超細(xì)水泥灌漿材料及其應(yīng)用

安遵福 (貴州省建設(shè)學(xué)校，貴州 貴陽(yáng)550008)

超細(xì)水泥灌漿材料性能受工藝參數(shù)、材料粒徑、外加劑種類(lèi)等因素的影響較大。為了開(kāi)發(fā)與研究出質(zhì)量更好的超細(xì)水泥灌漿材料，應(yīng)對(duì)上述因素進(jìn)行認(rèn)真的分析。因此，筆者結(jié)合多年超細(xì)水泥灌漿施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)超細(xì)水泥灌漿材料性能及應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討。

1 超細(xì)水泥灌漿材料性能研究

1.1 材料粒徑給UFGC流動(dòng)性的影響

粒徑是評(píng)價(jià)灌漿材料可灌性能的重要指標(biāo)之一。研究證實(shí)，材料粒徑細(xì)微程度越高，其具有的可灌性能越好。不過(guò)其所需的水量就越大，所以，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)處理好兩者間的關(guān)系。

1.1.1 粉磨時(shí)間給粒徑的影響

選擇不同顆粒粒徑的硅酸鹽水泥在球磨機(jī)中進(jìn)行粉磨，經(jīng)過(guò)一個(gè)半小時(shí)的粉磨后發(fā)現(xiàn)，要想提高粉磨的細(xì)度難度非常大。因此，從技術(shù)與成本方面分析，應(yīng)準(zhǔn)確的水泥粉磨時(shí)間。

1.1.2 水泥粒徑給材料流動(dòng)性的影響

水泥吸附量與其粒徑有著密切的關(guān)系，即，當(dāng)水泥具有較小的粒徑時(shí)，就會(huì)擁有較大的比表面積，以及大量的單分子吸附水層，導(dǎo)致其流動(dòng)性能降低。另外，研究表明，不同水膠比會(huì)給漿體的流動(dòng)性造成重大影響，當(dāng)將水膠比例提高時(shí)漿體的流動(dòng)性增強(qiáng)，而且如果水泥粒徑越大，改善漿體的流動(dòng)效果越顯著。

1.2 減水劑和漿材相容性

超細(xì)水泥灌漿材料與可灌性能間有著密切的關(guān)系，并且隨著水泥細(xì)化程度的提高，吸水量不斷增加，流動(dòng)性大大降低。為了提高超細(xì)水泥灌漿材料的流動(dòng)性，一般向超細(xì)水泥灌漿材料中添加適量的減水劑。

1.2.1 超細(xì)水泥和減水劑的適應(yīng)性分析

為研究超細(xì)水泥與減水劑適應(yīng)性，擬使用JBS-1、UNF-5、FDN-5減水劑，研究水膠比為0.8狀況下超細(xì)水泥的流動(dòng)性。結(jié)果表明，JBS-1表現(xiàn)出了較好的適應(yīng)性，而且當(dāng)其為超細(xì)水泥的1.5%時(shí)為最佳摻量。但是當(dāng)僅使用JBS-1時(shí)并不能顯著改善超細(xì)水泥的流動(dòng)性能，如向其中添加適量粉煤灰，在配比組合相關(guān)材料可達(dá)到較好的減水效果。

1.2.2 減水劑的改性與復(fù)合

為了使減水劑的突出性能得到充分發(fā)揮，彌補(bǔ)其存在的不足，實(shí)際工作中會(huì)使兩種或超過(guò)兩種的減水劑，按照一定的比例復(fù)合使用。相關(guān)專(zhuān)家經(jīng)過(guò)研究，總結(jié)出了一些復(fù)合方式與類(lèi)型，例如：木鈣和三聚氰胺甲醛縮合物的復(fù)合、木鈣和萘磺酸甲醛縮合物的復(fù)合、改性木質(zhì)素和聚羥酸鹽的復(fù)合等。

1.3 工藝參數(shù)給超細(xì)水泥灌漿材料的影響

超細(xì)水泥灌漿材料流動(dòng)性受工藝參數(shù)的影響較大，這些參數(shù)包括減水劑摻量、水膠比等，下面逐一對(duì)其進(jìn)行分析。

1.3.1 減水劑摻量給漿體流動(dòng)性的影響

JBS-1減水劑的最佳摻量在0.5～1.5%范圍內(nèi)，在水膠比為0.8的條件下，將JBS-1減水劑按照1.5%、1.2%、1.0%、0.8%的摻量分成四組，研究不同組合條件的漿體流動(dòng)性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，超細(xì)水泥灌漿材料的流動(dòng)性，隨著JBS-1摻量的增加而變好，由此可以看出超細(xì)水泥灌漿材料對(duì)JBS-1的適應(yīng)性較好。

