1、概述
目前,國(guó)際上普遍將高強(qiáng)灌漿料應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備安裝和加固修補(bǔ)工程中。70年代改革開(kāi)放之初,為了滿足進(jìn)口設(shè)備的需要,我國(guó)開(kāi)始了灌漿料的研制工作,并于1977年研制成功,開(kāi)始在冶金設(shè)備安裝中大量應(yīng)用。經(jīng)過(guò)20多年的研究、實(shí)踐,我國(guó)灌漿料的技術(shù)性能逐步提高,其各項(xiàng)技術(shù)性能已達(dá)到國(guó)際水平。在灌漿料的使用上,已從傳統(tǒng)的用于機(jī)械設(shè)備安裝的二次灌漿發(fā)展到用于混凝土結(jié)構(gòu)的加固修補(bǔ)方面,并獲得了良好的效果。
高強(qiáng)灌漿料的主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)于結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)工程,由于其特殊性,往往要求加固修補(bǔ)效果好,工期快和易于施工等特點(diǎn)。因而,體現(xiàn)于灌漿料上的要求即為其流動(dòng)度、膨脹率、早期和最終強(qiáng)度以及凝結(jié)時(shí)間等指標(biāo)。
1.1流動(dòng)度
表示材料流動(dòng)性能的方法國(guó)際上有三種,即流動(dòng)度法、漏斗法和坍落度法。它們的限界值分別是:流動(dòng)度法的限界值≥240mm;漏斗法流出時(shí)間范圍是(8±2) s;坍落度法的限界值≥25cm.目前,我國(guó)普遍采用流動(dòng)度法考查灌漿料的流動(dòng)性能。為了滿足灌漿施工自行流動(dòng)的要求,灌漿料的流動(dòng)度必須大于240mm.國(guó)外灌漿料的流動(dòng)度指標(biāo),最低規(guī)定為240mm.如果沒(méi)有必要的流動(dòng)性能,狹小的空間是灌不進(jìn)去的,達(dá)不到飽滿填充的效果,即使其他性能再高,對(duì)灌漿工程也沒(méi)有意義。所以,灌漿料的流動(dòng)度是評(píng)價(jià)灌漿料質(zhì)量?jī)?yōu)劣的首要條件。
灌漿料的流動(dòng)度隨加水率(用水量/干料重量)的增大而增大。但是,加水率過(guò)大會(huì)出現(xiàn)泌水現(xiàn)象和降低抗壓強(qiáng)度。灌漿料加水率的可調(diào)節(jié)范圍應(yīng)在1%以內(nèi)。
灌漿料的流動(dòng)度隨停放時(shí)間的增加而減小。所以在進(jìn)行灌漿施工時(shí),對(duì)灌入的拌合物要不停地用竹劈子往復(fù)拉動(dòng),以維護(hù)其流動(dòng)性能。
1.2膨脹率
膨脹率是灌漿料的第二個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)。為了使灌漿料硬化后,能夠獲得飽滿填充效果,灌漿料必須具有適宜的膨脹性能。
我國(guó)《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GBJ119-88)規(guī)定灌漿料的1d豎向自由膨脹率為0.1%~0.5%,6個(gè)月的剩余豎向自由膨脹率大于0.05%。
1.3抗壓強(qiáng)度
在結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)中,一般都希望有較高的早期強(qiáng)度,以便盡早投入使用。灌漿料的1d抗壓強(qiáng)度最低應(yīng)大于20MPa.目前,國(guó)內(nèi)常用灌漿料的抗壓強(qiáng)度指標(biāo)一般為R1≥30MPa,R3≥40MPa,R28≥60MPa. 1.4鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度無(wú)論是修補(bǔ)加固工程還是設(shè)備基礎(chǔ)灌漿,要保證灌漿料與鋼筋具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度,才能達(dá)到一體化目的。
