核电安全壳预应力系统制浆、灌浆技术研究

核电安全壳预应力系统制浆、灌浆技术研究西南科技大学论文西南科技大学毕业论文目录1概述12、鉴定试验121材料性能要求1211水泥1212水1213外加剂122浆体技术要求223材料选择和性能验证2231水泥2232减水剂3233缓凝剂3234膨胀剂324浆体初配3241搅拌原理3242搅拌工艺4243配合比试验43、验收试验531试验目的532试验材料533试验设备534搅拌工艺635试验配比6351缓凝浆体6352膨胀浆体736浆体性能指标检验结果7361缓凝水泥浆技术指标检验结果7362膨胀水泥浆技术指标检验结果837试验结论94、全尺寸灌浆试验1041制浆工艺1342灌浆工艺13421制浆和灌浆之间工艺流程13422灌浆设备13423竖向孔道灌浆14424水平环向孔道灌浆15425穹顶孔道灌浆1846全尺寸灌浆试验20461第一次灌浆试验经验总结20462第二次灌浆试验245、总结25参考文献26【摘要】本文介绍了福清核电核岛机组预应力鉴定试验、验收试验和全尺寸灌浆试验的经验总结，从材料选择、搅拌工艺、浆体配合比研究、灌浆工艺调整等方面详细阐述了福清预应力制浆和灌浆技术研发过程。【关键词】福清核电安全壳预应力制浆鉴定试验验收试验全尺寸灌浆试验切段检查孔隙1概述福清核电发电机组为M310堆型，安全壳预应力灌浆水泥浆分为缓凝浆和膨胀浆两种，缓凝浆用于竖向孔道灌浆，水平、穹顶孔道一次灌浆；膨胀浆用于水平、穹顶孔道二次灌浆。福清核电制浆、灌浆技术是在秦山二扩预应力施工技术的基础上，结合福清核电现场情况和设计要求，历经鉴定试验、浆体验收试验和全尺寸灌浆试验最终确定的。其中鉴定试验是根据设计技术规格书要求进行材料选取、材料性能验证和浆体配合比初配的过程；浆体验收试验目的是验证鉴定试验水泥浆配比在采用现场大搅拌机制浆工艺生产时水泥浆的物理性能和力学性能指标能否满足技术规格书的要求；全尺寸灌浆试验主要是为了更进步确定最佳浆体配合比、鉴定和调整灌浆方法、校核通过验收实验的水泥浆充填导管的实际效果。2、鉴定试验21材料性能要求211水泥水泥必须是硅酸盐水泥，水泥氯化物含量不超过水泥重量的0015；且满足国标GB1752007中的规定；且无硫无假凝现象。212水拌合水必须符合技术规格书0426JT0102混凝土工程拌合水的要求。213外加剂缓凝水泥浆的外加剂应符合有关国家标准，并必须满足技术规格书0426JT0605安全壳预应力系统水泥浆及灌浆试验第4节水泥浆鉴定试验中对外加剂的性能要求的类似产品。膨胀水泥浆的外加剂为带膨胀物的减水剂增塑剂。22浆体技术要求221对于缓凝水泥浆3小时和24小时渗析不超过2。222对于膨胀水泥浆3小时膨胀须大于泌水且不超过6。223水泥浆初凝时间必须小于50小时；终凝时间在5时必须小于80小时。224水泥浆浆体温度分别为15、20、25，贮存环境温度分别为5、20、30的情况下，1L浆体通过内径10MM的管子的流动时间为对于缓凝浆6小时时必须大于9秒且小于14秒，10小时时流速必须小于25秒。对于膨胀浆6小时时满足14秒到26秒。225对在温度20配制和贮存的选定的水泥浆作力学性能检验。其28天抗弯强度值必须大于4MPA，28天抗压强度值必须大于30MPA。