水泥基灌浆材料在工程中的应用

陈 晨

1 概述

水泥基灌浆材料简称灌浆料，是一种由水泥、集料(或不含集料)、外加剂和矿物掺合料等原材料，经工业化生产的具有合理级分的干混料。加水拌合均匀后具有可灌注的流动性、微膨胀、高的早期和后期强度、不泌水等性能［1］。灌浆料最早出现在二战中，由于具有早强、高强的特性，被用于修建防御工事，直到20世纪50年代，因为大型设备的安装需要，才被用于工业部门。现在，灌浆料普遍用于机械设备的安装和工程结构的加固修补。

2 灌浆料性能

目前，灌浆料在结构加固工程中已经引起越来越多的关注，究其原因，主要是灌浆料较传统加固材料(如环氧树脂、普通混凝土等)具有更优良的性能。灌浆料具有早强、高强、高流态与钢筋粘结强度高、耐久、耐高温、耐疲劳等特性，这些性能使灌浆料克服了传统材料在环保、施工、防火、耐久等方面的问题，成为一种非常优良的建筑材料。

3 灌浆料在工程中的应用

如前所述，由于灌浆料具有的卓越性能，目前国际上灌浆料的应用范围已经从之前的机械设备安装发展到现在的结构加固修补。我国也不例外，总结工程实例，比较典型的工程应用有:植筋、增大截面加固、新建结构。

1)植筋。在结构加固工程中常常遇到钢筋要求植筋的问题，如建筑物改变使用功能，增加梁、柱、墙时;构件加大截面补筋时;旧房改造加固墙体时等等。过去一般多用环氧树脂胶进行施工，施工后的各项性能虽能满足设计要求，但较灌浆料还是存在许多明显的不足(见表1)。主要有:a.基层处理要求较高;b.施工及使用温度范围较窄;c.对环境有污染。此外，环氧树脂植筋在施工后焊接和价格方面与灌浆料也有很大差距。

表1 灌浆料与环氧树脂植筋对比

2)增大截面加固。加固工程中增大截面加固是一种常用的方法，过去使用混凝土虽然能完成加固任务，但是由于混凝土强度增长比较慢，施工工期比较长，已经越来越不能满足人们的要求。实际工程要求在几天之内完成施工，不能对日常运营产生影响，鉴于此，灌浆料是一种非常理想的材料。根据文献［1］对灌浆料的强度要求，灌浆料1 d的强度最小为22 MPa，3 d强度超过40 MPa，完全可以满足一般工程要求。此外，针对地铁、飞机跑道等特殊抢修工程，研究人员［2，3］还研制成功了抢修料，抢修料是在普通灌浆料的基础上，通过改变水泥品种和添加早强剂制成的，其具有1 h抗压强度超过30 MPa的超早强特性，同时流动度和微膨胀性能与普通灌浆料相同。

3)新建结构。目前，由于灌浆料的相关研究还远滞后于实际工程，因此，灌浆料在新建结构中的应用极少。尽管如此，已有一些成功的应用实例。赵群等［4］在进行某体育馆的拱架基础及支座的浇筑时，发现构件配筋异常密集，如采用普通泵送混凝土或自密实混凝土，骨料粒径太大容易产生空洞，不能满足施工要求。鉴于此，经多方考量，决定采用灌浆料进行浇筑，后经实践证明效果非常理想。陈明留等［5］在型钢混凝土组合结构施工中也遇到了类似问题，由于结构中型钢柱和型钢梁及钢筋混凝土柱梁钢筋相互穿插布置，加之梁柱型钢截面较大，导致钢筋与钢筋之间、型钢梁柱与钢筋之间空隙均较小，梁柱节点密集复杂，采取常规混凝土浇筑极为困难，施工质量难以保证。经过方案比选，最后采用灌浆料与混凝土相结合的浇筑方法，很好地解决了上述困难。除此以外，李延和等［6］针对高层框架结构中节点混凝土的极差问题及浇筑问题，提出用灌浆料浇筑框架节点区，经试验证明，得到利用灌浆料浇筑框架节点是可行的，其性能优于混凝土节点。

4 结语

灌浆料是一种非常优良的建筑材料，其具有早强、高强、高流态、耐久、耐高温等特性，因此，具有巨大的应用潜力。但是，目前由于灌浆料相关研究不够深入，将灌浆料大规模的应用于工程实践还不太现实。尽管如此，灌浆料已在一些特殊施工中成功应用，如加固工程中的钢筋植筋、构件扩大截面以及个别新建工程中钢筋密集区的浇筑等。实践证明，灌浆料在这些方面都较传统材料具有独特的优势。

［1］ GB/T 50448-2008，水泥基灌浆材料应用技术规范［S］.

［2］ 仲朝明，孙跃生，仲晓林.CGM抢修料的研究及应用［J］.混凝土，2004(11):67-68.

［3］ 陈 磊，彭 先，杨 芝.超早强工程抢修灌浆料的研究与应用［J］.混凝土外加剂及其应用技术，2004(9):37-38.

［4］ 赵 群，仲晓林，仲朝明.CGM灌浆料在北京理工大学体育馆工程中的应用［J］.混凝土，2004(9):66-67.

［5］ 陈明留，陈 飞.大跨密筋钢骨梁灌浆料与混凝土浇筑结合施工技术［J］.施工技术，2005，34(7):68-69.

［6］ 李延和，吴 元，杜吉坤.灌浆料夹心节点试验研究［A］.第十七届全国现代结构工程技术交流会［C］.安阳:知识产权 出版社，2010:220-225.