1.3.2 水膠比給漿體流動(dòng)性的影響

在影響漿體流動(dòng)性的因素中，水膠比的影響最為直接，這一比例越大，漿體具有的流動(dòng)性越好。不過(guò)水膠比也不能過(guò)大，否則會(huì)增加固體顆粒沉淀機(jī)率，發(fā)生離析等不良現(xiàn)象，給漿液的結(jié)石強(qiáng)度造成不良影響。將JBS-1減水劑按照1.5%、1.2%、0.8%的摻量，以及水膠比按照1.0、0.9、0.8、0.7、0.6級(jí)別進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相同減水劑狀況下，超細(xì)水泥灌漿材料的流動(dòng)性能，隨著水膠比的增大而增加。

2 超細(xì)水泥灌漿材料的應(yīng)用

超細(xì)水泥灌漿材料被廣泛應(yīng)用在工程建設(shè)中，尤其是道路修補(bǔ)工程中。本文對(duì)超細(xì)水泥灌漿材料在道路修補(bǔ)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

2.1 工程概況

某省內(nèi)的一條縣級(jí)道路，路面厚度20cm、混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，全長(zhǎng)20cm，因經(jīng)常過(guò)往超載車(chē)輛，導(dǎo)致路面出現(xiàn)了很多裂縫，給人們的安全出行帶來(lái)諸多不便。綜合該道路的實(shí)際情況，經(jīng)研究分析，擬采用超細(xì)水泥灌漿材料對(duì)該道路工程進(jìn)行修補(bǔ)處理。

2.2 修補(bǔ)施工

考慮到材料具有熱脹冷縮性質(zhì)，因此，為提高道路工程修補(bǔ)效果，應(yīng)選擇在裂縫比較大的時(shí)期進(jìn)行施工。綜合考慮該道路工程交通、所處的環(huán)境特點(diǎn)，準(zhǔn)備在十二月中旬進(jìn)行修補(bǔ)作業(yè)。具體修補(bǔ)操作如下：

首先，進(jìn)行鉆孔定位作業(yè)，即依據(jù)道路上裂縫實(shí)際分布情況，針對(duì)不同混凝土路面板，鉆上不同數(shù)量的鉆孔。布孔時(shí)應(yīng)沿著裂縫進(jìn)行，并準(zhǔn)確把握鉆孔間的距離，通常取50cm為宜，且和自由邊間的距離保持在50～80cm范圍，以防止從路肩部位滲出漿體；其次，使用風(fēng)鎬按照事先計(jì)劃話(huà)好的位置進(jìn)行鉆孔操作，鉆孔深度達(dá)到路基頂面。然后使用壓縮空氣機(jī)吹出裂縫中的雜質(zhì)，為灌漿的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)；再次，依據(jù)試驗(yàn)獲得的參數(shù)進(jìn)行配漿操作，配漿過(guò)程中應(yīng)持續(xù)攪拌，避免漿體沉淀；最后，使用擠壓式注漿機(jī)注漿操作時(shí)，應(yīng)將壓力控制在0.2～0.6MPa范圍內(nèi)。同時(shí)，為使?jié){液更好的滲入到板塊縫隙中，應(yīng)保持壓力的穩(wěn)定。灌漿時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)壓力未達(dá)到施工要求，一定要認(rèn)真分析原因，甚至進(jìn)行二次注漿操作。正式注漿時(shí)，應(yīng)沿著路面外側(cè)進(jìn)行，然后進(jìn)行中間孔的注漿操作，從而避免漿液的流失。壓漿操作時(shí)一旦發(fā)現(xiàn)相鄰的板塊出現(xiàn)冒漿、串漿等不良狀況時(shí)，應(yīng)使用隔板進(jìn)行灌漿操作。同時(shí)，準(zhǔn)確把握隔注間距，必要情況下進(jìn)行雙液封邊注漿，并將壓漿深度控制在合理范圍內(nèi)，做好詳細(xì)的記錄。

另外，灌漿作業(yè)時(shí)應(yīng)封堵好溢漿的孔，以有效防止壓力散失過(guò)度。灌漿作業(yè)結(jié)束后，灌漿頭不要急于拔出，直到壓力達(dá)到0.2MPa后，再緩緩的拔出，以避免漿體反流情況的發(fā)生。

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