物理性能孔隙率必须小于40；毛细吸水必须小于15G/CM；在空气中收缩必须小于3500M/M。226水泥浆体中硫酸根离子含量不得超过0025（当水泥成分中的硫酸盐以硫的三氧化物出现时不需考虑）,水泥浆不得含有硫化物的硫离子。223材料选择和性能验证231水泥水泥采用上海金山产万安牌PII425水泥，此水泥已经被用于秦山核电二期扩建工程预应力灌浆工程，其各项技术指标符合预应力灌浆用水泥的技术要求。其中对于设计要求的水泥中无硫、不得含有硫化物的硫离子一项要求比较难满足，因为相应国标、行业标准以及外国标准都没有对硫化物的硫离子含量有明确要求，而水泥中绝对不含硫化物是不可能的，一般来说应该是含量低于某一指标可以默认为不含有，但是这个指标到底是多少，最初设计给出的标准是百万分之二（即2MG/KG），但是实际检测出来的数据为8MG/KG，我公司也同国内很多非常有实力的厂家沟通过，都一致认为目前国内水泥生产水平无法满足该要求，同时经过咨询其他已建、在建核电站，结果表明其所用水泥中硫化物的硫离子含量都高于此标准，鉴于这种情况，经过多次和监理、业主、设计沟通交流，最后结论为我公司选定的海金山产万安牌PII425水泥中硫化物的硫离子含量（8MG/KG）满足设计要求，可以用于现场实体施工。232减水剂经试验验证，采用江苏博特新材料有限公司生产的SBTHF型（低泌水、微膨胀）高性能灌浆外加剂，其泌水小，减水效果好，此减水剂已经被用于秦山核电二期扩建工程预应力灌浆工程，其各项技术指标符合预应力灌浆用外加剂的技术要求。233缓凝剂选取了3种缓凝剂做过配比试验，分别是竹本油脂（苏州）有限公司生产的CHUPLOT21缓凝剂，广州富斯乐有限公司生产的CONPLASTSP337缓凝剂和广州富斯乐有限公司生产的CONPLASTSP420型缓凝剂。能满足技术要求的有CHUPLOT21缓凝剂和CONPLASTSP420型缓凝剂。其中竹本油脂（苏州）有限公司生产的CHUPLOT21缓凝剂已应用到秦山核电二期扩建工程预应力灌浆工程，而CONPLASTSP420型缓凝剂是新采用的材料，其配置的浆体强度更高，浆体密实度更好,与CHUPLOT21缓凝剂比较更有路途近的优势，最终采用CONPLASTSP420型缓凝剂作为我们的首先缓凝剂，而CHUPLOT21缓凝剂作为备选缓凝剂。234膨胀剂采用西卡（中国）建筑材料有限公司生产的INTRAPLASTZ型膨胀剂。此膨胀剂已应用于秦山二期扩建预应力灌浆工程。经过试验验证，此膨胀剂的加入能满足设计对浆体的技术要求。24浆体初配241搅拌原理搅拌采用高速涡轮式搅拌器进行，搅拌器由高速电动机（可调速）、传动轴、齿型圆盘式涡轮分散盘三部分组成（见图1），通过分散盘的高速转动将水泥（外加剂）颗粒均匀分散到水中，使各种物料分子充分接触和反应，以得到理想状态的水泥浆体。图1鉴定试验搅拌器242搅拌工艺搅拌分两部进行第一步依次加入部分拌合水、减水剂（膨胀剂）、水泥、用低速（1000转/分钟）搅拌2分钟，将固体颗粒打散并均匀分布到水中；第二步加入缓凝剂，高速（3000转/分钟）搅拌25分钟，使各种物料（水泥分子、外加剂分子、水分子）充分接触和反应，提高水泥浆的和易性和强度。243配合比试验因为使用PII425级水泥配置水泥浆体，即使使用水灰比W/C042，抗压、抗折强度也达到要求。