早强系列混凝土在设备维修中的应用

早强系列混凝土在设备维修中的应用

王晓鹏武远东

中铝万成山东建设有限公司山东淄博255052

摘要：有色生产设备运行过程中任何系统都可以想象成由一连串的环构成，环环相扣，整个系统的强度就取决于其中最弱的一环。设备检修技术要可以使设备全速运转、有较短的停机维修时间、无计划外的事故、生产高质量的产品以及最少的维修成本；检修过程采用科学的早强系列混凝土新技术进行检修，大大缩短施工工期，增加设备生产时间，产生显著的综合效应。

关键词：早强；修复；混凝土

设备基础是支承和固定冶金工厂设备的结构体，其主要任务是将设备可靠地固定设备基础的相应部位上，将设备的恒荷载、活荷载和设备动荷载传给地基，承受设备重量、振动力、动力，并把这些力传递到土壤中去。大中型设备需要安装在钢筋混凝土台或钢制台基础上，有时还需要制造出埋设安装设备的底脚螺栓的孔，设备通过地脚螺栓与设备基础连接固定。

基础浇灌时，预先留出安装地脚螺栓的孔（即预留孔），在设备安装时将地脚螺栓放入孔内，再灌入混凝土或水泥砂浆，使地脚螺栓固定，这种方法称为二次灌浆。

设备基础的二次灌浆是为了保障工程的达标度，在施工当中很多时候是不可能一次就能达到标准设备接触面的密实度及水平等精度要求，需要二次设备基础灌浆。设备灌浆是为了承载重量的作用，二次灌浆层可以加固承重作用，固定底层垫铁，同样起到防腐蚀作用。

设备运转中砼基础的累积变动，使得砼基础产生不均匀下沉，比如磨机主轴瓦的磨损以及磨机的水平度超过允许范围，整个传动部位发生振动，影响磨机的正常运行，会在运行时使地脚螺栓受到横向载荷，设备基础的二次灌浆破坏造成地脚螺栓的疲劳损伤造成设备地脚螺栓断裂问题使设备运行出现了不稳定的情况。

在检修中特别是关键设备往往要求施工工期尽量缩短，增加设备生产时间，如何在尽量短的时间内处理完成地脚螺栓修复；选择灌注材料；完成二次混凝土灌注；达到使用强度成为关键问题。

1、基层、二次灌浆模板支护

在施工时，必须把螺栓表面的油污、铁锈、泥土等清除干净，地脚孔也要消除干净。基层处理对于混凝土裂缝，用小锤及钢钎沿裂缝凿成宽：3cm左右深的凹形槽利用压缩风和钢刷将槽内的浮渣碎屑吹干净，表面松散的混凝土并剔除，把表面的粉尘吹干净。基层、二次灌浆模板支护如下图：

2、二次灌浆材料的选择

地脚螺栓孔和二次灌浆灌注材料施工灌注后的早期强度决定着这次检修缩短施工工期，增加设备生产时间的成败，以下列举几种常用的早强、高强灌注材料的特点及应用。

2.1硫磺砂浆：

高强度硫磺砂浆是指硫磺加热到一定温度时，将石英砂及石英粉按一定比例配合，形成的一种新型热塑性材料。

2.1.1硫磺

硫磺是硫磺砂浆的胶粘剂，通常的硫磺分为纯硫磺和改性硫磺。

纯硫磺在熔融、冷却、凝固过程中，在冷热交替及干燥环境中结构极易破坏。为了防止和减少单斜硫转变为斜方硫，在硫磺中加入少量的聚硫橡胶形成硫磺胶泥，它的耐热稳定性、粘结强度及其冲击性能均有大幅度提高。

2.1.2石英粉

在硫磺砂浆中，掺入一定量的耐酸粉料石英粉，可以提高硫磺的耐酸性，增加强度，改善其他性质，如可燃性等，减少体积收缩。质量要求：耐酸率不小于95%，含水率不大于0.5%，使用前必须烘干。

2.1.3石英砂

要求耐酸率不抵于94%，含水率小于0.5%，含泥量不大于1%，使用前需烘干脱水。

2.1.4硫磺砂浆的性能

硫磺砂浆在不到一天的时间内，就可达到100%的抗拉强度，其主要原因是因为硫磺的硬化是冷却时的固化过程和普通混凝土的水化硬化有本质的区别。大量的试验资料表明，当温度在20~80。C范围时，膨胀值上升平缓，但超过80。C特别是90。C时，其膨胀值将直线上升，开始由斜方体（固态）向单斜体或液态的斜方体变化，硫磺砂浆出现明显的软化。

2.2环氧树脂砂浆

环氧树脂砂浆的性质：环氧树脂砂浆是以环氧树脂为基料，按一定比例加入增韧剂、硬化剂和填料所组成。具有高强度、快硬、粘结力强、不溶于任何溶剂和优良的化学稳定性。

2.2.1环氧树脂：

选择分析纯的6101型环氧树脂。

2.2.2固化剂：

选择乙二胺，比重为0.8994，有较强的固化作用，较大的挥发性，固化时大量放热。

2.2.3增塑剂：

选择二丁脂，起塑化作用。比重为1.045，沸点为335～340°C，不溶于水，易挥发。

2.2.4环氧树脂砂浆性能

环氧树脂是一种无定形粘稠液体，没有明显的熔点，受热变软，逐渐熔化而发粘，不溶于水。在树脂内加入适宜适量的固化剂时，能配制出在常温下正常固化的树脂砂浆，固化后具有可使用的物理力学性能。

