2025风电工程用超高性能灌浆材料应用技术规范

总则1.0.1近年来我国正大力发展清洁能源建设，风电资源作为清洁能源的代表得到了重点开发，它是推动技术进步和产业升级的重要力量，对增加能源供应、改善能源结构、保障能源安全、保护环境具有重要的作用。根据全球风能理事会发布的近三年全球风电行业报告中的数据分析，不论从新增装机容量还是累计装机容量，不论是陆上风电还是海上风电，中国继续保持全球最大风电市场的行业地位。如此规模的风电建设市场对所用材料的需求也是十分巨大的。为规范产品质量、正确选型和知道施工，达到安全适用、技术先进、经济合理、保证质量、方便施工，特制定本规范。1.0.2本规范适用于陆上风电场工程风电机组基础灌浆，以及海上风电场工程导管架与桩基础连接灌浆和高桩承台基础混凝土与上锚板之间灌浆工程的设计、施工、质量检测与验收。风电场建设中其他使用到超高性能灌浆材料的工程可参照本规范。1.0.3风电工程用超高性能灌浆材料的应用尚应符合国家现行标准《水泥基灌浆材料应用技术规范》GB/T50448、《海上风力发电工程施工规范》GB/T50571、《风力发电工程施工与验收规范》GB/T51121、《海上风电场工程风电机组基础设计规范》NB/T10105、《陆上风电场工程风电机组基础设计规范》NB/T10311、《海上风电场工程施工安全技术规范》NB/T10393、《陆上风电场工程风电机组基础施工规范》NB/T10906、《水泥基灌浆材料》JC/T986等的规定。

2术语和符号2.1术语2.1.1~2.1.4本规范中风电工程用超高性能灌浆材料指的是用于陆上风电场工程风电机组与基础连接，海上风电场工程风机导管架与桩基础连接以及高桩承台基础混凝土与上锚板之间连接的超高性能灌浆材料，主要起到传递设备荷载的作用。2.1.3海上风电场工程导管架与桩基础连接灌浆按连接形式可分为钢管桩置于导管架套管内侧（内插式）和钢管桩置于导管架插尖外侧（外套式）两种结构。对于钢管桩置于导管架插尖外侧的结构形式，还可按施工方式分为后桩法和先桩法两种结构。2.1.5为确保海上风电工程中导管架灌浆施工万无一失，所用灌浆材料需进行1:1的足尺原型试验。试验模型断面直径尺寸应结合海上风电导管架的常用结构型式进行设计，并编制满足使用工况要求的试验方案，经设计院审核同意后开展试验。试验通过模拟导管架环形空间内筒工况条件以及海上施工时的水下灌浆环境，对灌浆材料的施工性能和达到28d龄期的导管架灌浆连接段的轴向承载力进行验证性检测，确保灌浆材料的各项性能满足使用要求。2.2符号设计单位用于力学验算的风电工程用超高性能灌浆材料标准抗压强度通常为Φ150mm×300mm圆柱体试件。

