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北极熊灌浆料在钢结构中的应用

作者：建筑钢结构网    
时间：2009-12-22 20:26:03 [收藏]

    张振秋 陈智丰 殷庆立
    摘要
    北极熊灌浆材料具有塑性和硬化后的双重膨胀、不离析、不收缩、高早强、高耐久性、抗渗等特性，适用于钢结构中与基础的填充灌浆及螺栓锚固，用时只需加水搅拌便可成为具有自流平性能的高强无收缩灌浆材料，浇注后的结石体与钢结构间无任何缝隙，表面平整，可以加快施工进度，并使钢结构质量达到验收规范控制的标准内。
    关键词：无收缩、微膨胀、高早强、自流平、钢结构、二次灌浆、螺栓锚固

    前言
    钢结构具有自重轻，强度高，施工快等独特优点，现已被广泛应用于工厂、仓库、体育馆、展览馆、候机厅、超市等建筑工程。在欧洲、美洲、日本、台湾等地，厂房兴建全部采用钢结构。在钢结构的安装过程中，需要保证钢结构和基础之间无任何缝隙，对钢结构与基础间的填充材料要求强度高、耐久性好，同时也要求流动性好、不收缩，以保证安装精度并使钢结构有很好的承载能力。传统上一般使用现浇混凝土作为钢结构与基础间的填充材料，近年来大多规定用无收缩、高强度、流动度大的灌浆材料进行填充。
    目前市售的灌浆材料存在下述问题，影响了钢结构安装质量：（1）灌浆材料只有硬化后的膨胀，而浆体由于水泥水化作用在塑性状态下产生沉降和收缩，从而使硬化后的灌浆材料与钢结构底板产生一定间隙；（2）大多使用大粒径骨料、低水料比等措施来满足高强度、高流动度、无收缩得要求，而低水料比使得灌浆料很难搅拌，且易引起离析、泌水等问题；（3）品种单一，不能满足实际工程中的各种要求，例如灌浆部位体积、厚度的不同；施工中气温的不同；工程对早期强度的不同要求等。为解决上述问题，北极熊公司开发生产出高早强和超早强二大类共9种型号的灌浆材料，来满足各种工程不同的要求。
    北极熊灌浆材料的特点与性能
    北极熊灌浆材料是由高强胶结组分、超塑化组分、膨胀组分、优选级配集料组分及微量改性组分以适当比例在工厂预拌制成的一种粉状材料，用时只需加水搅拌便可成为均匀、稠度适宜、能满足施工要求的、具有自流平性能的高强无收缩灌浆材料，可广泛用于钢结构与基础的填充灌浆及螺栓锚固等工程。与市售产品相比，北极熊灌浆料有三个显著的特点：可以达到
    1. 北极熊灌浆材料创造了塑性状态和硬化后的双重膨胀功能，灌浆料灌入填充部位后不但不沉降收缩，反而产生微量膨胀，确保了钢结构底板与混凝土基础的牢固接触，使载荷能有效地传递到基础；
    2. 超早强功能。市售灌浆料一般均以普通硅酸盐水泥为基，而北极熊灌浆料以本公司生产的超早强水泥为基材，强度发展快，即使在低负温下强度也有大幅度增长，有效地解决了冬季施工和抢修抢建工程问题，钢结构能尽快地安装并提早投入使用。
    3. 高流动性能。市售灌浆料一般采取很小的水料比来达到高强度的目的，这造成施工时很难搅拌且浆体易导致离析和沉降。北极熊灌浆料的水料比适当（虽比市售灌浆料的水料比大得多，但没有沉降和离析问题），现场很容易进行搅拌浇注，即使钢结构与混凝土基础的间隙填充很小也能有效填充。
    4. 易施工?工厂预包装材料，操作简单，现场只需加水搅拌即可施工；
    5. 低负温施工?超早强灌浆料在低温、负温下强度仍有较大增长
    6. 耐久性?高最终强度、低渗透性可确保设备长期的操作性能。材料与钢筋握裹力大，保证安装精度；
    7. 不含氯化物?对设备、钢筋无锈蚀作用。

    在钢结构中的用途
    北极熊灌浆材料适用于广泛的灌浆施工范围，在钢结构中主要作为钢结构如钢柱、钢梁、钢轨等与基础间的填充灌浆，以及螺栓锚固，同时也可用于抢修抢建工程。北极熊灌浆材料也可作为混凝土优良的修补、加固材料。

    基础处理
    混凝土基面：混凝土基面必须是干净、坚固的表面，无油脂或任何松散材料。如果混凝土表面有缺陷或者存在浮浆层，则必须用适当的机械方法将其清除，直至露出坚固的表面。螺栓孔或固定孔中的杂物、尘土或碎片必须吹扫干净。
    预泡：在灌浆前，应用清水将处理好的基面淹没浸泡不少于2小时。在开始灌浆前，立即将表面明水清除。特别注意要将螺栓孔或固定孔中的水吹净。
    钢结构：钢结构与灌浆料接触的部位必须清洁、无油脂或铁锈。
    模板：架设模板时应保证灌浆材料不泄漏。
    搅拌
    为获得最佳的灌浆效果，最好使用机械搅拌机。应注意的一点是要有足够的搅拌能力和工人以确保灌浆施工能够以连续的过程进行。
    要达到所需的稠度，水的用量必须按照北极熊的产品说明书中的规定添加。
    选定的用水量应准确测量后置于搅拌机内，缓慢地将整包灌浆料加入并连续搅拌5分钟以确保灌浆材料无结块，并达到均匀的稠度。
    灌注
    将搅拌好的灌浆材料在30分钟内浇灌以充分获得塑性膨胀的好处。
    北极熊灌浆料作为填充灌浆使用时，单次浇灌厚度最高可达150mm。厚度超过150mm时需在灌浆料搅拌时加入干净无泥的5~10mm级配碎石以将混凝土温升降至最小限度，如何使用请向唐山北极熊特种水泥有限责任公司垂询。
    连续灌注非常重要；开始灌浆前必须要有足够的灌浆，并且一次灌浆所需的时间必须根据下一次灌注所需的准备时间进行调节。
    灌注必须从一端开始，以便消除残留的空气或预浸水。
    养护
    灌浆完成后，所有裸露部分均应遵循混凝土养护规范进行养护，如使用湿的粗麻布等。
    清理
    施工结束后，应立即用水清洗用过的工具和设备。硬化的灌浆材料可以采用机械方式予以清除。
    拆模
    高早强灌浆料拆模可以在浇灌完毕24h后进行，超早强灌浆料拆模可以在浇灌完毕12h后进行。拆模后继续洒水养护。
    夏季与冬季施工注意事项
    高温施工：当气温超过35℃时，应使用北极熊高早强灌浆料，把它储存在阴凉的地方，并遵循通常的混凝土夏季施工规范。
    低温和冬季负温施工：当气温低于5℃时，请选用北极熊超早强灌浆材料进行施工，并遵循通常的混凝土冬季施工规范。气温低于-20℃时请向唐山北极熊特种水泥有限责任公司垂询。


    结论
    在型钢柱、二次灌浆部位及螺栓锚固部位采用北极熊高强无收缩灌浆料，替代了无振捣混凝土，强度在一天最高可达到50MPa以上，并具有塑性和硬化后的双重膨胀、早强、高强、自流平、高耐久性、抗渗、抗冻等优点，可填充全部间隙，保证浇筑部位各结构间无收缩，表面平整，使钢结构质量达到验收规范控制的标准内。
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