灌漿料與光面鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度一般應(yīng)大于或等于6MPa,與螺紋鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度一般應(yīng)大于或等于30MPa. 1.5凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間是影響施工進(jìn)度的重要指標(biāo)。對(duì)于加固修補(bǔ)工程,往往希望強(qiáng)度上得越快越好,即希望終凝時(shí)間盡可能的短。但是初凝時(shí)間不易過(guò)短,過(guò)短時(shí)易造成拌合物流動(dòng)性降低而影響施工操作和灌注質(zhì)量。
灌漿料的初凝時(shí)間一般應(yīng)為4h左右,終凝時(shí)間一般應(yīng)為5h左右。
2、高強(qiáng)灌漿
料在結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)技術(shù)中的應(yīng)用為了使灌漿料的技術(shù)性能得以充分發(fā)揮,保證結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)工程的質(zhì)量,在灌漿施工中尤其應(yīng)注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題:
2.1認(rèn)真確定灌注方案,模板支設(shè)要嚴(yán)密
1995年12月,北京某重大工程建設(shè)中,C區(qū)4層、5層和6層有四根混凝土柱由于振搗不好,強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求,需要進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。在與施工、設(shè)計(jì)等單位認(rèn)真協(xié)商后,我們提出了用灌漿料進(jìn)行外包加固的施工方案。四根混凝土柱中,三根柱凈高4.2m,一根柱凈高6m,要求加固補(bǔ)強(qiáng)之后不改變柱寬等幾何尺寸?紤]到上述原因,每根柱分三段進(jìn)行灌注,每段高度為1.2~1.5m,這樣既可避免一次灌注時(shí)灌漿料對(duì)模板的側(cè)壓力過(guò)大而造成跑模,又便于施工。由于灌漿料中骨料最大粒徑為7mm左右,為了保證灌注流暢,要求每根混凝土柱剔鑿進(jìn)2~2.5cm,并且接茬部位老混凝土表面均勻鑿毛,露出新鮮表面,以增加粘結(jié)強(qiáng)度。經(jīng)過(guò)補(bǔ)強(qiáng),該混凝土柱的承載能力達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,同時(shí)也滿足了使用需要。
另一使用實(shí)例是1998年3月,某工程地下一層在混凝土澆筑之后,發(fā)現(xiàn)B、C軸沿5~7軸深梁出現(xiàn)整跨梁露筋、梁底沒(méi)有保護(hù)層、柱頭處混凝土有漏振等現(xiàn)象。由于梁底鋼筋排列緊密,間隙小,如果用噴射混凝土修補(bǔ),混凝土回彈量過(guò)大,間隙小處,混凝土仍然進(jìn)不去,而且修補(bǔ)之后的混凝土強(qiáng)度達(dá)不到原混凝土設(shè)計(jì)C50的要求。若采用聚合物混凝土修補(bǔ),也受到施工條件的限制,不易保證與老混凝土密切結(jié)合。因此最佳修補(bǔ)方案仍然是采用灌漿料灌注修補(bǔ)。由于梁底與側(cè)面有許多縱向與橫向的插筋伸出,修補(bǔ)的一大難點(diǎn)是支設(shè)模板。
采用灌漿料加固修補(bǔ)時(shí),對(duì)模板支設(shè)要求比較嚴(yán)格,模板安裝應(yīng)當(dāng)堅(jiān)固、穩(wěn)定、不漏水。本次修補(bǔ)工程中采用竹模板,模板邊均刨光呈直線,以保證平整嚴(yán)密接觸。模板與混凝土表面的接縫,用525號(hào)水泥拌制成干稠水泥漿,用手指抹成斷面45°角的封縫灰漿條。抹縫時(shí)用手指邊壓邊抹,以做到嚴(yán)密不漏水。水泥漿抹縫在灌漿前24h進(jìn)行完。竹模板與竹模板之間的接縫用塑料基粘膠帶貼封。粘膠帶貼在模板內(nèi)側(cè)效果最好。模板內(nèi)側(cè)不能貼時(shí),可貼在接縫外側(cè)。粘膠帶均要貼平壓實(shí)。貼粘膠帶前將貼粘膠帶處的浮灰清除干凈。
