水泥基高強(qiáng)灌漿材料配比改進(jìn)方案探討

張海彬，王洪剛，李勇，梁新燕

（勝利油田營(yíng)海實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司，山東 東營(yíng) 257087）

水泥基高強(qiáng)灌漿材料配比改進(jìn)方案探討

張海彬，王洪剛，李勇，梁新燕

（勝利油田營(yíng)海實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司，山東 東營(yíng) 257087）

本文探討了水泥基高強(qiáng)灌漿材料在企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過程中存在的問題，結(jié)合企業(yè)原材料情況，有效地對(duì)其配比方案進(jìn)行了改進(jìn)，針對(duì)傳統(tǒng)配比生產(chǎn)的灌漿材料與改進(jìn)配比生產(chǎn)的灌漿材料兩者之間在各項(xiàng)性能上存在的差異進(jìn)行討論，來證實(shí)配比改進(jìn)的效果和意義；同時(shí)用實(shí)際施工成果證實(shí)了改進(jìn)效果。

水泥基灌漿料；配比改進(jìn)；施工驗(yàn)證

0 引言

近年來建筑建材產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，在許多特殊施工部位使用“高強(qiáng)無收縮自流平灌漿材料”已成為一種趨勢(shì)，其中高強(qiáng)灌漿料生產(chǎn)原材的選定往往會(huì)成為難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。勝利油田營(yíng)海實(shí)業(yè)集團(tuán)借助自身產(chǎn)業(yè)一條龍的優(yōu)勢(shì)，采用目前便易的材料，打破傳統(tǒng)配比方案，在進(jìn)行系統(tǒng)分析論證的基礎(chǔ)上，通過大量試驗(yàn)研究和驗(yàn)證，最終確定了適合自身生產(chǎn)的水泥基灌漿料產(chǎn)品，提升了灌漿料產(chǎn)品品質(zhì)，同時(shí)又降低了其生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗、綜合利用的目標(biāo)。

1 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

高強(qiáng)無收縮自流平灌漿材料主要用于基礎(chǔ)二次灌漿、接縫修補(bǔ)、精密設(shè)備、大型設(shè)備基礎(chǔ)安裝等要求材料具有高流動(dòng)性、早強(qiáng)、高強(qiáng)、無收縮的工程。其特點(diǎn)決定其在開發(fā)調(diào)整時(shí)必須依據(jù)以下幾點(diǎn)：

（1）低水灰比，高流動(dòng)性。

（2）含骨料，保證強(qiáng)度，減少收縮。

（3）為防止收縮，加入膨脹劑。

（4）加入其他成分保證早期強(qiáng)度與最終強(qiáng)度。

（5）兼顧原材料的成本及可實(shí)現(xiàn)性。

本次試驗(yàn)在以上前四點(diǎn)不變的情況下研究在保證流動(dòng)度、施工性能等的條件下，通過使用不同比例普通硅酸鹽水泥、干粉機(jī)制砂與使用傳統(tǒng)高鋁水泥、石英砂進(jìn)行對(duì)比，尋找其流動(dòng)度、強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間變化規(guī)律，尋找降低成本的可行性。

2 原材料

試驗(yàn)所用原材料性能指標(biāo)見表 1。

表 1 原材料性能指標(biāo)

3 試驗(yàn)方法

（1）流動(dòng)度測(cè)試：參照 GB 50119—2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》附錄 A 進(jìn)行，水灰比 0.14。

（2）凝結(jié)時(shí)間測(cè)試：按 GB/T50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中灌入阻力法測(cè)定，其中取消振動(dòng)。

（3）強(qiáng)度測(cè)試：按 GB/T 17671—1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》，其中取消振動(dòng)。

4 試驗(yàn)過程

4.1 試驗(yàn)配比的確定

這次試驗(yàn)以最常見的 Ⅲ 類水泥基灌漿材料為例，企業(yè)傳統(tǒng)配比選擇方案，見表 2。

表 2 企業(yè)傳統(tǒng)試驗(yàn)配合比方案

對(duì)傳統(tǒng)選擇配比全面進(jìn)行檢驗(yàn)；通常高強(qiáng)灌漿材料在生產(chǎn)過程中，根據(jù)原材料變化情況，為了保證早期、后期強(qiáng)度的穩(wěn)定合格，會(huì)采取添加不同比例的高鋁水泥及其它材料進(jìn)行調(diào)節(jié)，基本調(diào)節(jié)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)見表 3。

表 3 傳統(tǒng)配制的高強(qiáng)灌漿料性能表

對(duì)傳統(tǒng)配比的分析；在實(shí)際操作過程中，配比的調(diào)節(jié)影響灌漿料強(qiáng)度的同時(shí)，往往還會(huì)有副作用產(chǎn)生，綜合配比調(diào)整經(jīng)驗(yàn)如下：

（1）傳統(tǒng)配比中的硅灰的加入會(huì)大大提高灌漿材料的強(qiáng)度，但對(duì)材料的流動(dòng)度有一定的影響，而且使用成本較高。

（2）高鋁水泥的加入加快材料的初凝、終凝時(shí)間，對(duì)于流動(dòng)度的保持存在明顯弊端。

（3）高鋁水泥的加入當(dāng)比例小于等于 10% 時(shí)，對(duì)材料早期強(qiáng)度影響較大，最終強(qiáng)度影響整體趨于減緩。

綜合考慮流動(dòng)度、凝結(jié)時(shí)間和早期、后期強(qiáng)度這幾種因素，可以將第二種傳統(tǒng)配比作為常溫早強(qiáng)型灌漿材料標(biāo)準(zhǔn)方案進(jìn)行配比改進(jìn)對(duì)比試驗(yàn)。

