淺談后張法孔道新型壓漿材料配合比設(shè)計(jì)

胡瓊賢

（上海隧道工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司，上海市 201109）

淺談后張法孔道新型壓漿材料配合比設(shè)計(jì)

胡瓊賢

（上海隧道工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司，上海市 201109）

后張法預(yù)應(yīng)力在現(xiàn)代橋梁中應(yīng)用廣泛，特別是在現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)跨徑的簡(jiǎn)支橋梁中發(fā)揮著重要的作用。后張法孔道壓漿配合比設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照交通部混凝土行業(yè)規(guī)范要求進(jìn)行試配，并進(jìn)行新舊規(guī)范對(duì)比，在符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求的情況下，成本節(jié)約，效果顯著。

后張法；新型壓漿材料；設(shè)計(jì)

1　后張法孔道壓漿的重要性

近幾年，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)后張法孔道壓漿的工程質(zhì)量一直是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，這是因?yàn)槎嗄陙?lái)我們所沿用的傳統(tǒng)壓漿方法和工藝存在著很多不確定因素。同時(shí)，漿液的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)要求較低，漿液的性能不佳，對(duì)壓漿的質(zhì)量產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致孔道壓漿不密實(shí)，產(chǎn)生空洞，使預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生腐蝕，降低結(jié)構(gòu)的耐久性。成功的壓漿必須建立在可靠的材料品質(zhì)和性能以及先進(jìn)技術(shù)和合理工藝的基礎(chǔ)上，傳統(tǒng)的壓漿方法經(jīng)大量工程實(shí)踐證明并不是十分可靠，如果漿液的性能不佳、操作上稍有疏忽，很容易在管道內(nèi)產(chǎn)生空洞，即使采用二次壓漿的方法，也不能完全保證管道內(nèi)漿液的密實(shí)性。而且漿液泌水現(xiàn)象的存在，會(huì)在管道內(nèi)長(zhǎng)期積水，有可能使預(yù)應(yīng)力筋和錨具產(chǎn)生銹蝕。因此，漿液性能的好壞直接影響到預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的耐久性，在此，針對(duì)某高速公路孔道壓漿的施工應(yīng)用，淺談漿液配合比的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[1-3]。

2　后張法預(yù)應(yīng)力混凝土孔道壓漿的作用

2.1排除孔道內(nèi)的氣體和水

預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)留孔道徑大于預(yù)應(yīng)力筋的直徑，只有壓漿的時(shí)候才會(huì)填充空隙，從而排除了內(nèi)部的水分和氣體。

2.2保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋不銹蝕

在拉壓預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，會(huì)有空隙，當(dāng)壓漿時(shí)會(huì)把空隙填充，也就避免了預(yù)應(yīng)力筋受到氣體和水分影響而銹蝕。

2.3增強(qiáng)梁體內(nèi)的密實(shí)程度

在預(yù)留孔道插入預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行錨固后，仍然會(huì)有一定得空隙存在，空隙會(huì)產(chǎn)生各種的危害，當(dāng)壓漿后，這部分空隙被填充，增加了密實(shí)程度使鋼筋與混凝土形成一個(gè)整體。

2.4減輕錨具的作用負(fù)擔(dān)

孔道壓入漿體后，鋼筋與混凝土形成了整體，由于黏結(jié)力的存在，也就不用錨具單單作用，減輕了錨具的作用負(fù)擔(dān)。

3　新型壓漿材料配比試驗(yàn)

《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2011）的頒布實(shí)施，對(duì)水泥漿液的各項(xiàng)性能指標(biāo)的質(zhì)量規(guī)定了較高的要求。特別是將壓漿材料的水膠比進(jìn)行了較大幅度的調(diào)整，限制在0.26～0.28之間。隨著高性能聚羧酸減水劑等新材料、高速攪拌機(jī)等新設(shè)備的開(kāi)發(fā)，使得低水膠比成為可能。這樣使壓漿材料的性能滿足壓漿施工工藝的需求，保證了工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

首先，根據(jù)傳統(tǒng)壓漿材料的配比范圍，設(shè)計(jì)出10種配比加水分別配制形成漿體，并按是否加入聚合物分為5組來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，見(jiàn)表1。

然后，對(duì)這5組管道壓漿劑，見(jiàn)表2，按照規(guī)范TB3192-2008中的試驗(yàn)方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)漿體及試件進(jìn)行試驗(yàn)，確定其流動(dòng)度、泌水率、充盈度以及試件力學(xué)性能是否滿足要求，從而得到最佳配合比。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3和表4。

從上試驗(yàn)結(jié)果分析可知當(dāng)在傳統(tǒng)的灌漿材料中同時(shí)添加4%～6%的硅粉和2%的聚合物，能夠改善其力學(xué)性能，并保持很微低的泌水率和較小的收縮率。

然后，分別對(duì)水灰比為0.30、0.33、0.38新型壓漿材料和傳統(tǒng)壓漿材料進(jìn)行了自由泌水率、流動(dòng)度、自由膨脹率等室內(nèi)試驗(yàn)，測(cè)得的漿體性能指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別見(jiàn)表5～表7，表中質(zhì)量指標(biāo)都來(lái)自規(guī)范TB3192-2008的要求，三種水灰比的新型壓漿材料的漿體性能各指標(biāo)均符合規(guī)范要求。

表1　灌漿材料配合比

表2　 TB3192-2008關(guān)于漿體性能指標(biāo)要求

表3　配比實(shí)驗(yàn)漿體流動(dòng)度，泌水率，充盈度

表4　配比實(shí)驗(yàn)試件力學(xué)性能

表5　水灰比為0.30的新型壓漿材料性能指標(biāo)

表6　水灰比為的0.33的新型壓漿材料性能指標(biāo)

