水泥基灌浆材料应用技术规范
条 文 说 明
1 总 则
1.0.1 水泥基灌浆材料是由水泥、集料、外加剂和矿物掺和料等原材料经工厂化生产的干混料，加水拌合均匀后只有高流性、不离析、微膨胀等良好工艺特性及硬化快、早强高强等性能特点，因此水泥基灌浆材料有着广泛的应用，确保了设备安装、改扩建工程、加固工程的精度和质量，延长了设备的使用寿命， 简化了施工工艺，加快了施工进度。与细石混凝土相比，该材料的高强、高流动性和微膨胀的特性得以充 分的发挥。
自改革开放以来，冶金、石化和电力系统等从国外引进了轧钢、连铸、大型压缩机和大型发电机等大型发电机等大型、特大型设备。为了提高此类设备的安装精度，加快安装速度和延长设备使用寿命，水泥基灌浆材料得到广泛应用并得以迅速的发展。自上世纪 90 年代初，我国自主研发生产的水泥基灌浆材料在天津无缝钢管公司、首钢、宝钢、燕山石化、扬子石化、丹东华能电厂、三峡工程、神州六号飞船研究基地、平朔煤炭工业公司、山水集团平阴水泥厂等众多大中型企业的设备安装、建筑结构加固改造工程中得到广泛应用。该材料在国内已有近 20 年的工程应用历史。 1997 年，国家科委将水泥基灌浆材料列为国家科技成果重点推广项目。
1.0.3 条文明确本规范的定位及与其他规范的关系。
2 术 语
参考《水泥基灌浆材料施工技术规程》（ YB/T9261 － 98 ）和相关文献资料、结合工程经验基础上，本章给出了水泥基灌浆材料及与其密切相关的 9 个术语。
2.0.6 水泥基灌浆材料绝大部分用于设备安装灌浆，起到固定地脚螺栓和传递设备荷载的作用，灌浆层 与设备底板的实际接触面积非常重要。实验和工程中均发现，有的水泥基灌浆材料，与底板的实际接触面积较少，没有起到很好传递荷载的作用，不利于工程质量。美国标准 ASTM C1339 给出了耐化学腐蚀聚合物灌浆料的流动性和承载面积的试验方法（《 standard test b for flowability and bearing area of chemical-resistant polymer machinery grouts 》）。建议使用单位在材料选型和施工前，模拟现场条件，检验有 效承载面，评估灌浆效果。
2.0.7 ～ 2.0.9 根据美国标准 ASTM C1107 《 standard specification for packaged dry, hydraulic-cement grout (nonshrink) 》，水泥基灌浆材料的体积变化分为硬化前体积控制、硬化后体积控制和复合体积控制三种类别。参照该分类方法，结合国内的测定方法和对不同类别产品的试验结果，本规范规定以水泥基灌浆材料加水拌合后 3h 的竖向膨胀值为早期膨胀指标。此时浆体处于塑性，膨胀速率快，膨胀值较大。随着水化的进行，逐步生成膨胀性水化产物，导致体积膨胀，定义为硬化后膨胀。而同时具有早期膨胀和硬化后膨胀，称为复合膨胀。
3 基本规定
3.0.1 目前水泥基灌浆材料主要用于地脚螺栓锚固、设备基础的二次灌浆；当应用于加大截面积法混凝土结构加固时，由于该材料具有自密实、强度高、微膨胀等特性，解决现场配制混凝土质量不易控制、强度等级低、震捣困难等缺陷，因而很受施工单位的欢迎；应用于预应力孔道灌浆工程中，能够密实充填孔道，提高对预应力筋的保护能力和预应力筋与孔道的粘结力。当用于预应力结构的封锚，由于该材料的密实性好，抗渗透性强，可以很好起到保护锚端的作用。根据十几年应用水泥基灌浆材料工程经验，本条给出了水泥基灌浆材料的适用范围。
3.0.2 由于工程情况各不相同，对灌浆材料的要求也不尽一样，因此必须根据工程具体条件，如施工温度、使用温度、灌浆层厚度、设计强度等，选择合适的灌浆材料。生产厂家除提供所必要的水泥基灌浆材料的性能外，应提供材料的使用温度，施工温度范围，供使用单位参考。
3.0.3 水泥基灌浆材料作为预混料，现场只需加水搅拌即可。拌合水应符合现行《混凝土拌和用水标准》（ JGJ63 ）的有关规定。在施工时，需按照产品说明书规定的用水量拌和。增加用水量虽能提高流动性，但可能造成强度降低、沉降离析、表面气泡增多等问题，对材料的使用性能有不利影响。
4 材 料
4.1 水泥基灌浆材料性能
4.1.1 本规范对材料按流动度分类，以便于设计选型。
工程经验表明，水泥基灌浆材料须具有较好的流动性保持能力，确保拌合料经过一定时间后仍具有一定的流动度，以便顺利灌注，该时间一般不会超过 30min 。因此本规范规定 30min 流动度保留值。
对于Ⅳ类水泥基灌浆材料，依据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（ GB/T50080-2002 ）和《白
密实混凝十设计与施工指南》（ CCES02-2004 ），同时采用坍落度和坍落扩展度表征流动性，以避免坍落扩展度与坍落度所表征的流动性能不一致的情况。
结合国内外标准，在对比试验基础上，本规范对强度和竖向膨胀指标规定如下：
表 4.1.1 .1
|
竖向膨胀 ( ％ )
|
抗压强度（ MPa ）
|
|
3h
|
24h 与 3h 的膨胀值之差
|
1d
|
3d
|
28d
|
|
0.1 ～ 3.5
|
0.02 ～ 0.5
|
≥ 20.0
|
≥ 40.0
|
≥ 60.0
|
根据 ASTM C1107-02 ，体积变化分为三种类型。控制指标见表 4.1.1 .2 。