而在满足流动度要求的前提下，小的水灰比对浆体的收缩、泌水、孔隙等其他性能是有益的，同时参考秦山二扩预应力浆体配合比数据，在试验前，我们试验室选择了试验水灰比范围为037042，分别进行了水灰比为037、038、039、040、041、042在不同制浆温度下的（15、20、25）和不同浆体储存温度下（5、20、30）的浆体性能试验，并在实验中根据浆体性能变化对外加剂参量不断调整。经过无数次试验，历时5个月，最后得出结论为1）缓凝浆环境温度对预应力灌浆用缓凝浆的流动度影响不大，缓凝浆配制的温度才是影响流动度的决定因素，随着制浆温度的升高，水泥浆的流动度秒数降低，凝结时间变短。缓凝剂的掺量对水泥浆的流动度、凝结时间有很大影响，随着缓凝剂掺量的增加，水泥浆流动度保持的越好，水泥浆的凝结时间越大；水泥原材料的影响。试验中发现水泥对浆体影响较大，因为试验周期较长，加沿海气候原因，空气湿度较大，试验后期的水泥结块现象，水泥不同程度变质。使得后期的水泥浆在减少缓凝剂时，部分凝结时间未能相应减少。确定浆体初步配合比为水泥水减水剂缓凝剂1（0380400）006001。2）膨胀浆随着制浆温度的增加，流动度秒数减小；随着水灰比的增大，膨胀浆体流动度秒数减小，膨胀率减小，凝结时间增大。膨胀剂参量相同时，水灰比变化、减水剂和缓凝剂参量变化对浆体膨胀率变化影响不大。确定浆体初步配合比为水泥水减水剂缓凝剂膨胀剂1（0380400）0040006001。3、验收试验31试验目的由于鉴定试验是在试验室进行，试验环境温度可以控制，所用搅拌机为微型搅拌机（每次搅拌水泥量为8KG）；而现场环境相对复杂，且采用的是大型搅拌设备（每次搅拌水泥量为500667KG）；鉴于以上两个不同点，需要在现场搅拌站进行验收试验，验证现场采用大型搅拌机情况下，浆体性能能否满足要求，并与鉴定试验浆体性能作比较，根据性能差值，微调水灰比、外加剂参量、搅拌时间等，以确定用于实体灌浆的配合比和制浆工艺。32试验材料所有试验材料，包括水泥、外加剂（减水剂、缓凝剂和膨胀剂）都是采用的鉴定试验确定的同厂家、同型号的材料，水都是采用经过化验合格的现场施工用水。33试验设备搅拌设备为公司自制高速涡轮式搅拌器（可调速）进行，搅拌器由高速电动机、变频控制器、传动轴、齿型圆盘式涡轮分散盘和搅拌桶五部分组成（见图2），搅拌原理也是通过分散盘的高速转动将水泥（外加剂）通过分散盘的高速转动将水泥（外加剂）颗粒均匀分散到水中，使各种物料分子充分接触和反应，以得到理想状态的水泥浆体。高速电机传力杆搅拌桶变频控制器齿型圆盘式涡轮分散盘图2验收试验搅拌机组件34搅拌工艺搅拌工艺与鉴定试验一致，皆分两部进行，只是每批加入的材料量不同而已第一步依次加入部分拌合水、减水剂（膨胀剂）、水泥、用低速（1000转/分钟）搅拌2分钟，将固体颗粒打散并均匀分布到水中；第二步加入缓凝剂，高速（3000转/分钟）搅拌25分钟，使各种物料（水泥分子、外加剂分子、水分子）充分接触和反应，提高水泥浆的和易性和强度。