(fā)包含流態(tài)混凝土,高強(qiáng)早強(qiáng)混凝土,膨脹混凝土和外加劑應(yīng)用等多種技術(shù),以無(wú)機(jī)膠凝材料和高強(qiáng)骨料為主,通過(guò)摻入不同種類(lèi)的外加劑使得產(chǎn)品具有各種要求的性能,其主要性能如表 1 所示。
表 1 產(chǎn)品主要性能
名稱
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豎向膨脹率 /%
|
抗壓強(qiáng)度 /MPa
|
流動(dòng)度 /mm
|
鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度 /MPa
|
1d
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3d
|
28d
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圓鋼
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螺紋鋼
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CGM
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0.01~0.05
|
30~45
|
35~55
|
50~75
|
260
|
6.0
|
13.0
|
二、試驗(yàn)材料和方法
1 、試驗(yàn)方法執(zhí)行下列標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范
(1) 跳桌流動(dòng)度 GB8077 — 87
(2) 豎向膨脹率 GBll9 — 88
(3) 抗壓強(qiáng)度 GBll9 — 88
(4) 凝結(jié)時(shí)間 GBll7 — 85
(5) 鋼筋粘結(jié)力 YBJ222 — 90
(6) 疲勞試驗(yàn) GBJ82 — 85
(7) 彈性模量 JBJ70 — 90
(8) 砂漿抗?jié)B JC474 — 92
(9) 凍融 CBJ82 — 85
(10) 鋼筋銹蝕 YBJ222 — 90
(11) 熱膨脹 GB7320 — 87
2 、試驗(yàn)用材料
(1)CGM 灌漿料
(2) 自來(lái)水
三、性能
用于設(shè)備灌漿的 CGM 灌漿料材料是一種具有高強(qiáng)、早強(qiáng)、高流動(dòng)態(tài)和微膨脹等特性的混合材料。它主要是由特殊膠凝材料、膨脹材料、高強(qiáng)骨料和多種外加劑組成的,F(xiàn)對(duì)試驗(yàn)成果作一介紹。
1 、流動(dòng)度
流動(dòng)度指標(biāo)是灌漿施工有無(wú)成效的重要條件。根據(jù)國(guó)外設(shè)計(jì),一般要求灌漿料的跳桌流動(dòng)度大于 240mm ,以保證灌漿料依靠自重或稍加插搗就能流進(jìn)所要填充的全部空隙。按不同水料比測(cè)定的 CGM 灌漿料的流動(dòng)度和強(qiáng)度 ( 見(jiàn)圖 1 與表 2) ,圖 1 表 2 顯示 CGM 灌漿料隨著用水量的增加流動(dòng)度增大,而抗壓強(qiáng)度則降低。
W
—— %
CGM
|
流動(dòng)度 /mm
|
抗壓強(qiáng)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
|
根據(jù)試驗(yàn),在不同溫度條件下該材料流動(dòng)性延續(xù)時(shí)間對(duì)流動(dòng)度影響見(jiàn)表 3 。施工中應(yīng)注意對(duì)攪拌好的灌漿料不宜久置。
表 3 時(shí)間延續(xù)對(duì)流動(dòng)度的影響
W
—— %
CGM
|
溫度 / ℃
|
流動(dòng)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 、凝結(jié)時(shí)間
灌漿料的凝結(jié)時(shí)間直接影響到施工連續(xù)性和質(zhì)量。 CGM 中膠凝材料的水化速度隨環(huán)境溫度不同而改變,凝結(jié)時(shí)間也隨之變化。所測(cè)定的不同溫度和流動(dòng)度 CGM 的凝結(jié)時(shí)間 ( 表 4) ,可供不同條件下施工參考之用。
表 4 CGM 的凝結(jié)時(shí)間
流動(dòng)度 /mm
|
溫度 / ℃
|
凝結(jié)時(shí)間 /h
|
初凝
|
終凝
|
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 、限制膨脹性
在設(shè)備安裝中,用灌漿料澆筑的二次灌漿層上表面高度不能低于初始表面高度,而且要向上有一定膨脹變化,這種變形稱為豎向限制膨脹。地腳螺栓的錨固有一定的膨脹應(yīng)力,使螺栓錨于應(yīng)力場(chǎng)中,可大大地提高抗拉拔的能力。見(jiàn)圖 2 、表 5 表明 CGM 灌漿料在常溫下都有一定的豎向限制膨脹性,限制膨脹率在 0.010% ~ 0.040 %范圍內(nèi),并在灌漿后十天左右開(kāi)始穩(wěn)定。
表 5 CGM 在常溫膨脹率 %
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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4 、抗壓和抗折強(qiáng)度