表 4.1.1 .2
|
膨胀分类
|
塑性膨胀
|
硬化后膨胀
|
复合型膨胀
|
测定方法标准
|
|
指 标
|
0 ～ +4.0
|
不要求
|
0 ～ +4.0
|
ASTM C827
|
|
不要求
|
0 ～ +0.3
|
0 ～ +0.3
|
ASTM C1090
|
水泥基灌浆材料的早期膨胀是一项重要特性，对克服塑性收缩，使得灌浆体更加密实，增大有效承载面，确保灌浆质量有重要意义。在硬化过程中，仍需要适当的膨胀，以进一步密实填充。并且在硬化的水泥基灌浆材料中产生一定的膨胀应力，有利于克服后期的收缩。
采用国内工程中应用的国内外产品，按照附录 A.0.4 方法 A ，测得复合型膨胀（图 4.1.1.1 ）、塑性膨胀（图 4.1.1.2 ）、硬化后膨胀（图 4.1.1.3 ） 24h 内膨胀－时间关系曲线如下。
可见塑性膨胀在 3 小时内基本完成。复合型膨胀的膨胀率在 3h 后仍有显著增长，而硬化后膨胀曲线见图 4.1.1 .3 ，成型初期浆体存在收缩， 4 小时后开始膨胀，这种早期浆体的收缩对于灌浆的密实性有负面影响。综合以上原因，本规范规定以加水拌合后 3h 的竖向膨胀值为早期膨胀检验指标。
考虑到检验方法的差异，结合实际情况，特制定表 4.1.1 的竖向膨胀指标。
图 4.1.1 .1 复合膨胀型灌浆料膨胀 - 时间曲线 图 4.1.1.2 塑性膨胀型灌浆料膨胀—时间曲线
图 4.1.1 .3 硬化后膨胀型灌浆料膨胀－时间曲线
对于设备灌浆及混凝土补强加固，均要求无泌水。对比试验证实，如果材料存在泌水，则接触面会出现大量气泡，有效承载面很低，因此规定泌水率为零。
无论是设备灌浆，或用于混凝土补强加固，灌浆材料都与钢铁材料接触，因此本规范要求对钢筋无锈蚀。
水泥基灌浆材料施工时只需加水，加大用水量对增加流动性有利，而对强度、竖向膨胀和泌水等指标均不利，因此本规范规定按产品要求的最大用水量检验： ASTM C1107 也要求按最大流动度或最大用水量检验。
对于快凝快硬型水泥基灌浆材料，由于早期强度高，甚至 2h 的抗压强度能达到 20MPa ，其流动性损失必然大，因此表 4.1.1 的 30min 流动度保留值不适用于快凝快硬型水泥基灌浆材料。本规范对该类水泥基灌浆材料的流动度（或坍落度和坍落扩展度）的保留值、 24h 与 3h 的竖向膨胀率之差及 24h 内抗压强度值不作规定，由供需双方协商确定。
当Ⅳ类水泥基灌浆材料用于混凝土结构改造利加固时，为防止早期膨胀产生涨模、强度显著降低等不良后果，对其 3h 的竖向膨胀率指标不做要求。
4.1.3 当应用于冶金、水泥等行业，水泥基灌浆材要承受高温环境。参照耐火材料试验方法《致密耐火浇注料 常温抗折强度和抗压强度试验方法》（ YB/T5201-93 ）和《耐火浇注料抗热震性试验方法（水急冷法）》（ YB/T2206.2 ），结合水泥基灌浆材料的具体情况，经试验确定此项目及指标。
试验表明，普通的水泥基灌浆材料，高温烧后抗压强度可能提高。但热震性试验，表面较快出现裂纹、脱落，浸水端抗压强度显著降低。而用热惰性集料和不含硫铝酸钙类膨胀剂的水泥基灌浆材料，烧后强度高，耐热震性好。因此本规范规定此两指标作为控制指标。
当温度超过 500 ℃ ， Ca(OH) 2 发生分解，强度显著下降，因此含有硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥的水泥基灌浆材料不能长期用于 500 ℃ 以上的环境。
4.2 检验方法
4.2.3 对于集料粒径不大于 4.75 mm 的水泥基灌浆材料，现有的国内行业标准《水泥基灌浆材料施工技术规程》（ YB/T9261 － 98 ）规定，抗压强度试件采用 40mm × 40mm × 160mm 的棱柱体，本规范也采用此尺寸试件作为标准试件；当此材料用于结构修补加固时，《混凝土结构设计规范》（ GB50010 ）及《混凝土结构工程施工质量验收规范》（ GB50204 ）均以 150mm 立方体作为标准试件。水泥基灌浆材料的最大集料粒径大于 4.75mm 且不大于 16mm 时，抗压强度采用尺寸 100mm × 100mm × l 00mm 的立方体试件，且按《普通混凝土力学性能试验方法标准》（ GB/T50081 ）进行试验。 100mm 立方体试件与 150mm 立方体标准试件的强度换算系数，采用《高强混凝土结构技术规程》（ CECS104 ： 99 ）提出的抗压强度应乘以下表规定的折算系数，以调整为边长 150mm 立方体标准试件的抗压强度 f cu ， k 。
100mm 立方体抗压强度 f cu ， 10 与 150 mm 立方体抗压强度 f cu ， k 的折算系数
|
100mm 立方体抗压强度 f cu ， 10 ， MPa
|
折算系数
|
100mm 立方体抗压强度 f cu ， 10 ， MPa
|
折算系数
|
|
≤ 55
|
0.95
|
76 ～ 85
|
0.92
|
|
56 ～ 65
|
0.94
|
86 ～ 95
|
0.91
|
|
66 ～ 75
|
0.93
|
＞ 96
|
0.90
|
5 检验规则
5.1 编号及取样
5.1.2 ～ 5.1.3 在进行检验前，应根据检验项目，计算所需材料的量。每灌注 1 升 的体积，需要干水泥基灌浆材料质量约为： I 类 1.9kg ，Ⅱ～Ⅳ类 2.3kg 。
