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BY-90灌浆料在上海迪士尼项目的成功应用

      摘要:上海迪士尼项目钢结构、设备基础的二次灌浆空间复杂,对灌浆料的性能要求很高。BY-90灌浆料经过性能改进具有大流动性、高有效承载面积、早强高强等性能特点,满足此项目的设计要求,并为整个园区的钢结构及设备安装顺利进行提供了有力保障。

     1、前言

       BY系列灌浆料是指以优质水泥为胶凝材料,配以多种外加剂、矿物掺合料和适量骨料经工厂化配制生产而成的具有合理级配的干粉料,与水拌合均匀后具有大流动度、无收缩、早强高强等特点的系列灌浆材料。BY-90材料主要应用于大型设备、机床、进口重型设备安装及大型项目钢结构基础灌浆中,具有高强早强等特点。

     2、工程概况

  2.1 整体概况

            上海迪士尼乐园(Shanghai Disney Resort),又称上海迪士尼魔法王国主题乐园,位于上海市浦东新区川沙新镇,占地116公顷,投资规模约245亿元人民币,是中国大陆第一个,中国第二个,亚洲第三个,世界第六个迪士尼主题公园。迪士尼乐园一直是全球建造成本最高的主题乐园之一,上海迪士尼乐园是一座神奇王国风格的迪士尼主题乐园,包含六个主题园区:米奇大街、奇想花园、探险岛、宝藏湾、明日世界、梦幻世界。此次BY-90高强度无收缩灌浆料主要用于梦幻世界工程407轨道立柱地板灌浆,游艺设备灌浆,探险岛,明日世界工程等。

   2.2 灌浆部位的要求

     2.2.1 强度要求

     根据设计组在设计中着力体现新科技、新材料、新工艺在设计中的创新运用,并结合园区设备安装技术要求,所有游艺设备基础灌浆强度必须达到90Mpa以上。                                        

     2.2.2 有效承载面积要求

    基于游艺设备使用安全性和使用年限要求,其材料有效承载面积必须达到90%以上,经过现场试验,BY-90灌浆料与设备底板、钢柱脚板、超大钢板的接触面积均能满足要求;

     图2 底板试验成像图

     2.2.3 高流动性要求

    由于园区灌浆区域的特殊性,材料流动性必须满足复杂区域的施工要求,更多的时候现场需要材料在自重的要求下能够流动并均匀密实的填充模板的能力。流动度的大小直接影响施工的难易和硬化灌浆料的质量,若灌浆料太干稠,则难以成型与密实,且容易造成内部或表面孔洞等缺陷;若灌浆料过稀,经搅拌后,容易出现水泥浆和水上浮,骨料会下沉的分层离析现象,影响灌浆料质量的均匀性、成型的密实性。

          2.2.4 耐久性要求

             根据园区管理公司的技术要求,材料现场大体积运用时,必须防止裂纹的产生。高强无收缩灌浆料是典型的非均质材料,早期塑性收缩的产生将大大增加微裂纹的数量,随着灌浆料硬化过程中干燥收缩的发展,这些微裂纹在内外应力的作用下,将不断发展为更大的裂纹,以至最至最终形成贯通的毛细孔和裂缝,由不可视裂缝发展为可视裂缝继而降低灌浆料的耐久性和使用寿命。因此,控制灌浆料的收缩对灌浆料的耐久性具有重要意义。


      3、材料的研究

         3.1 材料基本性能的配制

               根据现场及设计要求,配制的BY-90灌浆料具有高流动性(流动度大于300mm)、早强高强等特点,主要性能如表1。

 

1 .配制的BY-90灌浆材料主要技术指标

序号

检验项目

单位

指标

1

材料粒径

 mm

0-5

2

   流动度

初始值

mm

300

30分钟保留值

mm

270

3

可操作时间

实验室条件(20℃)

min

90

4

竖向膨胀率

24h

%

1.2

5

抗压强度

24h

N/mm2

40

7d

70

28d

90

90d

110

6

抗折强度

24h

N/mm2

7

7d

8

28d

10

90d

10

7

泌水率

0

8

干密度

Kg/m3

2000

    BY-90灌浆料的抗压强度发展曲线如图3。


3  BY-90灌浆料抗压强度发展曲线及灌浆料形态

 

         3.2 裂纹控制措施

              灌浆料的早期塑性收缩及由此产生的塑性微裂缝决定了后期裂缝的产生和抗裂能力。而高强无收缩灌浆料内部裂缝是本身固有的一种客观存在的物理现象。其内部裂缝可分为水泥石裂缝、水泥石与骨料界面间裂缝和骨料裂缝三种,引起裂缝的主要原因是水泥时的收缩和环境温湿度变化。

        就其本身而言,主要从以下因素加以控制:

         1)、减少水泥胶体的用量;

         2)、合理控制用水量,经过试验得出BY-90的用水量为13%-14%;

         3)、选择合理细度的水泥;

         4)、适量添加当掺灰煤灰和矿粉;

         5)、添加UEA等膨胀材料。


       经过以上措施实现了BY-90灌浆料竖向膨胀率0-3h:1.0%;24h与3h之差0.02%。现场模拟试验证明使用情况良好。


       图4 现场模拟实验


     4、园区灌浆工程应用


   4.1 灌浆前准

           凿毛:对梯形槽和待灌浆区域进行凿毛处理。凿毛深度 5~10 毫米,凿毛痕的间距为 30 毫米左右,凿毛率不小于 90%。

           清扫:清扫灌浆区域基础表面、不得有碎石、浮浆、油污和脱模剂等杂物。

          湿润:对灌浆区域在灌浆前 24h 进行充分洒水湿润。灌浆前 1h应吸干积水。   

                                           图5 灌浆前的准备

        4.2 灌浆

           搅拌:在搅拌桶内加入规定量的水(每袋用水量 3.4-3.5kg 水),然后将约一半料(12.5kg)倒入桶内搅拌约 10 秒,再将剩下的一半料倒如一起搅拌,搅拌时间从开始投料到搅拌结束控制在 3-5 分钟。(搅拌时叶片不得提至浆料液面之上,以免带入空气)。

          灌注:灌浆时从一侧或者相邻两侧灌入,以防止夹带空气和水。 必须保证连续灌浆,并保证拌合物填满设备底面与基础混凝土之间, 且保持这一状态。一般大体积灌浆一次灌浆厚度以 30-120mm 为宜, 灌浆层厚度较厚时可采用分次灌浆的方法进行灌浆。每次灌浆后,待其终凝即可进行下一次的灌浆。

         养护:灌浆完毕后在灌浆料凝结前应进行表面收光处理,并及时洒水养护,加盖草袋保持湿润,洒水养护不少于7天,洒水次数应以保持灌浆料表面湿润状态为宜。


     5、
应用效果

         在园区管理公司技术专家的见证下,BY-90材料各项性能指标均能达到施工要求,无论是模拟试验还是现场使用,检测结果和使用情况均令人满意,其优越性能得到业主方赞誉并作为典型材料在整个园区和行业推广。


     6、结论         

       我公司根据迪士尼项目的特殊要求配制的BY-90灌浆料,其在早强高强、高流动性、有效承载面积等性能上较之常规材料均有显著提高,满足迪士尼园区的设计要求。在实际应用中BY-90灌浆料尤其在复杂区域灌浆、大体积灌浆中可以有效防止裂纹产生并能很好的保持受力均匀传递。可以预见,随着高端市场对高性能灌浆材料越来越严苛的要求,BY-90无收缩高性能灌浆材料将会占据重要市场。

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