封縫后要檢查封堵情況。檢查方法是用手電筒從外向模板內(nèi)側(cè)照射。如果模板內(nèi)有手電筒光線,表明此處沒(méi)封堵嚴(yán)密,需要重新封堵。也可用灌水方法檢查,漏水處則需重新封堵。模板支設(shè)嚴(yán)密是灌漿料灌注充分以及和老混凝土密切結(jié)合的保證。由于認(rèn)真采取了上述措施,這次修補(bǔ)結(jié)果,灌漿料與老混凝土充分結(jié)合,達(dá)到了一體化的效果。
2.2合理布置灌漿孔與排氣孔
1996年3月,某工程地下一層混凝土柱由于漏振等原因,部分墻面、墻腳、柱根及柱腰等部位出現(xiàn)孔洞缺陷。由于缺陷大小不一,有的又相互連接,因而支設(shè)模板中合理布置灌漿孔與排氣孔是灌注成功的關(guān)鍵。灌漿孔與排水孔應(yīng)位于模板的最高處,比缺陷的最高位置高5~10cm,并且相對(duì)布置。這樣灌漿料從一側(cè)灌入,氣體被趕至另一側(cè)排出,灌漿料與老混凝土密切結(jié)合,避免窩住空氣,造成新的孔洞缺陷。這次修補(bǔ)過(guò)程中,對(duì)每一處缺陷的模板支設(shè),灌漿孔和排氣孔的留置都進(jìn)行了仔細(xì)地分析。修補(bǔ)之后,經(jīng)過(guò)對(duì)修補(bǔ)界面處取芯和超聲評(píng)定證實(shí),新老混凝土結(jié)合非常緊密,沒(méi)有出現(xiàn)新的孔洞缺陷。
2.3保證灌漿料膨脹率及強(qiáng)度增長(zhǎng)所需的溫度條件
環(huán)境溫度過(guò)低會(huì)降低灌漿料抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)速度和降低膨脹率。1995年12月北京某工程采用灌漿料進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng),由于當(dāng)時(shí)最低氣溫在0℃以下,我們采取了以下幾條保溫措施:
。1)采用溫水?dāng)嚢,水溫最高不超過(guò)33℃,以拌合物溫度達(dá)到23℃為宜。溫度過(guò)高會(huì)使拌合物流動(dòng)性降低或發(fā)生假凝現(xiàn)象。
。2)采用棉被包裹維持熱量不散失。
(3)搭暖棚,使用紅外線燈照射。保證環(huán)境溫度在15℃以上。
由于采取了上述措施,灌漿料1d抗壓強(qiáng)度達(dá)到41.8MPa,28d抗壓強(qiáng)度達(dá)到85.0MPa,加固效果很理想。
1996年1月,某工程地下一層混凝土墻及混凝土柱由于振搗不實(shí)或漏振,部分柱根及墻腳等部位出現(xiàn)孔洞缺陷。我們?nèi)匀徊捎霉酀{料灌注修補(bǔ)的施工方案。由于當(dāng)時(shí)氣溫較低,現(xiàn)場(chǎng)采取了溫水拌料,生爐子及用電熱毯包覆修補(bǔ)部位等保溫措施,結(jié)果修補(bǔ)后與構(gòu)件同條件養(yǎng)護(hù)的灌漿料試塊,3d抗壓強(qiáng)度為34.6MPa,7d抗壓強(qiáng)度為54.3MPa,28d抗壓強(qiáng)度為64.0MPa.修補(bǔ)結(jié)果非常理想。
3、結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過(guò)多項(xiàng)工程實(shí)踐證實(shí),用灌漿料進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ),具有易于施工、工期快和加固修補(bǔ)效果好的特點(diǎn)。在施工過(guò)程中,認(rèn)真確定灌注方案,嚴(yán)密支設(shè)模板,合理布置灌漿孔與排氣孔,并保證灌漿料膨脹率及強(qiáng)度增長(zhǎng)所需的溫度條件等,是結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)成功的必要條件。灌漿料,由于其早強(qiáng)、高強(qiáng)、微膨脹和自流等性能特點(diǎn),已在結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)技術(shù)中得到愈來(lái)愈多的應(yīng)用。