5.3 检验分类
5.3.1 出厂检验项目包括流动度（或坍落度）的初始值和 30min 保留值、竖向膨胀率、 1d 抗压强度。这 3 个项目是水泥基灌浆材料的基本性能，也反映了材料是否具有使用性能。
5.3 判定规则
5.4.1 对于出厂检验，如果出现不合格情况，生产厂家应仔细核查生产记录，当确认无误后，采取复检措施。如果复检指标合格，可以判定该产品为合格品。
5.6 进场复验
5.6.1 水泥基灌浆材料进场时应由有计量认证资质的检验单位复验；复验合格后方可使用。
6 包装、标志、运输与贮存
6.1 包装
6.1.1 依据市场上实际产品的包装，按照《定量包装商品净含量计量检验规则》（ JJF1070 ），包装质量为 15 ㎏～ 50 ㎏，允许短缺量为 1% ，故每袋含量不得少于标志质量的 99% 。
7 设计
7.1 地脚螺栓锚固
7.1.1 对于动荷载设备基础的地脚螺栓锚固应采用水泥基灌浆材料，施工简便，填充密实，抗拉拔强度高。对于静荷载设备基础及钢结构柱脚底板的地脚螺栓锚固，宜采用水泥基灌浆材料，也可以采用其它锚固材料。
7.1.2 地脚螺栓的常见形式，其中又以弯钩、直钩、直弯钩和锚板类较为常见。锚固端异形或增加锚固件是为了增加地脚螺栓的锚固力和缩短地脚螺栓的锚固长度。
7.1.3 工程经验表明，对于螺栓表面与孔壁的净间距为 15 ～ 50mm 的地脚螺栓孔，根据深度的不同，可以采用Ⅱ类、 Ⅲ 类水泥基灌浆材料； 50 ～ 100 mm 的地脚螺栓孔，则可以采用 Ⅲ 类、Ⅳ类水泥基灌浆材料；螺栓表面与孔壁的净间距大于 100mm ，此种情况对水平流动性要求低，为降低水化温升，宜选择使用Ⅳ类水泥基灌浆材料。
7.1.4 本规范仅给出埋设深度的下限，即便对无受力要求的地脚螺栓，从结构构造上其埋设深度也不宜小于 15 倍螺栓直径。具体应根据设计要求。
7.1.5 地脚螺栓锚固，基础混凝土必须坚固可靠，具有一定的强度，以便能获得足够的抗拉拔力，为此基础混凝土强度等级不宜小于 C20 。该强度等级按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》（ GB50010 ）确定。
7.2 二次灌浆
7.2.1 设备灌浆，特别是大型设备的二次灌浆层，缝隙狭窄，一般不到 100 mm ，但要求流动距离较长。尤其对于动荷载设备，二次灌浆层必须要起到很好传递振动荷载的作用，应采用水泥基灌浆材料，充分利用水泥基灌浆材料的自流性，保证密实填充底板下部空间。对于较小设备底板填充和静荷载设备基础及钢结构柱脚底板的二次灌浆，可以采用水泥基灌浆材料，也可以采用其它材料填充。
7.2.3 在设备基础二次灌浆时，从便于灌浆施工、灌浆质量控制的要求，以自重法灌浆工艺为条件，以二次灌浆层的厚度为主要参数，对水泥基灌浆材料类别的选择做出规定。
7.3 混凝土结构改造和加固
在混凝土结构改造加固工程中，由于水泥基灌浆材料具有高强、自密实、微膨胀的优越特性而得到了广泛的应用。为混凝土结构改造加固工程设计与施工提供了较大的灵活性和方便，可提高混凝土结构改造加固工程的质量和缩短工期。
本节条文主要对混凝土结构改造加固工程中采用加大截面法对混凝土构件进行补强加固时，根据构件截面增加的厚度为主要参数，从保证工程质量和便于工程施工的角度，对所用水泥基灌浆材料类别的选择作了相应的规定。
关于混凝土结构改造加固工程中，构件截面的设计计算及构造措施，应按照现行的《混凝土结构设计规范》 GB50010 及《混凝土结构加固技术规范》 CECS25 中的有关规定执行。
在混凝土结构构件采用加大截面法补强加固选用Ⅳ类水泥基灌浆材料。该类材料集料粒径和含量都有所增大，在确保密实填充和强度的前提下，其硬化后的性能，如收缩、徐变等有所改善，更有利于结构的耐久性。
7.3.1 ～ 7.3.3 对棍凝土柱采用外包混凝土、角钢等方法增大柱截面时，根据增大截面的厚度，即灌浆层的厚度的大小及新增截面防裂要求等因素，对水泥基灌浆材料的选择作了相应的规定．一般宜用 Ⅳ 类水泥基灌浆材料，既便于施工又便于防裂。
7.3.4 对混凝土梁采用加大截面法补强加固时，无论是梁底增厚或梁侧梁底同时增厚（即梁三面同时增大截面的情况），根据相关的规程、规范的构造要求，增厚截面防裂要求，施工可实施性和以往的工程经验，其梁侧增厚不宜小于 60mm 。梁底增厚不宜小于 80mm ，采用Ⅳ类水泥基灌浆材料主要是在便于施工的情况下便于防裂。
7.3.5 ～ 7.3.6 对混凝土楼板的补强加固，采用加大截面法（增加板厚）采用水泥基灌浆材料时便于施工和防止板面裂缝的需要宜采用Ⅳ类水泥基灌浆材料。
7.4 后张预应力混凝土结构孔道灌浆
采用水泥基灌浆材料进行后张预应力结构孔道灌浆，主要是用于使用环境恶劣和结构耐久性要求严格的地区和部位，本节条文对此作了相应的规定。
7.4.1 本条文对需要采用水泥基灌浆材料的环境条件及材料选择作了相应规定。根据工程经验和工程实例，在使用除冰盐、严寒地区冬季水位变动环境、滨海室外、海水环境及人为或自然的侵蚀性物质影响的环境，采用水泥基灌浆材料是确保结构耐久性的关键措施。
在《混凝土结构设计规范》， GB50010 中，对混凝土结构的环境类别分类见表 7.4.1 。
表 7.4.1 混凝土结构的环境类别
|
环境类别
|
条 件
|
|
一
|
室内正常环境
|
|
二
|
a
|
