1.2 灌浆材料

目前，风机基础与桩基通常采用灌浆进行连接，一方面减少焊接带来的应力集中；另一方面还可以起到调平的作用。灌浆材料根据灌浆连接段分析结果可选择用普通水泥浆与高强灌浆材料等。

1．普通水泥浆

普通水泥浆灌浆价格低、材料易得，在海洋石油工程中得到广泛应用，但普通水泥浆体易收缩，抗压强度和黏结强度较低。

2．高强灌浆材料

与普通水泥浆相比，高强灌浆材料是一种含收缩补偿技术的水泥类灌浆，当与水混合时，可形成均匀、可流动且可泵送的灌浆料。针对海上风机基础灌浆的特殊需求和特殊施工方法，高强灌浆料需要具备大流动性、抗离析可靠性和稳定性、高早期强度、高最终强度、高弹性模量、高体积稳定性、高抗疲劳性能、低水化热等特点。其详细特点如下所述：

（1）密度。高强灌浆料的密度一般为2300～2450kg/m3。

（2）含气率。灌浆料中气体含量一般要求不大于4%。

（3）零泌水率。高强灌浆料的泌水率要求为零。

（4）大流动性。流动性反映了灌浆料的施工性能，在无任何冲击的情况下，灌浆料初始流动度大于290mm,30min后的流动度大于260mm,60min后的流动度大于230mm，并且灌浆料无泌水和分层。特殊的级配砂和特别的流动性及低摩擦力可增加泵的输出量，减少泵压力和磨损，缩短安装时间并降低安装成本。

（5）高早期强度。基础灌浆完成后，为了确保基础在海洋环境作用下不发生偏移，保证灌浆连接的长期稳定性，高早期强度显得十分重要。在20℃的环境下，24h抗压强度可达40MPa及以上，故可快速让设备恢复到运行状态并可拆除临时支撑物。在2℃的环境下，24h强度也大于3MPa，即保证在非常严酷的环境下也能进行灌浆施工。

（6）超高最终强度。灌浆连接是传力的关键部位，风电机组运行过程中，灌浆材料的最终强度也是一个重要参数。在20℃的环境下，28d抗压强度可达120MPa及以上。

（7）高抗疲劳性能。抗疲劳性能是指材料抵抗承受循环荷载作用的能力。当材料不断承受加载和卸载时，疲劳逐渐发生，要保证在风电机组运行期内不发生疲劳破坏。

（8）良好的抗离析性能。灌浆料具有可靠和稳定的抗离析性能，不产生离析或泌水，确保始终如一的物理性能，可靠的抗离析性能可防止泵堵塞，在水下灌浆时浆体不会被冲掉，可进行长距离和大高度泵送。

（9）高体积稳定性。材料体积的变化会影响基础结构与风电机组的使用寿命。灌浆连接需传递并吸收从上部结构中产生的所有荷载，灌浆料的干收缩率、自收缩率、膨胀或任何其他型式的体积不稳定性都对基础结构与风电机组的寿命有不利影响。

（10）低水化热。水化热会在浆体内引起较大的温度应力，使浆体表面产生裂缝，严重影响灌浆材料的强度与灌浆连接的性能。因此，高强灌浆材料要求低水化热。

灌浆材料的性能指标很多，除上述指标外，还有凝结时间、弹性模量、竖向膨胀率等。

在实际施工中，浆体是由灌浆干料与水混合搅拌而成，用水量是影响以上各项性能一个非常重要的参数；另外一个影响灌浆材料性能的是温度，实际施工中，在不同温度下，灌浆材料的各项性能指标均有所变化。

海上风电场建设还有其他灌浆材料的使用，如重力式基础的底板灌浆采用低强度灌浆材料，这种灌浆材料与常规的海工水泥砂浆差异不大。