35试验配比根据鉴定试验结果，我们现场分别选取了两个配合比进行验收试验351缓凝浆体3511缓凝浆配合比为配合比水泥水减水剂缓凝剂10385006001；配合比水泥水减水剂缓凝剂10395006001；3512材料用量每罐搅拌水泥用量为500KG，各材料用量见表1表1缓凝浆材料用量表352膨胀浆体3511膨胀浆配合比为配合比水泥水减水剂缓凝剂膨胀剂103850040006001；配合比水泥水减水剂缓凝剂膨胀剂103950040006001；3512材料用量每罐搅拌水泥用量为500KG，各材料用量见表2表2膨胀浆材料用量表36浆体性能指标检验结果361缓凝水泥浆技术指标检验结果3611流动度测定结果（S）表3缓凝浆流动度表3612渗析及凝结时间测定结果表4缓凝浆渗析率和凝结时间表3613力学性能测定结果表5缓凝浆力学性能表3614物理性能测定结果表6缓凝浆物理性能表362膨胀水泥浆技术指标检验结果3621流动度测定结果（秒）表7膨胀浆流动度表3622渗析膨胀及凝结时间测定结果表8膨胀浆渗析率和凝结时间表3623力学性能测定结果表9膨胀浆力学性能表3624物理性能测定结果表10膨胀浆物理性能表37试验结论通过验收试验对鉴定试验的检验与调整，量产的缓凝浆和膨胀浆未发现分层和浆体板结等现象，在浆体三大主要性能检测项目（流变性能、凝结时间、渗析与膨胀）中，浆体的流变性能保持很好，凝结时间与渗析均与鉴定试验的数据接近。验收试验中膨胀水泥浆6小时的流动速度秒时偏低（121秒和135秒），表示其更具流动性，在此流动性能下更加有利于管道的灌注。浆体成型试块3天强度已经能够达到技术要求，从侧面说明浆体的各项性能在此流动性能下是没有问题的。通过此次验收试验验证了量产的水泥浆浆体的各项性能能够达到设计要求。且采用此套自主研发的设备能够满足生产需要，其搅拌效果甚佳，单灌制浆时间810分钟，制备出的浆体无需存放，无需静停，直接可以灌注于管道内。在验收试验中，缓凝水泥浆和膨胀水泥浆水灰比W都是在03850395，适当的减小水灰比不会改变浆体的流变性能，且低水灰比使得浆体凝结后更加密实。为保证制浆质量，水泥浆出机温度应控制在【1525】内。夏季制浆时需要加入适量冰水降温。浆体的流动性受浆体出机温度影响较大，当温度高时，流动秒数降低，流动性好，此时可以适当降低水灰比，增加缓凝剂；当温度低时，可适当增加水灰比，减少缓凝剂。验收试验搅拌的膨胀浆在出机后开始膨胀的时间较鉴定试验搅拌的更早，制浆后1H未灌注完的浆体必须报废处理。另外水灰比小，膨胀越大，温度越高，膨胀越大。根据以上几点，得到现场灌浆时浆体配比常规控制缓凝浆膨胀浆C1C1W038039W038039SB006SB004SP42000090010SP4200006INTRAP00080011缓凝浆说明低温时W选用0390，SP420选用0009，常温时W选用0385，SP420选用00095，高温时W选用0380，SP420选用0010，膨胀浆说明低温时W选用0390，SP420选用0005，INTRAP选用0010常温时W选用0385，SP420选用00055，INTRAP选用0009高温时W选用0380，SP420选用0060，INTRAP选用00084、全尺寸灌浆试验全尺寸灌浆试验为模拟现场实际施工环境进行制浆和灌浆试验，目的为更进一步调整浆体配合比，确定性能满足设计要求、且适用于现场孔道灌浆的浆体配合比；同时鉴定和调整理论灌浆方法，保证灌浆后导管内浆体饱满密实。41制浆工艺试验材料、制浆设备、制浆工艺与验收试验一致，基础配合比为验收试验确定的浆体配合比。