室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境
|
|
b
|
严寒和寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境
|
|
三
|
使用除冰盐；严寒和寒冷地区冬季水位变动的环境；滨海室外环境
|
|
四
|
海水环境
|
|
五
|
人为或自然的侵蚀性物质影响的环境
|
注：严寒和寒冷地区的划分应符合国家现行标准《民用建筑热工设计规程》 JGJ24 的规定。
7.4.2 氯离子对预应力筋有极强的腐蚀破坏作用。由于在恶劣环境条件下后张预应力结构孔道灌浆及锚具封锚的质量和耐久性要求高，在参考《建筑工程预应力施工规程》（ CECS180 ： 2005 ）、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（ GB50204 ）和《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（ CCES01-2004 ， 2005 年修订版）的基础上，本条对用于后张预应力孔道灌浆的水泥基灌浆材料的胶凝材料和氯离子含量作了详细规定。
8 施 工
《水泥基灌浆材料施工技术规程》（ YB/T9261-98 ）对施工过程有较为详细的规定。国内外一些知名的生产商，提供《使用手册》或《施工技术方法》。本章节内容，在上述有关材料的基础上，结合工程经验编写而成。
8.1 施工准备
8.1.3 灌浆用模板，应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》（ GB50204 ）第四章的要求。
8.1.3 .1 二次灌浆时，模板与设备周边应留出一定的距离，一般在 100mm 左右为宜。模板顶面应适当高于设备下底面，这样才能形成位差，利于排除底板下部的气体。自重法灌浆时，灌浆侧的模板应根据流动距离适当加高，以提高两侧的位能差。
8.1.3 .2 当用于结构加固和改造时，一般从高点灌浆。灌浆孔与排气孔应高于孔洞最高点 50mm 左右，让浆体从排气孔中排出。在确认不会窝气的情况下，再灌实灌浆孔和排气孔。
8.2 搅 拌
8.2.2 推荐采用强制式搅拌机，如立式强制搅拌机。机械搅拌，拌合料均匀，可以缩短施工时间。搅拌时应先加入 2/3 的水，待拌合料团块全部打开后，再加入剩余水。搅拌量很小，或机械操作有困难时，可以采用人工搅拌。如果产品说明书对搅拌工艺有特殊要求，应按照产品说明书的要求操作。
8.2.3 应尽量缩短拌合料的运输距离，缩短料出搅拌机到灌入模板的时间。应采用对料产生振动小的运输方式。
8.3 地脚螺栓锚固灌浆
8.3.2 《混凝土结构后锚固技术规程》（ JGJ145-2004 ）第 9 章规定，锚孔应符合设计或产品说明书的要求，当无具体要求时，位置允许偏差不得大于 5mm ，垂直度允许偏差不得大于 5 ° 。灌注前应采取清理浮灰、用水浸泡等措施，对提高粘结力有益。
8.3.5 孔内灌浆层上表面宜低于基础混凝土表面 50mm 左右，以便于养护。
8.4 二次灌浆
8.4.1 工程中常见灌浆方法有：自重法、高位漏斗法、压力法。其中最常见的是自重法。高位漏斗法能够适当提高位差，提高流动速度和增大灌浆距离。对于流动距离长，缝隙狭窄，底板下有复杂形状如剪切板、剪切栓，或排气困难等，应采用压力法灌浆，保证工程质量。
8.4.2 清理基础混凝十表面及润湿，有助于提高粘结强度。如有明水，会使界面处水灰比增大，强度降低。积水多时会改变水料比，对整个灌浆都不利。
8.4.3 为了彻底排除气泡，应采取一侧灌浆，从另一侧溢出的工艺。对于非水平底扳，应从低的一侧灌浆，从高点溢出。为此应适当提高灌浆点的模板高度。
连续灌浆，浆件持续流动，灌注距离长，浆体质量均一。间断灌浆可能导致分层，或后浇注的料推动前面的料存在困难，致使灌浆距离缩短。
8.4.4 硬化后，由于温度、干缩等，材料存在体积变形。因此对于较长距离施工，有必要每隔一定距离留伸缩缝．对于轨道等灌浆，根据具体情况分段，每段长不宜超过 10m 。
8.4.5 振捣导致材料离析。采用助推器时，从材料底部推动，保证浆体的匀质性。
8.4.6 高温时，阳光直射一方面导致水份蒸发速度快，另外浆体表面温度高将会加速硬化，均会产生不利影响。
8.4.7 二次灌浆工程中，较常出现的情况是设备边缘外的水泥基灌浆材料产生裂纹。有的裂纹上下贯通，有的向里发展，一般到设备停止。没有出现裂纹妨碍使用的工程实例，但裂纹影响美观。本规范借鉴工程经验，采取切除自由边的方法，以避免产生裂纹。
8.5 混凝土结构改造和加固灌浆
8.5.2 在改造和加固灌浆过程中，允许适当敲击模板，起到赶走模扳表面气泡，使材料更密实。
8.6 后张预应力混凝土结构孔道灌浆
《建筑工程预应力施工规程》（ CECS180 ： 2005 ）就预应力筋的灌浆和封锚作了详细规定。欧洲标准《预应力筋用水泥基灌浆材料——灌浆程序》（ BS EN446 ： 1996 ）详细规定了预应力筋灌浆的施工方法，包括材料准备、器具准备，人员要求、孔道清理、灌浆操作和检查。中国土木工程学会标准《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（ CCES01-2004 ， 2005 年修订版）在 D8 章节，主要参照 BS EN446 ： 1996 提出了预应力孔道灌浆施工方法和质量控制要求。《混凝土结构工程施工质量验收规范》（ GB50204 ）对用于预应力孔通灌浆用水泥浆的灌浆工艺和技术要求也作了具体规定。根据 7.4 章节的规定，应选用 I 类灌浆材料，无泌水，微膨胀，强度高，因此灌浆时只要能做到密实填充，就能保证工程质量。本章节在参照上述标准的基础上编写而成。