按國(guó)內(nèi)規(guī)范要求,一般設(shè)備安裝的二次灌漿采用的細(xì)石混凝土強(qiáng)度應(yīng)比設(shè)備基礎(chǔ)混凝土高一級(jí)。當(dāng)用無(wú)墊板方式安裝設(shè)備時(shí),按國(guó)外設(shè)計(jì)要求,灌漿料的一天抗壓強(qiáng)度要達(dá)到 30MPa , 28d 抗壓強(qiáng)度達(dá)到 60MPa ,甚至更高 ( 如鋼連鑄 ) 。為了滿足上述設(shè)計(jì)要求,在對(duì) CGM 原材料配比進(jìn)行大量試驗(yàn)研究后,測(cè)定的抗壓、抗折強(qiáng)度的范圍值見(jiàn)表 6 。
表 6 CGM 的抗壓抗折強(qiáng)度 MPa
抗壓強(qiáng)度
|
抗折強(qiáng)度
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1d
|
3d
|
28d
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1d
|
7d
|
28d
|
30~40
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40~55
|
60~75
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6~8
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10~14
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12~14
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從表 6 數(shù)據(jù)可見(jiàn), CGM 的早期和后期抗壓強(qiáng)度都達(dá)到國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)要求,抗折強(qiáng)度與普通混凝土相比更有優(yōu)越性。因此,可以在有早強(qiáng)、高強(qiáng)要求的國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口設(shè)備的二次灌漿工程中使用。
四、其它性能指標(biāo)
1 、鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度
對(duì)圓鋼筋一天的粘結(jié)強(qiáng)度已超過(guò) 6.0MPa ,對(duì)螺紋鋼筋一天的粘結(jié)強(qiáng)度已超過(guò) 13.0MPa 。因此, CGM 灌漿料可部分代替環(huán)氧樹(shù)脂作地腳螺栓的錨固材料。
2 、抗?jié)B性
CGM 灌漿料的抗?jié)B水性較一般防水混凝土能力好得多。機(jī)油滲透率、油滲深度、強(qiáng)度增長(zhǎng)率等多項(xiàng)試驗(yàn)表明,該材料浸油后強(qiáng)度不降低,耐油滲性能好。
3 、低溫和凍融性能
CGM 具有良好的低溫性能,在冰箱 - 5 ℃ ,環(huán)境 -10 ℃ 的條件下使用時(shí),其 7d 抗壓強(qiáng)度不低于 30MPa 。轉(zhuǎn)為標(biāo)溫養(yǎng)護(hù)后,其抗壓強(qiáng)度立即上升,能滿足較低溫度下的工程設(shè)計(jì)和施工要求。低溫型的 CGM 在凍融后強(qiáng)度幾乎不損失。因此,可適用于在凍融環(huán)境中的設(shè)備安裝工程。
4 、不導(dǎo)致鋼筋銹蝕
CGM 灌漿材料往往與鋼筋和鐵制設(shè)備基礎(chǔ)長(zhǎng)期接觸。試驗(yàn)表明其系列產(chǎn)品在自然電位處于鈍化狀態(tài) (0 ~ 300mV) ;試塊劈開(kāi)后,所埋的鋼筋無(wú)腐蝕。因此,可以說(shuō) CGM 灌漿料不會(huì)導(dǎo)致鋼筋銹蝕。
五、結(jié)論
1 、 CGM 灌漿料有很好的流動(dòng)性,適用于設(shè)備的二次灌漿、地腳螺栓錨固和工程維修;
2 、 CGM 灌漿料的初凝時(shí)間、終凝時(shí)間和膨脹率均滿足工程設(shè)計(jì)和施工要求;
3 、 CGM 灌漿料具有很高的抗壓強(qiáng)度,完全可滿足國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口設(shè)備對(duì)灌漿體強(qiáng)度的要求;
4 、 CGM 灌漿料與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度高,可替代環(huán)氧樹(shù)脂作為地腳螺栓的錨固材料,且在自然電位下對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕作用。
5 、 CGM 灌漿料的抗?jié)B水性好,抗油滲和浸蝕能力強(qiáng),低溫條件下強(qiáng)度較高,且抗凍融性較好。
CGM 灌漿料具有良好的耐疲勞性,在 200 萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)后,靜壓強(qiáng)度仍很高,而同條件下普通同標(biāo)號(hào)混凝土在 15 萬(wàn)次時(shí)就已破壞。據(jù)國(guó)內(nèi)外資料顯示,摻灌漿料的彈性模量都低于普通混凝土,這有益于減緩設(shè)備的振動(dòng)荷載對(duì)基礎(chǔ)的沖擊壓力。在 CGM 灌漿料膨脹觀測(cè)過(guò)程中,灌漿料膨脹速率存在一定波動(dòng),經(jīng)數(shù)次試驗(yàn)分析,排除試驗(yàn)誤差后的影響,可能是受水泥熟料中不同礦物水化的影響,這一機(jī)理尚待證實(shí)?偠灾 CGM 灌漿料工程性能佳,適用范圍廣,是一種很好灌漿材料。
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