3基本规定3.0.1风电工程用超高性能灌浆材料可用于陆上风电场工程和海上风电场工程，目前陆上风电场工程中的主要应用场景为风电机组基础灌浆，海上风电场工程中的主要应用场景为风机导管架与桩基础连接处灌浆、高桩承台基础混凝土与上锚板之间的灌浆等。其他未明确写入本规范应用场景的风电灌浆施工，可参照本规范进行设计、施工和验收。3.0.2风电工程用超高性能灌浆材料应符合中国电力企业联合会标准《风电工程用超高性能灌浆材料》T/CECXXXXX的规定，该材料标准主要技术要求如下：表3.1细度项目技术指标细度，4.75mm筛筛余百分率%0表3.2流动度项目技术指标Ⅱ类Ⅲ类流动度mm初始值≥340≥29030min保留值≥310≥26060min保留值≥260≥230注：低温型风电工程用超高性能灌浆材料不做流动度60min保留值要求。表3.3抗压强度项目技术指标A90A100A110A120A130A140抗压强度MPa1d≥30≥40≥45≥50≥55≥603d≥50≥60≥65≥70≥80≥9028d≥90≥100≥110≥120≥130≥140注：低温型风电工程用超高性能灌浆材料的1d和3d抗压强度指标是指在低温环境中养护1d和3d后的抗压强度，28d抗压强度指标是指在低温环境中养护7d再转标准条件养护21d后的抗压强度。表3.4其他性能项目技术指标L类H类氯离子含量%≤0.06泌水率%0竖向膨胀率%3h0.02~2.0024h与3h的膨胀值之差0.01~0.5072h与24h的膨胀值之差≥0干燥收缩%≥-0.03且≤0.05——电通量C——≤700注：－表示收缩。风电工程用超高性能灌浆材料的设计选型应根据应用场景选择L类或H类，根据其施工环境温度选择常温型或低温型，最后再根据其所受荷载选定抗压强度等级，根据其施工工况选定其流动度类别。为加强对风电工程用超高性能灌浆材料的质量控制，特在中电联标准《风电工程用超高性能灌浆材料》T/CECXXXXX中对其所用水泥、矿物掺合料、骨料、减水剂、钢纤维等原材料提出质量要求。风电场工程用超高性能灌浆材料流动度分类主要参考了国家标准《水泥基灌浆材料应用技术规范》，延用了灌浆材料国标中Ⅱ类和Ⅲ类的分类标号。同时，结合海上风电场工程用超高性能灌浆材料施工要求，加入了流动度60min保留值的要求。为提高风电工程用超高性能灌浆材料的质量控制，特在中电联标准《风电工程用超高性能灌浆材料》T/CECXXXXX中对加入了72h与24h的膨胀值之差的竖向膨胀率要求和干燥收缩的技术要求。干燥收缩下限设定为-0.03表示风电工程用超高性能灌浆材料干燥收缩的最大值为300微应变。这两个参数指标的确定，可以提高风电工程用超高性能灌浆材料的收缩膨胀性能，进而提高风电工程用超高性能灌浆材料硬化体的抗开裂性能，有助于提升本行业技术水平。风电工程用超高性能灌浆材料性能指标中泌水率试验方法与灌浆材料国标规定的不一致，主要出于试验便利性考虑。灌浆材料国标中泌水率是参照现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB50080-2016中混凝土泌水率的测试方法进行，该方法一次性使用材料量为15L，不便于灌浆料试验的操作。本规范泌水率测试参照现行国家标准《预应力孔道灌浆剂》GB/T25182中测试方法，即将搅拌均匀的风电灌浆料浆体倒入1000ml量筒（或等效容器）中，观察3h后浆体顶部的泌水情况。当有明确设计要求时，可按现行国家标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082中混凝土抗压疲劳变形试验方法测试风电工程用超高性能灌浆材料抗压疲劳性能，一般风电工程用超高性能灌浆材料在经过200万次抗压疲劳试验后，试件外观应无裂纹、断裂等破坏现象。3.0.4风电工程用超高性能灌浆材料施工技术方案应包含灌浆施工总体方案及施工总平面图，施工机械或设备，灌浆工艺流程，灌浆过程监测和特殊情况下的处理措施，施工作业计划和劳动力组织计划，机械设备、备件、工具、材料供应计划，质量、职业健康、安全、环境保证措施等内容。

4设计4.0.1~4.0.2本条参考现行行业标准《陆上风电场工程风电机组基础设计规范》NB/T10311和《海上风电场工程风电机组基础设计规范》NB/T10105制定。1陆上风电场工程按超高性能灌浆材料与混凝土的相对位置关系，可分为外凸式灌浆和内嵌式灌浆。灌浆示意图见图4.1.1。a）外凸式灌浆b）内嵌式灌浆图4.1.1陆上风电场工程风电机组基础灌浆示意图2陆上风电场工程风电机组基础灌浆应按要求进行防水、防腐设计。当设备厂家无特殊要求时，应至少将灌浆层与设备底板、混凝土的接触缝隙处填充耐候防水密封胶，并将灌浆层外露表面刷涂防腐涂层。3海上风电场工程导管架与桩基础灌浆连接按其连接方式可划分为内插式灌浆连接和外套式灌浆连接。灌浆连接示意图见图4.1.2。a）内插式灌浆连接b）外套式灌浆连接图4.1.2海上风电场工程导管架与桩基础连接灌浆结构示意图2海上风电场工程导管架与桩基础连接灌浆按灌浆体受力方式可以划分为设置剪力键灌浆结构和不设置剪力键灌浆结构，圆柱形灌浆连接结构应设置剪力键。3海上风电场工程导管架与桩基础连接灌浆设计应考虑潮位、波浪、泥沙、温度和湿度等环境条件对灌浆连接的影响。4.0.5风电工程用超高性能灌浆材料的设计目前主要参考《陆上风电场工程风电机组基础设计规范》NB/T10311和《海上风电场工程风电机组基础设计规范》NB/T10105，这两本设计标准编制过程中关于灌浆材料的力学计算等内容主要参照了DNV标准-《DesignofOffshoreWindTurbineStructures》DNV-OS-J101，其中规定了灌浆材料采用Φ150mm×300mm圆柱体试件的抗压强度作为标准抗压强度来进行计算。而目前国内灌浆材料行业所有标准中均采用40mm×40mm×160mm的棱柱体试件和100mm×100mm×100mm的立方体试件进行抗压强度试件的成型，这就导致国内风电工程用超高性能灌浆材料的工程应用和设计出现了脱节。针对上述行业现状，本规范验证试件设计了Φ150mm×300mm圆柱体、100mm×100mm×100mm立方体和40mm×40mm×160mm棱柱体三种不同尺寸形状的抗压强度试验，得到了以40mm×40mm×160mm棱柱体试件为基准的其余各尺寸试件相较其的抗压强度换算系数推荐值。掺加钢纤维的风电工程用超高性能灌浆材料的抗压强度换算系数受材料配方设计中钢纤维掺量的影响很大，应由生产厂家根据具体验证试验结果提供。4.0.6结合目前陆上风电场工程施工实际现状，特提出抗压强度等级A130及以下的常温型陆上风电场工程用超高性能灌浆材料均要求用Ⅱ类流动度设计。抗压强度等级A140及以商的常温型陆上风电场工程用超高性能灌浆材料可放宽至Ⅲ类流动度设计。陆上风电场工程中应用到的低温型超高性能灌浆材料产品，基于环境因素和施工工况的考虑，提出抗压强度等级A100以下的低温型陆上风电场工程用超高性能灌浆材料要求用Ⅱ类流动度设计，抗压强度等级A100及以上的低温型陆上风电场工程用超高性能灌浆材料可放宽至Ⅲ类流动度设计，且低温型陆上风电场工程用超高性能灌浆材料不做流动度60min保留值的要求。海上风电场工程中的一次性灌浆量相对于陆上风电场工程要大得多，其灌浆施工也要求使用专业制浆灌浆设备，因此对海上风电场工程用超高性能灌浆材料的流动度要求放宽至Ⅲ类设计。4.0.7海上风电场工程用超高性能灌浆材料服役环境面临着高温、高湿和高盐等腐蚀因素，为提高灌浆材料耐久性能，故规定不得掺加钢纤维。