8.7 冬期施工
8.7.1 按《建筑工程冬期施工规程》（ JGJ104-97 ），当室外日平均气温连续 5 天稳定低于 5 ℃ 即进入冬期施工。作为灌浆施工，时间短，灌注体积小，要求早强。因此结合国外的规定，环境温度低于 5 ℃ 时即要求按冬期施工操作。
如果灌浆过程和养护没有采取升温措施，应根据环境条件选择适合负温施工的水泥基灌浆材料。
采取适当的措施，如提高基础混凝土的温度，及提高浆体入模温度，对强度增长有利。
《混凝土外加剂应用技术规范》（ GBS0119 ）第 7 章规定，高于 65 ℃ 的热水不得与水泥直接混合；入模温度严寒地区不得低于 10 ℃ ，寒冷地区不得低于 5 ℃ 。《 高强混凝土结构技术规程》（ CECS104 ： 99 ）规定，在冬期拌制泵送高强混凝土时，入模温度高于 10 ℃ 。由于水泥基灌浆材料强度高，含有外加剂等多种辅助材料．本规范规定拌合热水温度为 60 ℃ 左右，并规定浆体入模温度大于 10 ℃ 。
依据《混凝土外加剂应用技术规范》（ GB50119 ），当抗压强度达到 5MPa ，可以保证严寒 -20 ℃ 环境下水泥基灌浆材料不受冻害．恢复正温后强度持续增长。
9 养 护
9.2 冬期养护
9.2.1 ～ 9.2.3 参照《混凝土结构工程施工质量验收规范》（ GB50204 ）和《建筑工程冬期施工规程》（ JGJ104-97 ）的相关规定编写。
可采用的人工加热养护方式，如蒸汽养护法、暖棚法、电热毯法、碘钨灯法。应采取充分的保水保湿措施，养护温度不得超过 65 ℃ 。
环境温度不同，拆模时间和养护时间应不同。《水泥基灌浆材料施工技术规程》（ YB/T9261-98 ）建议如下表：
拆模和养护时间与环境温度的关系
|
日最低气温 ( ℃ )
|
拆模时间 (h)
|
养护时间 (d)
|
|
－ 1 0 ～ 0
|
96
|
14
|
|
0 ～ 5
|
72
|
10
|
|
5 ～ 15
|
48
|
7
|
|
≥ 15
|
24
|
7
|
10 施工验收
10.1.1 施工验收时应提供标准养护试块抗压强度数据和现场留样试块抗压强度数据。留样试块尺寸为： Ⅰ 类、 Ⅱ 类、Ⅲ类，采用 40 ㎜× 40 ㎜× 16 0 ㎜ 的棱柱体，对于Ⅳ类．采用 10 0 ㎜× 1 0 0 ㎜× 10 0 ㎜ 的立方体。
附录 A 检验方法
A.0.1 采用《水泥基灌浆材料施工技术规程》（ YB/T9261-98 ）的检验方法。增加了 30min 流动度保留值的检验方法。但搅拌机改用现行的行星式胶砂搅拌机，搅拌时间延长至 240 秒。
A.0.2 参照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（ GB/T50080-2002 ）和《自密实混凝土设计与施工指南》（ CCES02-2004 ）编写。由于水泥基灌浆材料的自密实性，装料方法修改为将搅拌好的水泥基灌浆材料一次性装满坍落度筒，取消分层装料和插捣。
A.0.9 抗压强度高温焙烧温度制度按《致密耐火浇注料 线变化率试验方法》（ YB/T5203 ）第 6.3 款进行。热震温度制度参考《耐火浇注料抗热震性试验方法（水急冷法）》（ YB/T2206.2 ），但试件尺寸修改为：最大骨料粒径不大于 4.75 ㎜时，采用 40 ㎜ ×40 ㎜ ×160 ㎜ 的棱柱 体；最大 骨料粒径大于 4.75 ㎜且不大于 16 ㎜时，采用 100 ㎜ ×100 ㎜ ×100 ㎜的立方体。
自流无收缩早强灌浆料灌浆技术
本项施工工法在钢结构与混凝土固接二次灌浆、火灾后构件表面浇筑薄层结构中是一种很好的解决途径，利用材料所具有早强及高强、无收缩、自流不需振捣、抗剥离、耐油渗、耐火性能好，施工简单宜操作等特点，在工程中得到了广泛的应用。
特性： 高流动性 收缩补偿性 耐高冲击荷载 高早期强度后期强度
适用于：火电厂 造纸厂 大型设备基础底座灌浆 蜂窝修补
|
高强灌浆材料在输气工程中的应用
[ 应用实例 ]
1 、高流态和抗裂性
灌浆料的流动度一般要求在免振、自流状态下＞ 240mm ，在这样大的流动度下，灌浆料可依靠自重或稍加插捣就能流进所需灌注的空间。在此次灌浆工程中，由于压缩机的体积较大，需二次灌浆的设备底座体积也很大，为了保证灌注饱满和灌注质量，要求材料在具有更加优异的流动性的同时提高其抗开裂性能。为此，我们对产品配方进行了以下改进，从几个方面提高其流动性和抗开裂性能。
（ 1 ）优选性能优异的减水剂并调整其掺加量，以提高灌浆料的流动性。
（ 2 ）添加抗裂纤维，以改善材料的抗裂性能。
（ 3 ）适当掺加部分粗骨料，以改善材料的体积稳定性，从而提高其抗开裂性。
我们设计了几组试验，其坍落度（流动度）经时变化数据见表 1 。
表 1 灌浆料坍落度经时变化
|
编号
|
坍落度经时变化
|
|
0h
|
0.5h
|
1.0h
|
1.5h
|
2.0h
|
|
1
|
305
|
283
|
246
|