4.2 配比改進(jìn)方案的確定

改進(jìn)配比的主要方向是依托企業(yè)自身實(shí)際，盡量使用能夠自給的原材料進(jìn)行生產(chǎn)，主要是對(duì)水泥、粉料及石英砂與干粉機(jī)制砂的使用調(diào)整，但是灌漿材料的各項(xiàng)性能必須滿足國(guó)標(biāo)，并且要等同或優(yōu)于傳統(tǒng)配比。方案確定詳細(xì)原則為：（1）考慮高鋁水泥的棄用，要保持或者適度增加普通水泥的用量；（2）要體現(xiàn)出粉煤灰由有到無的材料性能變化，能夠確定出具體使用量；（3）干粉機(jī)制砂的應(yīng)用比例和效果要能夠驗(yàn)證出來，最終指導(dǎo)生產(chǎn)。改進(jìn)試驗(yàn)配比見表 4。

表 4 改進(jìn)配合比方案

全面檢驗(yàn)，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)見表 5。

4.3 試驗(yàn)結(jié)果的分析

（1）通過配比 1～4 可以看出，在保證其他配比基本穩(wěn)定的情況下，使用 5% 以內(nèi)的優(yōu)質(zhì)粉煤灰替代普通水泥，彌補(bǔ)去掉高鋁水泥粉料的不足，在狀態(tài)得到有效調(diào)整的情況下，強(qiáng)度略有損失，灌漿料的性能也能夠滿足國(guó)標(biāo)的要求，較之以前使用高鋁水泥時(shí)強(qiáng)度略有降低。

（2）通過配比 5～8 我們可以看出，機(jī)制砂與石英砂的替代使用，基本對(duì)灌漿料的質(zhì)量沒有影響，而且在強(qiáng)度上還有明顯的上升趨勢(shì)，完全彌補(bǔ)了使用粉煤灰對(duì)強(qiáng)度造成的影響。

表 5 改進(jìn)后的高強(qiáng)灌漿料性能

5 試驗(yàn)結(jié)論

（1）此次試驗(yàn)只是針對(duì)高強(qiáng)灌漿料中水泥、粉料及機(jī)制砂的替代，在其它原材料上不排除改進(jìn)的可能性。

（2）試驗(yàn)證明，基于自身現(xiàn)有原材料，通過大量試驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)部分原材料的重新選擇，從而達(dá)到保證質(zhì)量，降低成本的目的。

（3）高強(qiáng)灌漿料的生產(chǎn)可以停用高鋁、硫鋁酸鹽等早強(qiáng)水泥，完全使用普通高強(qiáng)度等級(jí)水泥進(jìn)行生產(chǎn)，在狀態(tài)上可以通過粉煤灰進(jìn)行調(diào)整，在強(qiáng)度上可以使用干粉機(jī)制砂進(jìn)行彌補(bǔ)，在配料成本上與市場(chǎng)同類產(chǎn)品比較，可以降低 10% 以上。

6 施工驗(yàn)證

（1）高強(qiáng)灌漿料的施工是其難點(diǎn)，但也是驗(yàn)證其質(zhì)量的最好手段。我公司在實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新配方生產(chǎn)自流平高強(qiáng)灌漿材料以來，多次通過施工實(shí)際對(duì)材料的性能進(jìn)行了驗(yàn)證，其中包括地腳螺栓的錨固，二次灌漿，混凝土結(jié)構(gòu)加固，孔洞灌漿等等；具體施工驗(yàn)證見圖 1。

圖 1 施工效果圖

（2）高強(qiáng)灌漿料施工驗(yàn)證小結(jié)；高強(qiáng)灌漿料配比優(yōu)化后，在一系列的施工驗(yàn)證中，材料都能夠滿足各項(xiàng)施工要求，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù) 28 天強(qiáng)度實(shí)體檢測(cè)都超過了 100MPa；真正做到了材料的低水灰比、高流動(dòng)度、高早強(qiáng)、高后強(qiáng)的要求。在施工驗(yàn)證中，還要注意結(jié)合施工部位及施工環(huán)境的不同進(jìn)行適度的配比變動(dòng)，比如灌縫材料要注意骨料的選擇及特殊施工工藝的選擇，另外在允許的前提下要盡力控制低的水灰比，以達(dá)到最佳的施工效果。

7 說明

（1）本試驗(yàn)是基于我公司特殊情況設(shè)計(jì)開展的，存在一定的局限性。

（2）由于試驗(yàn)條件限制，時(shí)間倉(cāng)促，本次實(shí)驗(yàn)的樣品數(shù)目不是很大，有誤差在所難免。上面所說的樣品有待于做進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究。

[1] GB/T 50448—2008．水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S]．

[2] 楊雙舟．高強(qiáng)灌漿料對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的加固修補(bǔ)技術(shù)及施工注意事項(xiàng)[J]．河南建材，2011(6): 6-9．

［通訊地址］山東省東營(yíng)市東營(yíng)區(qū)西四路 958#（257087）

Discussion on cement high strength grouting material ratio improvement scheme

Zhang Haibin, Wang Honggang, Li Yong, Liang Xinyan

(Shengli Oilf i eld Yinghai Industrial Group Co., Ltd., Shandong Dongying 257000)

The cement high strength grouting material production process in the enterprise was discussed in this paper. According to their own raw materials, the scheme was effectively improved. It was mainly aimed at the differences between traditional proportion of grouting material production and improvement of grouting material ratio between the production of the performance are discussed, to conf i rm effect and signif i cance of ratio improved; at the same time with the actual construction condition is improved effect description.

grouting; improvement; construction verif i cation

張海彬（1977—），男，中心實(shí)驗(yàn)室副主任。