5施工5.1一般规定5.1.2海上风电场工程灌浆施工应编制专项施工方案。专项施工方案应主要包括下列内容:1灌浆施工总体方案及施工总平面图。2施工机械或设备，包括灌浆系统、吊机、发电机等。3施工工艺及措施，包括灌浆管路、灌浆封堵器、灌浆工艺流程、灌浆过程监测和特殊情况下的处理措施。4施工作业计划和劳动力组织计划。5机械设备、备件、工具、材料供应计划。6质量、职业健康、安全、环境保证措施。5.1.3风电工程灌浆施工宜选择早晨、傍晚或凌晨等气温较低时段进行。5.2施工准备5.2.5封堵器是一种用于防止灌浆泄漏的产品，导管架水下灌浆通常均需要封堵器。灌浆封堵器主要形式有主动式和被动式。主动式封堵器以气囊式为代表，被动式封堵器以机械式为代表，自封闭式封堵器介于主动和被动之间。封堵器产品的正确选型和使用细节决定灌浆效果，封堵器产品使用应在封堵器厂家指导下完成。先桩法内插式导管架基础结构宜选用被动式封堵器，后桩法导管架宜选用被动式封堵器或自封闭式封堵器，裙桩套筒导管架宜选用主动式封堵器或自封闭式封堵器。灌浆封堵器通常被安装在灌浆部位的底部，沿钢管一圈进行螺栓固定。根据大量工程实践经验，封堵器设置在注浆口以下0.5m处。5.2.6海上风电灌浆料通常是用水量小、浆体黏度大的特殊材料，需要在有限作业窗口内完成灌浆，采用强制式立轴搅拌机的搅拌效果较好，效率高。目前国内外海上风电灌浆施工，通常采用吨袋包装的灌浆材料产品，并采用一体化灌浆系统。正常作业时两台搅拌机配合一台灌浆泵，同时配备用灌浆泵应急。灌浆设备功效能力需满足特定项目结构灌浆技术要求、施工窗口期和工况条件要求。灌浆软管越细自重越轻，施工越方便，但灌浆软管越细、越长，灌浆施工堵管风险越大，施工单位需要根据材料特性、工程经验选择软管，以降低灌浆施工过程中发生堵管和爆管的风险。5.3陆上风电场工程灌浆施工5.3.2陆上风电场工程用超高性能灌浆材料宜采用专用设备进行制浆和灌浆，并应尽量缩短灌浆时间。5.3.3陆上风电场工程用超高性能灌浆材料施工时，应按照规定要求的用水量拌和，现场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。5.3.8陆上风电场工程风电机组基础灌浆硬化后，较常出现裂纹现象，目前没有出现裂纹妨碍使用的工程实例，但裂纹影响美观。陆上风电场工程风电机组基础灌浆形式为外凸式灌浆时，灌浆完毕后，在后期塔筒吊装至上锚板施加荷载后，灌浆材料硬化体从上锚板边缘至底部外缘部分可能会出现沿45°斜角自行脱落的现象，应在新产生的45°斜面上及时刷涂防腐涂层。5.3.9~5.3.10参照现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204和现行行业标准《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T104的相关规定编写。5.4海上风电场工程灌浆施工5.4.1海上风电场工程