175
|
134
|
|
2
|
309
|
301
|
257
|
184
|
126
|
|
3
|
298
|
286
|
258
|
223
|
192
|
|
4
|
321
|
314
|
308
|
285
|
270
|
|
5
|
250
|
240
|
220
|
206
|
183
|
2 、微膨胀性
为满足灌注要求的精度和体积稳定性，必须保证灌浆料材料硬化后不开裂，且长期稳定无收缩，以确保设备与基材的牢固粘结。通常要求灌浆材料应具有一定的微膨胀应力。其竖立向膨胀率见表 2 。
表 2 灌浆料的竖向膨胀率 ‰
|
编号
|
1d
|
3d
|
7d
|
14d
|
28d
|
|
1
|
0.21
|
0.35
|
0.47
|
0.95
|
1.95
|
|
2
|
0.19
|
0.35
|
0.48
|
0.93
|
0.93
|
|
3
|
0.20
|
0.34
|
0.45
|
0.85
|
0.85
|
为发挥膨胀剂的膨胀性能，只要采取保湿养护使拌和水能够保留在混凝土即可。在保温环境下养护 7~14d 的膨胀混凝土，即使在环境温度高达 80 ℃ 的空气中进行最终养护，也表现出良好的稳定性。针对西北地区气候干燥的情况，我们对养护条件提出了严格要求。要求在灌浆结束 30min 内即开始进行保湿养护，使用麻袋或草帘覆盖后淋水，以保证水泥水化反应所需的水分，最终保证灌浆质量。
3 、保水性
由于此次西气东输工程中灌浆的施工地点多在新疆、甘肃等高原地带，气候干燥，空气相对湿度低，紫外线辐射强，风速大，水分蒸发量大，为了保证材料强度、确保工程质量，一方面要求灌浆料应具有良好的保水性，以提供水泥水化所需的充足水分；另一方面，在灌浆料的配合比设计时，应适当提高设计强度、降低水料比。因此，在此次灌浆料的配方设计中，我们不仅引入了有机保水剂，还掺加了硅灰、超细掺合料等无机矿物填料，以提高灌浆料的强度。
4 、早期强度
国内的设备安装规范要求二次灌浆采用细石混凝土，其强度等级应比设备基础混凝土的强度等级高一级，可见保证灌浆材料具有良好的力学性能是十分必要的，尤其是要求其早期强度要高，以适应设备安装后短时间内使用的需要。为此，我们通过改变胶凝材料用量、更换减水剂品种及用量、添加特种添加剂等手段来提高其早期强度，具体试验结果见表 3 。
表 3 灌浆料的物理力学性能
|
编号
|
抗折强度 /MPa
|
抗压强度 /MPa
|
|
1d
|
3d
|
7d
|
28d
|
1d
|
3d
|
7d
|
28d
|
|
1
|
4.7
|
10.0
|
13.9
|
14.9
|
28.5
|
67.8
|
86.5
|
106.2
|
|
2
|
6.2
|
11.9
|
14.0
|
15.3
|
34.2
|
67.0
|
87.1
|
100.6
|
|
3
|
5.6
|
11.3
|
12.6
|
13.1
|
33.8
|
59.0
|
79.4
|
93.8
|
|
4
|
5.2
|
10.3
|
13.8
|
14.9
|
27.0
|
63.5
|
84.3
|
110.0
|
5 、与基材和钢材的粘接强度
用于设备基础的灌浆材料，不仅要与基础混凝土具有很高的粘结强度，同时还要与金属 ( 如钢筋 ) 具有良好的粘结力。试验结果见表 4 和表 5 。
表 4 灌浆料与混凝土基材的粘结强度 MPa
|
编号
|
3d
|
7d
|
28d
|
|
1
|
1.20
|
1.68
|
1.94
|
|
2
|
1.70
|
2.00
|
2.48
|
表 5 灌浆料与钢筋粘结强度 MPa
|
编号
|
圆钢
|
螺纹钢
|
|
7d
|
28d
|
7d
|
28d
|
|
1
|
5.45
|
5.90
|
11.43
|
11.69
|
|
2
|
5.53
|
5.67
|
11.56
|
12.13
|
|
3
|
5.87
|
5.97
|
13.86
|
17.88
|
|
4
|
5.98
|
6.54
|
11.37
|
15.73
|
|
5
|
5.45
|
5.83
|
11.23
|
11.56
|
6 、抗渗和抗冻性能
（ 1 ）抗水渗性能
灌浆料的抗水渗性能试验结果见表 6 。
表 6 灌浆料的抗水渗性能
|
试验编号
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
抗渗压力 /MPa
|
1.5
|
1.5
|
1.5
|
1.5
|
1.5
|
|
渗水深度 /cm
|
0.5
|
0.4
|
0.3
|
0.3
|
2.0
|
（ 2 ）抗油渗性能
在一般的机械工业生产过程中，由于传动、金属切削及研磨等溅出来的油类 ( 如某些矿物油或植物油等 ) 大多密度小、黏度低、渗透能力强，易破坏水泥与骨料之间的粘结，有的油类还含有一些偏酸类或酯类的物质，对钢筋混凝土的强度影响很大。为了考察灌浆材料的抗油渗性能，我们对灌浆料进行了耐油性能测试。
将标准养护 7d 的试块 ( 10cm × l 0cm × l 0cm ) 置于 70 ℃ ± 5 ℃ 的真空干燥箱内烘干 48h ，放入干燥器冷却后称重。然后将称重后的试块置于盛有机油的容器内浸泡 42 d ，取出试块除去表面机油后称重。称重后测定试块的强度，破型后测定其渗油深度，并比较强度和质量变化来说明机油对材料的侵蚀情况 ( 见表 7) 。