使用环氧树脂粘结的地脚螺栓具有良好的抗压、抗拉强度，具有高的抗拔能力钢材和混凝土有良好的粘结强度，环氧树脂砂浆粘结长度只需10倍以上螺栓直径，蒸汽加热24h后投入运行，承受设备运转时产生的各种载荷。

配制混合料时砂石子必须洁净干燥、烘干，乙二胺加入后尽可能立即施工，以防环氧固结。环氧树脂基液和混合料一次不能配制太多视拌制工作量，混合料配制完成到使用完毕时间不应超过两小时。

2.3灌浆料

2.3.1灌浆料性能

灌浆料是以高强度材料作为骨料，是一种高性能聚合物改性水泥基灌浆材料，以水泥作为结合剂，辅以高流态、微膨胀、防离析等物质配制而成。它在施工现场加人一定量的水，搅拌均匀后即可使用。均匀地承受设备的全部荷载，从而满足各种机械的安装要求。灌浆料特点；

1、早强、高强：一天强度最高可达60MPa以上，设备安装完毕一天后即可运行生产。

2、自流态：现场只需加水搅拌后，直接灌入设备基础，不需震捣便可填充设备基础的全部空隙。

3、微膨胀：以保证设备与基础之间紧密接触。

4、无锈蚀作用：对钢筋、钢板等无锈蚀危害。

5、抗油渗：在机油中浸泡30天后其强度比浸油前提高10%以上。

2.3.2施工技术

根据设备基础实际灌浆用量拌制浆料，灌浆料水胶比控制在0.165～0.172，机械拌制时，先将灌浆料倒入搅拌机内，边搅拌边加水，施工中应边灌浆边搅拌。并每个支座应一次连续灌注完成，灌浆料不能先拌制停放。在常温下（温度在20℃左右），应在加水搅拌开始计时30min内完成灌浆，在高温下（温度在35℃左右），应在加水搅拌开始计时20min内完成灌浆。

2.3.3灌浆：

灌浆时须从一侧灌入，不允许同时有两个及以上的灌浆入口。在出现多个灌浆口时容易造成浆体存在空气夹层，条件允许时，可先灌注螺栓孔至与基础表面平齐，然后从一侧灌浆直至完成。灌注过程中，主要靠浆体初始流动度达到自密实。

2.4植筋胶和灌浆料配合

2.4.1建筑植筋胶性能

SHB-环氧建筑植筋胶系A、B双组分改性环氧类结构胶。具有较好的抗焊性、阻燃性、密封性、施工简便、材料成本经济、施工方便等特点。

2.4.2种植钢筋、螺杆施工要点

按规定钻孔→用毛刷和气筒清孔→将A、B组分分别搅拌均匀→按比例配制SHB环氧建筑结构胶充分搅拌混合→用专用工具将胶液注入孔中→将螺杆旋转入孔中→固化→质量检验

2.4.3植筋胶植筋的施工方法

钻孔内注完胶后，把经除锈处理过的钢筋立即放入孔口，然后慢慢单向旋入，不可中途逆向反转，直至地脚螺栓伸入孔底。配合灌浆料二次灌浆，设备安装完毕一天后即可运行生产。

2.4.4二次灌浆

用灌浆料配合二次灌浆。灌浆时，应从一侧或相邻的两侧多点进行灌浆，直至从另一侧溢出为止，以利于灌浆过程中的排气。不得从四侧同时进行灌浆；灌浆开始后，必须连续进行，不能间断，并尽可能缩短灌浆时间；在灌浆后3-6小时后用抹刀将灌浆层表面压光；灌浆料的搅拌应采用机械搅拌方式，以保证灌浆施工。

3、结束语

在检修中积极采用新工艺、新技术、新设备和新材料，把一些好的施工工艺和创新技术进行总结，做到技术先进，设计合理，施工过程控制严，工程质量好，在检修、技改中更换、浇灌地脚螺栓，按常规至少要停产3～4天，采取上述新技术用于地脚螺栓的浇灌、二次浇灌，经8-16h左右的凝固，就能投入生产，缩短施工工期；增加设备生产时间，大大减少停产时间；提高服务用户的经济效益。

参考文献

1.《有色设备》《浅谈有色设备的维修性设计》程维萍1，武远东2，2012年第6期

2.《公路》《高强度硫磺砂浆的配制及应用》曹剑波.2002，（2）.

3.《江西化工》《环氧树脂砂浆及其应用》陈建斌，2005，

4.《广东建材》《填料物理性质对环氧树脂砂浆性能的影响》陈钊庭郭文瑛黎华朝郭伟杨医博，2010