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超细水泥

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水泥基灌浆材料系列
国家重点新产品次纳米级超细水泥灌浆料(MFC-GM)
一、产品简介:
 

  我厂同中建科技开发公司联合推广的 "中建"牌超细水泥,06年获得国家重点新产品称号.该产品 用于复杂土壤地质环境的建筑物基础加固、建筑物结构补强、建筑物的防水堵漏灌浆、大型设备的基础加固等工程,能表现出卓越的性能,它已成功应用于广州地铁、深圳地铁、广佛地铁、广州国际会展中心、深圳国际会展中心……等众多重点建设工程,并出口至台湾、香港等地。
  根据使用要求的不同,MFC-GM分为两种型号:MFC-GM7000和MFC-GM8000型。MFC-GM7000型比表面积≥7000cm2/g,平均粒径约5~10μm,适合于一般细微空间的灌浆。MFC-GM8000型比表面积≥8500cm2/g,平均粒径约0.2~2μm,最大粒径<20μm,适合于更加细微空间的灌浆。还可以根据用户需求定制其他型号
.

桩基础灌浆加固
厦门翔安隧道
云南小湾水电站
   
二、产品特性:
 

a) 高效性和可靠性
  MFC-GM是由超细水泥等无机超细微粒组成的高性能灌浆材料,它具有良好的渗透性及可灌性,具有比有机化学灌浆液更高的强度及耐久性,不存在老化现象。因而MFC-GM可适用于各种土质环境的地基加固处理、砂土层的固化处理、各种复杂的基础加固处理、各种复杂的结构灌浆处理,如隧道、地铁、大坝、高速公路、桥墩、油井、大型设备基础……等等。
b) 安全无污染性
  MFC-GM由无毒无害的无机材料组成,其化学组成决定了其对水、土壤、空气等周围环境无污染,相对于其它灌浆材料而言,具有更高的安全性,属于绿色环保型建材产品。
c) 较高的经济性
  MFC-GM施工方便,易于操作,且比有机化学灌浆液价格便宜,灌浆后不会老化,具有良好的耐久性,可适用于任何一种灌浆设备,可采用任一种灌浆方法进行灌浆施工,因而具有更高的经济性。

   
三、产品应用范围:
 

  MFC-GM可广泛适用于各类建筑物地基加固工程、结构修补加固工程、防水堵漏灌浆工程、设备基础加固工程等。特别是对于细微空间的灌浆、固化强度要求较高的灌浆加固处理更能体现其优异的性能。
1.深基础工程封堵地下水流;
2.大坝基础的加固及填充大坝坝体的开裂缝隙;
3.地铁或隧道壁的灌浆加固或修补;
4.大型或高层建筑物的地基加固;
5.道路基础的灌浆加固;
6.水池、地下室的防水堵漏灌浆;
7.开挖地铁、隧道、矿井等地下工程时的地下土层填充固化处理,以降低开挖难度,加快工程进度,提高工作效率;
8.砂土层的固化处理。
9.大型设备地脚螺栓与机座的二次灌浆;

   
四、产品物理化学性能:
 

1.MFC-GM化学成份及物理性质
1)MFC-GM的化学成份
MFC-GM主要由氧化钙、氧化硅、氧化铝、氧化铁等组成,并复合有一定量的高分子添加剂。
2)MFC-GM的物理性质

项目 \ 指标
MFC-GM7000
MFC-GM8000
外观
灰色粉末
灰色粉末
比重
3.0±0.20
3.0±0.20
容重(表观密度) (kg/l)
1.0±0.20
0.7±0.20
气味
毒性
细度
比表面积 (cm2/g)
≥7000
≥8500
中位粒径D50 (μm)
≤10
≤2
最大粒径Dmax (μm)
≤100
≤20


2.MFC-GM的粒度分布
  MFC-GM系采用独特粉磨工艺加工而成,颗粒非常细小。MFC-GM7000型平均粒径约8μm,最大粒径≤100μm,可渗透入∮≥0.2mm细小缝隙中。MFC-GM8000型平均粒径约0.2~2μm,最大粒径<20μm,达到准纳米级,可渗透入非常细小的空间(如粉砂层空隙或混凝土微裂缝中),其颗粒细度已达到或超过国外同类产品的水平。
  MFC-GM经欧美克粒度测定仪测定的粒度分布曲线见图3.1,用高分辨率电子显微镜观察拍摄的颗粒显微图片见图3.2,经华南理工大学检测中心透射电镜拍摄的颗粒显微图片见图3.3。


N---普通硅酸盐水泥 M1---MFC-GM7000 M2---MFC-GM8000



MFC-GM与普通硅酸盐水泥粒度分布对比 (图3.1)

"中建牌"MFC-GM8000
国外某厂超细水泥
国外某厂超细水泥
普通硅酸盐水泥
MFC-GM8000及其它水泥颗粒电子显微图片 (图3.2)

1#样品
颗粒形态呈片状和块状,大小在0.3~2um之间
2#样品
颗粒形态呈片状和块状,大小在0.2~1um之间
MFC-GM颗粒经华南理工大学检测中心透射电镜检测的显微图片 (图3.3)