表 7 灌浆料的抗油渗性能
|
编号
|
流动度 /mm
|
抗压强度 /MPa
|
渗油深度 /mm
|
质量变化 /kg
|
强度增长率 /%
|
|
7d
|
浸油 42d
|
7d
|
浸油 42d
|
|
1
|
306
|
86.5
|
93.7
|
7
|
6.897
|
7.038
|
5.1
|
|
2
|
319
|
87.1
|
91.8
|
7
|
6.875
|
6.910
|
3.5
|
|
3
|
302
|
79.4
|
91.6
|
7
|
6.840
|
6.885
|
4.5
|
由表 7 可见，浸油 42d 后，浸油深度仅 7mm ，且强度仍保持增长，说明该材料密实度高、抗渗性能强，可以抵抗油渗的侵蚀。
（ 3 ）抗冻性
抗冻性能是考察材料耐久性的一项重要指标。我们对材料进行了冻融试验，结果见表 8 。
表 8 灌浆料的冻融试验结果
|
试验编号
|
冻前质量 /kg
|
冻后质量 /kg
|
质量变化 /%
|
冻后强度 /MPa
|
对比强度 /MPa
|
强度损失 /%
|
|
1
|
2.281
|
2.268
|
0.22
|
88.0
|
90.9
|
3.2
|
|
2
|
2.257
|
2.261
|
0.18
|
78.2
|
79.3
|
1.4
|
|
3
|
2.268
|
2.272
|
0.18
|
82.8
|
88.2
|
6.1
|
[ 应用实例 1]
从 1993 年底开始，太原钢铁公司机动处在设备检修、改造及抢修工程中，陆续采用高早强微膨胀二次灌浆料进行腾二次灌浆施工，到目前（ 1995 年年中检修结束）为止；该料已成功地应用于下列诸项工程：
1 、一轧北钢材库吊车梁二次灌浆；
2 、三钢氩氧炉基础二次灌浆；
3 、初轧受料辊道改造工程钢筋锚固及二次灌浆；
4 、初轧平衡锤基础灌浆；
5 、初轧钢筋混凝土在柱钢柱套二次灌浆（代替环氧灌浆）；
6 、五轧宽展轧机中间辊道基础二次灌浆；
7 、五轧宽展机倾斜辊道基础二次灌浆；
8 、五轧万能轧机前后夹板基础二次灌浆；
9 、五轧碎边剪机传动轴支座基础二次灌浆；
10 、五轧冷铡刀剪机减速箱基础地脚螺栓锚固灌浆（代替环氧灌浆）；
11 、七轧 8 辊机组剪板机基础二次灌浆；
12 、七轧 25kg 液压阀盘基础二次灌浆；
13 、七轧卷纸机基础二次灌浆；
14 、七轧测厚仪基础二次灌浆；
实际使用结果表明，用二次灌浆的基础牢固稳定，未发现任何干缩开裂或分离拔出现象，是一种性能优秀且实用的工程材料，实际操作表明，二次灌浆料至少具有下列优点：
1 、施工方便，袋装预混料，现场不需配料，只需加水搅拌，操作简便；
2 、砂浆自流，灌注容易，不会漏罐，容易保证工程质量；
3 、早期强度高，可缩短检修工期，对抢修工程及有意义；
4 、可代替环氧灌浆，降低工程造价，且比环氧易于施工。
在太钢四号高炉扩容工程中我方使用了微膨胀二次灌浆料。应用范围： 1 、设备基础灌浆（四号高炉基础设备加固） 2 、高炉炉低大面积灌浆（灌浆 Φ 12m ，灌浆 h 0.4m ）。本次灌浆难度集中于高炉炉底，在工程中高炉首先坐在钢轨上，然后进行炉内各种材料的砌筑与布置；随着工程的进行，炉体越来越重，这就要求炉底混凝土具有较高的的承重能力，较高的致密性，同时与炉体下部 钢板及地面混凝土基础具有良好的结合性。经过多次试验、筛选，最终确定灌浆材料为首选产品，施工采用压力灌浆方法，分块灌浆。模板拆除后，质量监测部门对炉底灌浆体进行了多点测试，均未发现灌浆体有空洞现象，炉底大面积灌浆取得了较满意的效果。同时把灌浆料产品列为优先使用产品。
[ 应用实例 2]
渤海铝业有限公司是中信（集团）直属子公司，是现代化铝加工生产企业，主要生产设备分别从日本、法国、英国、意大利、德国和美国等国引进，由于设备要求精度高，设备基础螺栓和二次灌浆材料量大，采用普通细石砼无法保证强度和精度的要求，采用进口灌浆材料费用昂贵，少量应用尚可，量大时无法承受。
一九九三年四月，我公司从美国引进的纵剪机组和横剪机组，外方要求用无收缩自流混凝土进行二次灌浆，经考察并经外籍专家认可，本公司选用了微膨胀二次灌浆材料。经使用发现该料不仅流动性好，而且强度高、无收缩，微膨胀性能也完全满足施工要求，施工方便简捷，同时大大降低工程造价。
两台机组投入运行已两年多，没发生任何基础松动、脱离或其他问题，设备运行良好。
[ 应用实例 3]
1 、 1996 年 8 月河南省安阳钢铁公司第一炼钢厂 6 转炉主厂房铅钢筋混凝土柱出现保护层剥落。钢筋锈蚀现象。由于工期短，采用钢板围包上柱加固。钢板与混凝土柱间有 10~ 15mm 缝隙，采用灌浆料灌缝，使其形成整体。由于该灌浆料自流动性能好，且具有微膨胀性，保证了加固效果，一天后恢复生产。
2 、 1998 年 3 月，第二炼钢厂 4# 板坯连铸机改造。原考虑整体拆除基础，重新浇注混凝土，工期不允许。后采用利用老基础，钻孔锚固新机设备螺栓。经前期试验，强度符合要求。主机底座 120 个 Φ64 长 1200mm 的螺栓。全部采用钻孔，定位后灌浆料锚固，一天后即可进行设备安装。由于灌浆层上表面光滑平整，而且事先设计灌浆上平面即为垫铁下平面，设备安装时无须再找平，研磨，很受安装工人欢迎，在大提高了安装质量和进度。原定计划 16 天土建工期，仅 10.5 天就完成。整个改造工期原定 40 天，结果 35 天完成一次试产成功。当时中板市场紧俏，提前一天可多创效益 200 万元。