42灌浆工艺此灌浆工艺是根据设计技术规格书要求，并结合秦山二扩预应力施工经验而初步编制的，需要根据福清核电实际施工情况进一步改进。421制浆和灌浆之间工艺流程水泥浆制备好存入储浆罐，准备灌浆，其工艺流程如图3所示。图3灌浆工艺流程示意图开始泵浆时，K1、K2、K6、阀打开，约13MIN后，打开K3阀，测流动度，合格后关闭K3阀、K6阀，同时打开K4（K5）阀，对孔道进行灌浆，孔道浆体灌满后，关闭K4（K5）阀，打开K6阀，使水泥浆回到储浆罐，接通另一孔道再灌浆。这样，就形成了一个封闭的浆体流动回路，既闭合回路灌浆。闭合回路灌浆能使孔道灌浆连续且节约水泥浆。422灌浆设备采用PH125型灌浆泵，为国产设备，主要性能参数为最大压力35MPA最大流量76L/MIN图4PH125灌浆泵423竖向孔道灌浆竖向孔道浆体为缓凝浆。孔道下部的锚固块上安标准灌浆罩，孔道上部安装能和灌浆罩连接的补浆料斗。在灌浆泵输出端安一块04MPA的压力表，灌浆泵按如下方式调试加载时输出调节到使预应力孔道中浆的流速介于1014M/MIN；灌浆压力（入口处）不能超过1810PA，由入口处的压力检查计控制。竖向灌浆主要有三个阶段，即第一阶段灌注下部盖子，第二阶段灌注孔道，第三阶段重力补浆，如图5所示。4231灌浆步骤第一步各开孔的初始状态A2关闭，A1、A3、B1、B2、B3均打开；A15B1第二步排除灌浆管中的水且流出浆体所测的流动度合格时接好A1、A2；图5竖向孔道灌浆示意图第三步开始以低输出泵入缓凝浆，直至A3处有浆溢出，关闭A3；第四步继续泵浆5S打开A2，以正常泵速（1014M/MIN）同时向A1、A2泵浆；第五步开始计时；第六步重力补浆斗中有浆涌出时，下部（灌浆入口）减速，取样测流动度,流动度合格，则停止计时；第七步继续泵浆至灌满整个补浆斗，且B3处有浆溢出；第八步测B3浆体流动度合格停止泵浆，如B3处测得的流动度小于10S，要将斗中浆体排完，直至出现良好得流动度为止；第九步关闭A1和A2，灌浆完毕。第十步重力补浆重力补浆是上部重力补浆斗在灌浆停止大约8小时（水平及穹顶导管补浆56小时,膨胀浆补浆34小时）内自动发生的。主要原理是水泥浆较水的比重大，故水及悬浮乳液都自动在重力补浆斗的上面，这样就更充分地保证了孔道灌浆的密实度。要求重力补浆装置在灌浆停止1215H内取下，并清理干净，备循环使用（如果长时间不取，补浆斗将报废）。424水平环向孔道灌浆水平环向孔道长约120M，初次灌浆体为缓凝浆，上圆弧形的弦高大于12M处，灌膨胀浆。灌浆泵输出端安一块04MPA压力表，加载时调整孔道浆体流速介于1014M/MIN，孔道浆体入口处安装一块压力表，控制入口处的浆体压力不超过1010PA。4241环向孔道分类环向束的灌浆可区分为三类钢束族，即水平或微弯的钢束（往上弯曲的拱度或往下弯曲的垂度小于或等于12米的）如图6中A所示。往上弯曲的大拱度钢束（12M弦高4M如图C）B）A）55中B所示。往下弯曲的大垂度钢束（12M弦高4M如图5中C所示。图6环向孔道示意图4242灌浆42421水平或微弯的钢束灌浆，灌浆方法为从一端往另外一端灌浆。灌浆步骤为第一步各开孔的初始状态（如图7、图8所示），A1、B2打开，A2、B1关闭。