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**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 后仍有显着增长，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较大用水量检验： ASTM C1107 也要求按较大流动度或较大用水量检验。

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、强度显着降低等不良后果，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，浸水端抗压强度显着降低。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**过 500 ℃ ， Ca(OH) 2 发生分解，强度显着下降，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。水泥基灌浆材料的较大集料粒径大于 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较强的腐蚀破坏作用。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**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 ）*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**面应适当**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**孔洞较高点 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 ）* 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。其中较常见的是自重法。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**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 ）* 7 章规定，** 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** 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**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

 

 

日较低气温 ( ℃ )

 

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。

 

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