3 、 1998 年 5 月，中型轧钢厂 650 轧机二轧基础，因原设计钢混凝土配筋不够，标号低，加上渗油，振动，造成基础酥裂。由于抢修工期只有 3 天，不可能重新浇注新基础。正好二炼钢板坯改造工程剩余一些灌浆料。我们将酥碎部分敲掉，支模，将螺栓（ Φ86 ）定位，整体用灌浆料。为节省料，掺入一部分干净的 20~ 40mm 粒径石料填充。时间很短。也是一天后进行主机安装， 3 天后复产。
以上工程至今未发现质量问题，各项工程均受到公司和二级厂好评。历次工程荣大公司均派技术人员现场技术指导，为各项工程顺利完成提供了良好的服务。
实践证明，该灌浆料具有自流、早强、微膨胀优点，施工极为方便，经济上也合算，十分知应各种机械设备安装，螺栓锚固，建筑物灌缝加固，值得大力推广。
[ 应用实例 4]
宣化钢铁集团有限责任公司在新上的高速线材轧线设备安装过程中使用的二次灌浆料，该产在使用过程中有早强、高强、自流无收缩的特性。大大节省了工程的工期，降低劳动强度，保证了设计要求的高强、工期短，通过使用证明该料是很好的设备安装灌浆材料。
[ 应用实例 5]
中国新兴建设开发总公司在人民大会堂墙体加固工程中使用了灌浆料。
使用表明：灌浆料具有早强、高强、微膨胀、自流性等特性。操作时，人工、机械搅拌均可，无须振捣，施工便捷，无噪音。其性能符合产品说明，较好地满足了人民大会堂特殊条件下的施工要求。
另外，为降低成本，经多次实验后，掺入了灌浆料重量 1/3 比例的豆石，资料表明，未影响其强度，流动度与微膨胀性。
[ 应用实例 6]
北京东洋机械有限公司自 99 年开始在一些工程中使用微膨胀二次灌浆料，该料具有早强、自流和微膨胀特性，本公司现已在广电部大楼、首都剧场等项目中将该料应用于墙面喷射加固的锚钉锚固，设计要求的锚件拔力远远超出设计要求。实际使用证明灌浆料性能稳定，操作方便。
[ 应用实例 7]
北京电建一公司于 2000 年度，北京石景山热电厂 1# 、 3# 炉改造工程中，根据设计要求，在后锚固钢筋、设备基础二次灌浆以及地面自流平三次灌浆中使用了微膨胀二次灌浆料。
该产品肯有早期强度高、微膨胀，三天强度可达到 60MPa ，在后锚固植筋经国家建筑工程质量监督检验中心检验，均达到或超过了设计值 62.9KN ，植筋表面无任何变化。
在设备基础二次灌浆以及地面自流平三次灌浆时使用，充分体现了自流、无需振捣、早强高强等特性，大大减少了工作强度，缩短了工期，使业主非常满意。
[ 应用实例 8]
浙江东海义乌体育中心项目部在义乌体育中心主体育场落索点基础岩石锚杆锚固中，使用了灌浆料。 使用表明，该材料具有使用方便，早强高强微膨胀等特点，尤其是在锚孔渗水较大的情况下，也能施工，其抗拔力测试试验达到要求，产品性能符合产品说明。
[ 应用实例 9]
天安门广场公交车道为下层 实路基，上铺厚约 20cm 方块石料。以前的板缝间用普通水泥沙浆沟缝，下部大部分漏空，经一段时间以后即发生地基软塌、石块松动，甚至造成石板挤压损坏。
经技术论证并考察后，北京市政工程管理处采用了早强微膨胀二次灌浆进行灌缝。由于该产品具有自流、早强、高强、微膨胀等特性，现场施工极为方便，经检查各板石间的接缝充分灌实无缝，各板石间接缝牢固，短时间内即可通行，使用效果很好，值得大力推广。
北京市立交桥很多，且多为混凝土桥面，因车流量大，损坏时有发生，坑洼、裂纹出现后又不断扩展，影响行车安全，维修不仅要求强度高，而且要求速度快，不能影响交通，所以我们采用了早强微膨胀二次灌浆料。
我们将桥面破损处进行了预处理，然后在早强微膨胀二次灌浆料中掺入 30% 豆石或砾石，并加入 5% 钢纤维，经加 13% 水并搅拌均匀后，进行灌浆。由于该产品具有早强、自流、微膨胀、湿润性好等特点，使用后不到两小时就达到使用强度，仅两小时就恢复了交通，修复效果十分另人满意。
[ 应用实例 10]
东电三公司于 2002 至 2003 年度，在辽宁省阜新盛明热电厂新建工程的设备安装、地脚螺栓锚固中，使用了微膨胀二次灌浆料。
该材料在使用过程中充分体现了：早强、高强、微膨胀、自流等特性。完全能够满足使用要求，且很大程度上减少了施工强度，缩短了工期，使业主非常满意。
[ 应用实例 11]
北京首钢第一建设有限公司于 2001 年度在北京首钢 2 号高炉炉底灌浆时使用了微膨胀二次灌浆料。通过实际使用证明该材料的早强、高强、自流微膨胀的物性完全能够满足各项技术施工要求。并经多点测试，无空灌现象。荣大公司高强的质量，完善到位的施工技术服务，取得了中外专家的一致好评。该产品已被我公司列为首选灌浆产品。
[ 应用实例 12]
唐钢二炼铁厂 2# 高炉在 2002 年 12 月扩容工程中使用二次灌浆料用于高炉炉底大面积灌浆。使用前依我厂高炉环境作现场模拟实验证实二次灌浆确实是具有早强、高强、流动性好、微膨胀物性的好材料。
我厂高炉平移就位后炉底直径为 10m ，炉底与基础的空隙 0.45m ，施工时利用灌浆料自流性采取泵送的方法，四个方向同时压力灌浆。施工后，经养护三天检测其抗压强度均达到了设计要求，并且对炉底灌浆体进行多点测试均未发现灌浆体有漏空现象，同时灌浆料与炉底钢板及地面混凝土基础结合牢固，高炉炉底大面积灌浆取得了很满意的结果。
整个高炉扩容工程提前工期半个月，经济效益非常显著，二次灌浆料也是功不可设。