表7　水灰比為0.38的新型壓漿材料性能指標(biāo)

從表5～表8的漿體性能指標(biāo)對(duì)比中，表8中為傳統(tǒng)壓漿材料漿體性能，其自由泌水率并不能滿足規(guī)范要求，而三種水灰比的新型壓漿材料漿體自由 泌水率為0；且在強(qiáng)度和流動(dòng)度占有一定優(yōu)勢(shì)下，水灰比為0.33和0.38的新型壓漿材料漿體比傳統(tǒng)的自由膨脹率要高，因此可以得出理論上新型材料的壓漿密實(shí)度可以高于傳統(tǒng)壓漿材料。

表8　水灰比為0.35的傳統(tǒng)壓漿材料性能指標(biāo)

4　壓漿中的施工要點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力筋張拉完后應(yīng)盡早進(jìn)行孔道壓漿，以減少預(yù)應(yīng)力損失，一般不得超過(guò)14 d。壓漿時(shí)，對(duì)于曲線孔道和豎向孔道應(yīng)從最低點(diǎn)的壓漿孔壓入，由最高點(diǎn)的排氣孔排氣和泌水。壓漿順序宜先壓注下層孔道。對(duì)于曲線預(yù)應(yīng)力孔道，設(shè)置泌水管是必要的。

壓漿宜使用活塞式壓漿泵，壓漿的最大壓力宜為0.5～0.7 MPa；當(dāng)孔道較長(zhǎng)或采用一次壓漿時(shí)，最大壓力宜為1.0 MPa。梁體豎向預(yù)應(yīng)力筋孔道的壓漿最大壓力可控制在0.3～0.4 MPa。壓漿要求飽滿密實(shí)，壓漿過(guò)程應(yīng)緩慢、均勻地進(jìn)行，不得中斷，并應(yīng)將所有最高點(diǎn)的排氣孔依次一一放開(kāi)和關(guān)閉，使孔道內(nèi)排氣通暢。壓漿應(yīng)達(dá)到孔道另一端飽滿和出漿，并應(yīng)達(dá)到排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥漿為止。為保證管道中充滿灰漿，關(guān)閉出漿口后，應(yīng)保持不小于0.5 MPa的一個(gè)穩(wěn)壓期，該穩(wěn)壓期不宜少于2 min。

孔道壓漿后，再用人工從泌水管內(nèi)徐徐補(bǔ)入水泥漿，并用細(xì)鋼絲插搗，直到補(bǔ)滿為止。人工補(bǔ)漿用的水泥漿流動(dòng)性應(yīng)比壓漿用的水泥漿略大一些，以利于水泥漿的灌入。壓漿后將所有錨頭用混凝土封閉，完成預(yù)制工作，并注意養(yǎng)護(hù)工作。

壓漿過(guò)程中及壓漿后48 h內(nèi)，結(jié)構(gòu)混凝土的溫度不得低于5℃，否則應(yīng)采取保暖措施。當(dāng)氣溫高于35℃時(shí)，壓漿宜在夜間進(jìn)行。

值得注意的是，采用連接器連接的多跨連續(xù)預(yù)應(yīng)力筋的孔道灌漿，應(yīng)張拉完一跨就壓漿一跨，不得在各跨全部張拉完畢后一次壓漿。對(duì)摻入外加劑泌水率較小的水泥漿，當(dāng)試驗(yàn)證明能使孔道內(nèi)飽滿時(shí)，可采用一次壓漿的方法；不摻入外加劑的水泥漿，可采用二次壓漿法，兩次壓漿的間隔時(shí)間宜為30～45 min。

5　壓漿注意事項(xiàng)

（1）壓漿過(guò)程中及壓漿后48 h內(nèi)，箱梁混凝土的溫度及環(huán)境溫度不得低于5℃，否則應(yīng)采取保溫措施，并應(yīng)按冬季施工的要求處理。當(dāng)環(huán)境溫度高于35℃時(shí)，壓漿宜在夜間進(jìn)行。

（2）壓漿完成后，應(yīng)及時(shí)對(duì)錨固端按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行封錨處理，對(duì)梁端混凝土鑿毛并將其周圍沖洗干凈，設(shè)置鋼筋網(wǎng)澆筑封錨混凝土。封錨混凝土應(yīng)采用與箱梁同標(biāo)號(hào)的C50混凝土，且表面顏色應(yīng)與梁體混凝土一致。

（3）箱梁在孔道壓漿前不得安裝就位。壓漿后，應(yīng)在漿液強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度后移運(yùn)和吊裝。

6　結(jié)　語(yǔ)

要真正提高后張預(yù)應(yīng)力孔道壓漿的質(zhì)量，需要從多方面進(jìn)行綜合考慮，首先應(yīng)保證壓漿材料的品質(zhì)和性能，優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)；其次應(yīng)使用滿足拌制水泥漿漿液要求的機(jī)具設(shè)備；以及應(yīng)采用正確的壓漿技術(shù)工藝。但不論采用何種壓漿材料、機(jī)具設(shè)備和技術(shù)工藝，都與施工的精心程度有著極大的關(guān)系，換言之，材料、機(jī)具設(shè)備和技術(shù)工藝僅是保證后張預(yù)應(yīng)力孔道壓漿質(zhì)量的必要條件，而精心管理、精心施工則是其充分條件。

[1]JTG/T F50-2011,公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]趙治國(guó).后張法預(yù)應(yīng)力砼橋梁施工技術(shù)應(yīng)用研究[D].黑龍江大慶:東北石油大學(xué),2012.

[3]JTG E30-2005,公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程[S].

U445

B

1009-7716（2016）10-0115-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.10.036

2016-06-20

胡瓊賢（1979-），女，浙江永康人，工程師，從事隧道工程試驗(yàn)、檢測(cè)工作。