第二步排净灌浆管中的水且流出浆体所测的流动度符合要求，接通A1；第三步开始泵浆，泵速调至图7灌浆入口图第四步当从B2处冒出均质浆时，停止记时，取样测流动度合格，停止泵浆并关闭该孔；第五步A1处接上重力补浆斗，接通B1，开始泵浆，泵速调至1014M/MIN并计时；第六步当A1处重力补浆斗有浆涌出时，取样测流动度，合格后灌满补浆斗，停止泵浆30S，A1B11014M/MIN并计时；A2B2图5查看斗内的浆体标高的稳定性，无明显变化则灌浆完毕；图8水平钢束灌浆示意图第七步关闭B1并拆除输浆管；第八步重力补浆同竖向导管。42423往下弯曲的大垂度钢束灌浆，灌浆方法为从低点灌，向两边分。浆步骤为第一步开孔初始状态（如图7、图9A2A10B2B1所示）A2、B2、O打开，A1、B1关闭并接上重力补浆斗；第二步排净灌浆管中的水且流出浆体所测的流动度符合要求，接通O；第三步开始泵浆，泵速调至1014M/MIN并计时；第四步当浆从A2和B2均有浆冒出时停止计时，并测流动度合格，（A2、B2均要测），图9往下弯曲的钢束灌浆示意图合格后关闭A2、B2；第五步同时打开A1、B1，继续泵浆，当A1、B1处重力补浆斗有浆涌出时，取样测流动度（A1、B1处均要测），合格后灌满补浆斗，停止泵浆30S，查看斗内的浆体标高的稳定性，无明显变化则灌浆完毕；第六步关闭0并拆除灌浆管；第七步重力补浆同竖向导管。42424往上弯曲的大拱度钢束灌浆方法为第一次灌缓凝浆，先从一端灌入，最后分泌的水集中在高处，46小时后用压缩空气将水吹走，第二次灌膨胀浆。灌浆步骤图10往上弯曲的钢束灌浆示意图第一步第一次灌浆为缓凝浆体，各开孔（如图7、图10所示）初始状态除A1、B2外全部关闭，E1、E2处接重力补浆斗；第二步排净灌浆管中的水且流出缓凝浆体所测的流动度符合要求，接通A1；第三步开始泵缓凝浆，泵速调至1014M/MIN并计时；第四步当浆从B2冒出时停止计时，并测流动度，合格后关闭B2，并停止泵浆；第五步灌浆管接通B1，打开B1、E1、E2，关闭A1，从B1处开始泵浆，当E1、E2处重力补浆斗有浆涌出时，取样测流动度（E1、E2处均要测），合格后灌满补浆斗，停止泵浆30S，查看斗内的浆体标高的稳定性，无明显变化则灌浆完毕；图7第六步关闭B1并拆除灌浆管；第七步重力补浆同竖向导管。第八步在初次灌浆结束大约56小时后，在E1与E2之间用0310PA的压缩空气吹浆,先从E1向E2吹,再从E2向E1吹,直至无浆体吹出为止；第九步二次灌浆在初次灌注的水泥浆凝固后，用膨胀浆对E1、E2、E0处的二次灌浆。方法E1、E2处均打开，E0处关闭，排净灌浆管中的水且流出浆体所测的流动度符合要求，接通E1；开始慢速泵浆，当E2处有浆体流出时，取样测流动度，合格则关闭E1、E2并停止泵浆,在E1、E2处接上重力补浆斗；灌浆管接通E0，打开E0、E1E2，并由E0处开始泵浆，当E1、E2处重力补浆斗中有浆冒出时，取样测流动度，合格则关闭E0、E1、E2并停止泵浆，灌浆完毕，重力补浆同竖向导管。5425穹顶孔道灌浆初次灌以缓凝浆，二次灌以膨胀浆。灌浆步骤为第一步初次灌浆，浆体为缓凝浆（如图11、图12所示）。各开孔初始状态除A1、A2外全部关闭，E1、E2处装上重力补浆斗。