3.MFC-GM的强度性能
(1) 在相同水灰比时较普通硅酸盐水泥具有更高的强度。


MFC-GM与普通硅酸盐水泥抗折抗压强度对比(W/C/S=0.485/1/2.75)
项 目
抗 压 强 度(MPa)
抗 折 强 度(MPa)
品 种
3d
7d
28d
3d
7d
28d
硅酸盐水泥PII42.5
36.0
41.5
50.8
5
6.5
8
MFC-GM7000
45.5
53.0
60.6
6.2
7.3
8.5
MFC-GM8000
46.2
57.2
68
6.5
8.2
9.6
MFC-GM9000
49.0
61.2
75
7.5
9.6
10.5

(2). MFC-GM的强度会随着水灰比的增大而降低,因此,在达到可灌性要求的前提下,应尽量减小水灰比。

不同水灰比下MFC-GM的净浆强度对比

项 目
强度(MPa)
W/C=0.35
强度(MPa)
W/C=0.5
强度(MPa)
W/C=1.0
强度(MPa)
W/C=1.5
强度(MPa)
W/C=2.0
品 种
7d
28d
7d
28d
7d
28d
7d
28d
7d
28d
MFC-GM7000
49.4
67.7
34.4
46.5
14.1
23.9
8.0
13.8
6.6
12.5
MFC-GM8000
55.8
73.5
38.6
49.4
19.3
29.8
13.2
25.2
10.4
21.0


不同水灰比下MFC-GM8000的固砂强度对比




不同水灰比下MFC-GM8000浆体的固砂强度对比


4.MFC-GM的凝结时间
  MFC-GM在不同水灰比下成型的试件,以从成型到手指轻压无指印时的时间作为MFC-GM的凝结时间。
  MFC-GM凝结时间随着水灰比的加大而延长。



不同水灰比下的MFC-GM净浆的凝结时间
项 目\品种
凝固时间
(小时:分)W/C=0.5
强度(MPa)
(小时:分)W/C=1.0
强度(MPa)
(小时:分)W/C=1.5
强度(MPa)
(小时:分)W/C=2.0
强度(MPa)
(小时:分)W/C=3.0
MFC-GM7000
9:45
15:10
16:00
19:10
19:50
MFC-GM8000
5:55
10:50
10:58
11:10
11:30

5. MFC-GM浆体的稳定性(抗沉淀性能)
  MFC-GM浆体具有良好的稳定性(抗沉淀性能),即使在较高水灰比下,其分层离析也较少,能确保浆体固化后的结构均匀一致。
  当然MFC-GM浆体的稳定性随着水灰比的加大而有所下降,所以在满足可灌性的前提下,浆体水灰比不宜太大。
  MFC-GM浆体与普通硅酸盐水泥浆体随时间的沉淀量

MFC-GM浆体与普通硅酸盐水泥浆体随时间沉淀的关系图

6.MFC-GM浆体的渗透性能
  MFC-GM颗粒非常细小,因而其浆体具有优良的渗透性能,可灌入各类土质的地下基础及非常细微的缝隙结构中,然后固结,达到加固目的。MFC-GM与普通水泥的渗透性能对比试验见图6。
  随着水灰比的加大,MFC-GM浆体越接近于液态,单位体积内的MFC-GM颗粒数量越少,通过细微空间时的阻力越小,通过细微空间的能力(渗透性能)越强。

MFC-GM8000渗透试验
(W/C=4.0)
普通水泥渗透试验
(W/C=4.0)
浆体渗透性能测试

 
水灰比较低时,单位体积内颗粒较多,渗透阻力较大,渗透能力较差
 
水灰比较大时,单位体积内颗粒较少,渗透阻力较小,渗透能力较强
不同水灰比时的渗透能力

7. MFC-GM浆体的流动性。
  MFC-GM浆体与普通硅酸盐水泥浆体相比,具有更好的流动性,可灌性更佳。MFC-GM流动性随水灰比增加而增大。
  MFC-GM浆体与普通硅酸盐水泥浆体在不同水灰比下的流动性对比

灰比 (%)
水灰比与浆体流动性的关系
五、使用方法:
 

1.

针对不同大小的缝隙空间,不同土壤地质环境,不同的灌浆基础条件,不同的强度指标要求,可先确定选择使用MFC-GM7000或MFC-GM8000。通常缝隙空间相对较大的部位(∮≥0.2mm)或颗粒尺寸相对较大的中粗砂层(∮=0.5mm左右)灌浆时,可选用MFC-GM7000;而对缝隙空间相对较小(0.2mm≥∮≥0.02mm)的部位或颗粒尺寸较小的细砂和粉砂层(∮=0.1mm左右)灌浆时,可选用MFC-GM8000。

2.

 

调节适宜的水灰比(通常MFC-GM7000的调节范围为0.4~2.0,MFC-GM8000的调节范围为1.0~5.0),用电动分散机进行搅拌,直至成为成份均匀一致的浆体,然后将浆体倒入灌浆桶中。

3.

 

将灌浆机的输送管嘴部与事先固定于基础上的灌浆嘴对接固定,接通灌浆机电源,开启阀门进行灌浆,注意要控制灌浆压力在一定的范围内。(通常在0.1~0.5MPa范围内。不同的基础条件,不同的水灰比,所需的灌浆压力不同。灌浆压力太大,可能形成劈裂灌浆,造成无法均匀渗透。灌浆压力太小,可能无法渗透至细微空间。)

4.
待灌浆完成后封闭灌浆孔。

5. 当灌浆面积较大时,可采用分段灌浆。
   
六、产品包装:
  MFC-GM采用纸塑复合袋包装,规格为25㎏/袋。
   
七、产品贮存:
  产品应贮存于阴凉干燥处,不得受潮,未开封的产品保质期为6个月。
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