預應力孔道真空吸漿施工工藝探討
2017-05-15
1 概述
后張預應力混凝土結構中，混合料配置和施工技術措施不當，會導致預應力筋腐蝕，其中，混合料配合比是關系混凝土質量的一個關鍵因素。配合比的合理性關系灰漿強度的形成效果，也與灌漿的密實度有緊密聯(lián)系。按照傳統(tǒng)的技術措施，工程部多采用壓力灌漿，但漿體本身及技術措施都比較局限。比如，漿液帶氣泡。存積氣泡的部位在漿體硬化后會成為滲水的氣孔，使部分構件甚至整體結構遭到破壞。另一方面，在寒冷的北方地區(qū)，積水會在低溫環(huán)境中結冰，使構件出現(xiàn)凍裂病害，嚴重時引發(fā)更嚴重的質量事故。另外，極易離析、析水的水泥漿干硬后收縮，析水會出現(xiàn)氣孔，影響構件強度的形成，降低其粘結性，進而威脅整體構件的安全性能?，F(xiàn)階段，施工部常采用平直束、彎束等技術措施來布設預應力筋。另外，在預應力結構施工中，須重點關注結構的耐久性和安全性，滿足預應力筋防腐的要求，國內比較推崇真空吸漿技術措施。為增進業(yè)界對該工藝流程的進一步了解和掌握，筆者現(xiàn)針對真空吸漿工藝進行如下探討。
2 灌漿漿體配比設計及試驗
2.1 配制的基本原則
?、賰?yōu)化灰漿配合比，合理控制水灰比，減少孔隙量及泌水現(xiàn)象，避免混合料離析。②灰漿硬化過程中降低孔隙率，避免積水下滲破壞結構穩(wěn)定性。③混合料硬化時極易收縮變形，實際施工中應該控制收縮變形，必要時給予補償，以防構件開裂。預應力灌漿所采用的高性能灰漿相較于普通灰漿來說，低水灰比與多成分是原材料配比上的主要差異。這主要是為了提高灰漿的密實度，調整灰漿性能，確?；旌狭蠌姸燃澳途眯赃_到設計要求。
2.2 漿體特性要求及對應配比試驗
?、倭鲃有裕喊韬秃?，混合料的流動度應在30～50s之間。流動度的測定可借助流錐儀來完成。試驗證明，配比不同于水灰比，流動度也呈現(xiàn)不同的結果。一般情況下，混合料的流動度隨著水灰比的增大而逐漸提高。②水灰比：通常控制在0.3～0.4之間。③泌水性：泌水性不超過水泥漿初始體積的2%；4次連續(xù)測試的差值不超過1%；拌和后24小時漿液的泌水可吸收。用玻璃量筒裝拌和好的漿液，輕微震蕩，用玻璃板加蓋以防水分散失。在室溫下靜置地后測定其泌水性。④初凝時間：3小時。⑤體積變化率：在0～2%之間。⑥強度：7d齡期強度超過40MPa。
?、邼{體對鋼絞線無腐蝕作用。根據(jù)實驗室試配結果，選取水灰比為0.33和0.36的配比進行現(xiàn)場試拌試壓：a水灰比0.33時現(xiàn)場測定平均稠度55s，且在不停攪拌的情況下及易沉淀，壓漿時壓漿機壓力偏大，均在0.8Mpa以上。b水灰比0.36時現(xiàn)場測定平均稠度43s，壓漿順利，平均用時1min，在出漿口測定稠度40s，膨脹梁1.2%，取樣試件7天強度43.4Mpa。
根據(jù)試壓結果決定選取水灰比0.36的配比進行施工。
3 真空吸漿施工工藝
3.1 各項裝置的布置如圖1所示
3.2 預應力筋成孔管材
采用塑料波紋管成孔。相較于金屬波紋管而言，塑料波紋管耐腐蝕，密封性更好，而且在使用的過程中不易破損，可以更好的保護預應力筋，但造價較高。
3.3 主要施工設備
2m3/min排量的SZ-2水環(huán)式真空吸漿泵；15kg左右秤；灌漿泵和灰漿攪拌機；真空壓力表；1根高壓橡膠管。
3.4 施工步驟
3.4.1 準備工作
檢查現(xiàn)場施工所需材料、機械是否齊全；檢查水電供應是否到位；漿體材料用配方秤量。另外，在開工前先將一部分減水劑溶水備用。一切準備就緒后參考圖1連接各部件。
3.4.2 試抽真空
關閉排氣閥和灌漿閥，打開抽真空閥；真空泵試運行，對管內的真空度（即真空壓力表讀數(shù)）進行細致的觀察。管內真空度（負壓）在-0.06～-0.1Mpa之間時停泵持壓一分鐘，即可認定抽真空效果良好。
3.4.3 攪拌水泥漿
?、贁嚢枰?。先在攪拌機內加水空轉幾分鐘，一是徹底濕潤機內壁，二是徹底清理機體內雜物。將機體內積水清理干凈后開始拌和水泥漿。攪拌好的漿液全部倒凈后再摻入新的水泥材料繼續(xù)拌和，以免混合料離析。
?、谘b料順序。a將水泥、膨脹劑、水按配比裝入攪拌機，持續(xù)拌和2min，然后加入減水劑拌和3min后出料；b水泥漿出料后必須不停攪拌，直至泵送使用。若出料后未盡快用完，漿體的流動性會下降，但切忌摻水來提高其流動性。c水量的控制是重點。摻水過多，多余的水會泌出，使管道頂端出現(xiàn)空隙。
3.4.4 灌漿
?、僭诠酀{泵中添加灰漿，通過泵的高壓橡膠管將漿液打出，直到打出的漿液和泵中的漿液濃度一致將灌漿泵關閉，孔道的灌漿管與高壓橡膠管此端連接并扎牢。②關閉灌漿閥，運行真空泵。真空度讀數(shù)在-0.06～-0.1MPa之間且持壓穩(wěn)定時運行灌漿泵，將灌漿閥打開開始灌漿。出漿口有漿液流出后真空泵停止運行，關閉抽氣閥，排漿閥打開。③當出漿口漿體稠度達到灌入之前的標準時將排漿閥關閉，壓漿泵加壓2～3min，確保管道內有壓力再將灌漿閥關閉。
4 注意事項
?、馘^頭密封24h開始注漿。②采用抗壓能力在1MPa以上的高強橡膠管注漿。注漿管連接要牢固，帶壓灌漿時不得脫管，而且不能破裂。③材料配比的控制是重點。配比控制不當，摻水過多，多余的水會全部泌出，使管的頂端出現(xiàn)空隙。水泥漿出料后若不盡快用完，漿體的流動性會降低，此時切忌加水來提高其流動性。④先用2mm的篩子將灰漿過篩再摻入灌漿泵。⑤連續(xù)注漿，且注漿時間控制在45min以內，以免水泥漿的流動性降低影響注漿質量。⑥中途換管道時間內，繼續(xù)啟動灌漿泵，讓漿體循環(huán)流動。⑦壓漿前應保證孔道內沒有積水。
5 結論
由于真空吸漿施工工藝本身有較高水平的質量控制，加上采用合理配比的混合料，采用真空吸漿技術將能保證孔道灌漿的均勻性，能形成一個密實、不透水的保護層，并能消除孔隙。另外，塑料波紋管是絕緣體，與金屬波紋管相比，具有更強的耐腐蝕性，大大改善了構件的防腐蝕性能。因此真空吸漿技術是確保高質量灌漿的一個強有力的手段。
參考文獻：
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