图8图11穹顶钢束灌浆端口示意图图12穹顶钢束灌浆示意图第二步排净灌浆管中的水且流出浆体所测的流动度符合要求，接通A1、A3；第三步以低输出从A1开始泵浆，至A2有浆溢出，关闭A2；第四步打开A3，同时从A1、A3处以1014公升/分钟的速度泵浆，并开始计时；第五步当B2处有浆冒出时，取样测流动度，合格则关闭B2及A1、A3并停止泵浆和计时；第六步将灌浆管接于B1、B3，打开E1、E2并以低输出从B1泵浆5S；第七步B1泵浆5S后，打开B3并将泵速调至1014M/MIN；第八步当E1、E2有浆冒出，取样测流动度（E1、E2处均要测）合格时停止泵浆。停止泵浆30S，查看斗内的浆体标高的稳定性，无明显变化则灌浆完毕；第九步关闭B1、B3并拆除灌浆管；第十步重力补浆同竖向导管。第十一步吹浆，在初次灌浆结束大约56小时后，在E1与E2之间用0310PA的压缩空气吹浆,先从E1向E2吹,再从E2向E1吹,直至无浆体吹出为止；第十二步二次灌浆在初次灌注的水泥浆凝固后，用膨胀浆对E1、E2、E0处的二次灌浆。灌浆方法为E1、E2处均打开，E0处关闭，排净灌浆管中的水且流出浆体所测的流动度符合要求，接通E1；开始慢速泵浆，当E2处有浆体流出时，取样测流动度，合格则关闭E1、E2并停止泵浆在，在E1、E2处接上重力补浆5斗；灌浆管接通E0，打开E0、E1、E2，并由E0处开始泵浆，当E1、E2处重力补浆斗中有浆冒出时，取样测流动度，合格则关闭E0、E1、E2并停止泵浆，灌浆完毕，重力补浆同竖向导管。46全尺寸灌浆试验福清核电1、2号机组全尺寸灌浆试验包含了2根2环向钢束、2跟穹顶钢束和2跟20米高标准竖向钢束。在现场搭设脚手架作为试验操作架（见图13），钢束按照实体同尺寸安装，按实体施工工艺进行钢绞线穿束（环向和穹顶为19根、竖向为36根）和安装锚夹具及灌浆罩。图13全尺寸灌浆试验操作架为了节约成本，避免因试验失败导致材料大量浪费，原计划将灌浆试验分若干次进行，而实际上大的试验只进行了两次，第二次试验就取得了圆满成功。461第一次灌浆试验经验总结考虑到各方面的制约因素，如人员操作技能熟练程度和配合默契度、新设备第一次使用等，第一次试验对象选取了灌浆工艺相对简单的穹顶和竖向钢束，具体数量为1根穹顶钢束和2根竖向钢束，试验分三阶段进行，第一阶段为缓凝浆灌注试验，三天后进行第二阶段膨胀浆灌注试验，第三阶段为第二阶段7天后的切片检查。试验经验总结如下4611环境温度问题福清地处亚热带区域，夏季太阳光线强，照射时间长，环境温度高，白天导管内最高温度近45，不满足设计规定的灌浆环境温度要求（小于30）。解决方案试验时间改在晚上进行，试验前先测量导管内温度，如温度过高则在导管外部淋水降温。4612浆体温度和流动度问题第一罐缓凝浆配合比为水泥水减水剂缓凝剂10385006001，浆体出机温度为235，流动度为96S，此流动度虽然满足设计要求的913S，但是还是显得过少。解决方案从第二罐浆体时将水灰比调整为038，同时拌合水中增大了冰水比例，浆体流动度达到了107S左右，出机温度为21左右。4613灌浆时流动度损失问题导管入口处和出口处浆体流动度相差较大，基本上出口处流动度比入口处小1S左右，如第一根竖向导管所用浆体主要为第一罐搅拌的浆体，入口处流动度为96S，出口流动度仅为84S，不满足设计要求。分析原因为一是钢绞线防腐采用的是水溶性油脂，钢绞线穿入导管后，其表面或多或少附着有油脂，灌浆时油脂混入浆体中导致了浆体流动度减小；二是导管两端用灌浆帽密封，管内空气白天经太阳暴晒，而晚上管外温度降低致使管内壁形成冷凝水。解决措施一是适当浆体水灰比或减小减水剂用量，提高浆体出机流动度；二是灌浆前打开两端灌浆帽，用高压气流吹空管内冷凝水。4614浆体沉淀问题浆体在储浆桶中储存时间过长（超过1小时），会在桶底形成一层沉淀层，影响浆体和性能和灌浆泵吸浆。解决措施在浆体储存时间超过半小时后，每隔半小时用人工或机械对浆体进行23分钟的二次搅拌。4615起拱处吹浆问题切片检查后发现穹顶二次灌浆孔两侧都存在一长约半米，深10MM孔穴。原因分析吹浆时压缩空气排入过猛，导致高压空气直接穿过浆体在导管底部形成气流层，当高压气流减缓时，部分气体被密封在浆体中形成气泡。详见图14图14气泡形成示意图解决措施吹气方式修改，将原来的从一端二次灌浆口向另一端吹气的方式修改为从中间最高点排气口向两边二次灌浆口同时吹气；降低气流强度，缓慢加压和降压。4616浆体不明杂物问题浆体在储浆罐中放置一段时间后，浆体表面形成一层乳白色杂物膜，干燥后为乳白色粉末，影响浆体外观和硬化后强度，如图15。图15浆体硬化后表面粉末状物质原因分析水泥水化产生的氢氧化钙随水分迁移到表面，水分蒸发后氢氧化钙析出，然后与空气中二氧化碳反应生成碳酸钙。解决措施减小水灰比或适当降低减水剂参量，提高浆体流动度，增大浆体稠度，减小浆体孔隙，减慢氢氧化钙析出速度；适当降低缓凝剂参量，稍微减小浆体初凝时间，减小氢氧化钙析出时间；适当掺加粉煤灰等活性材料，因为粉煤灰中含活性氧化硅，能够与水泥水化产生的氢氧化钙发生二次反应（也称作火山灰反应）生成不溶性硅酸钙凝胶，这样就将氢氧化钙固定了。与此同时，二次反应产物能够堵塞水泥浆体的部分孔隙，降低渗透性，进一步防止或减少氢氧化钙和可溶性无机盐的迁移。4617浆体泌水严重浆体灌入导管后，泌水量大，远远超过验收试验时浆体泌水量，浆体渗析率达到了7左右。原因分析导管内温度较高，导致浆体温度升高，高于验收试验时浆体温度，导致浆体泌水加快、增多；钢绞线上附着的水溶性油脂混入浆体，影响浆体性能，导致泌水量增大；解决措施降低孔道内温度，防止浆体灌注后过快升温，影响浆体性能；适当降低水灰比或降低减水剂参量，减小浆体中自由水含量；适当降低缓凝剂参量，加快浆体硬化，减小泌水时间，从而减小泌水量。4618结合4616、4617条问题解决措施中关于降低水灰比和调整外加剂参量的措施方案，对浆体配合批进行了调整，水灰比降低至03800385，同时对外加剂参量进行了调整由于SP420兼有减水和缓凝作用，经过多次试验，对SP420参量进行了调整，缓凝浆体中SP420参量由原配合比的091调整至07，膨胀浆中SP42OSP420参量由原配合比的06调整至05；博特外加剂参量不改变。462第二次灌浆试验在总结分析第一次灌浆试验的失败经验，对提出的解决措施进行了多次试验验证，确定了其合理可行性的基础上。替换了第一次灌浆失败的穹顶钢束，重新组织进行了第二次灌浆试验。4621采用浆体配合比分别为缓凝浆水泥水减水剂缓凝剂103850060007膨胀浆水泥水减水剂缓凝剂膨胀剂1038500400050011；浆体性能提