閩侯二橋工程孔道壓漿料性能研究

劉添芳

（福建省永正工程質(zhì)量檢測有限公司，福建 福州 350012）

1 項目介紹

工程建設(shè)規(guī)模：閩侯二橋工程南起316 國道，自南向北，依次與竹岐大道平交（里程樁號 K0+780），主線上跨南濱江路，跨越閩江，之后上跨北濱江路，終點止于濱城大道（里程號 K3+535）。工程主線全長約3.5 公里，其中閩侯二橋長約2.4 公里，為城市主干道，雙向六車道并設(shè)人行道和非機動車道，主橋橋梁寬度33.5 米（不含布索區(qū)及檢修道），跨度280 米。大橋灌漿采用孔道壓漿漿液對大橋進行灌漿。

2 原材料

2.1 水泥采用的是福建水泥股份有限公司生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥P·O42.5，試驗數(shù)據(jù)見表1

表1 方案一試驗結(jié)果

表1 水泥各項參數(shù)數(shù)據(jù)

2.2 專用壓漿劑采用的是廈門興納科技有限公司生產(chǎn)的壓漿劑，該試驗數(shù)據(jù)選取水膠比0.28，在高速制漿機轉(zhuǎn)速在1500r/min 攪拌5min 得到[1]，試驗結(jié)果見表2

表2 方案一試驗結(jié)果

表2 壓漿劑各項參數(shù)數(shù)據(jù)

3 試驗方案、試驗結(jié)果以及試驗結(jié)果的分析

因壓漿料質(zhì)量的優(yōu)劣對橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和安全使用性有著直接的影響，因此對壓漿料制成的漿液要求通常比較嚴格，表現(xiàn)在：1、漿液要有高流動性；2、漿液不能有泌水，不能離析分層，不能有沉降；3、凝結(jié)時間要適宜，有一定的操作時間；4、漿液硬化后要有一定的補償收縮的能力；5、漿液硬化后具有一定的強度。本文制定了兩個方案進行試驗探討，選取最佳的方案，對壓漿料進行攪拌，確保漿液能滿足規(guī)范的要求[2]。具體方案如下：

3.1 試驗方案：

方案一：選擇按廠家提供的水膠比即0.28，在轉(zhuǎn)速500r/min、1000r/min、1500r/min 及2000r/min 在不同攪拌時間下進行試驗。方案二：在同一轉(zhuǎn)速1500r/min 同一攪拌時間5min 對不同水膠比0.26、0.27、0.28、0.29、0.30 進行試驗。

3.2 主要試驗介紹

3.2.1 流動度的試驗

先將壓漿料按比例進行高速攪拌，制成漿液，然后先將儀器漏斗調(diào)整至放平，并關(guān)上流出口的閥門，將攪拌均勻的壓漿料漿液倒入漏斗中，直至表面剛接觸到點測規(guī)下端即為1725mL±5mL；打開流出口，讓漿液能自由流出，同時開始計時，當漿液全部從漏斗中流完的時間稱為壓漿料漿液的流動度[3]。

3.2.2 漿體自由泌水率和自由膨脹率試驗

采用容量為1000mL 的量筒，分度值為1mL，并配有封蓋，將攪拌好的壓漿漿液倒入量筒內(nèi)，倒入800mL±10mL，蓋上封蓋，靜置1min 后測得初始高度ɑ1，然后按相同方法測得3h、24d 的泌水面高度ɑ2和水泥漿膨脹面高度ɑ3，精確至0.1mm，通過下式計算出自由泌水率和自由膨脹率。

Bi—i 小時自由泌水率，%；

i—i 小時自由膨脹率，%

3.3 氯離子含量試驗

用萬分之一天平稱取約5g 的壓漿料m1，置于400mL 的燒杯中，然后加水50mL 的蒸餾水，充分攪拌均勻，使試樣完全分散，邊攪拌邊加入50mL的（1+2）硝酸，加熱煮沸，然后在微沸1min～2min[4]。加入5.00mL 的硝酸銀標準溶液，煮沸1min～2min，加入少量濾紙漿。用（1+100）硝酸洗滌過的抽氣過濾，收集濾液約200mL 置于錐形瓶中，放置于暗處冷卻至25℃以下。加入5mL 硫酸鐵銨指標劑，用硫氰酸銨標準溶液滴定至產(chǎn)生紅棕色在搖動下不消失為止。記錄硫氰酸銨溶液體積V1。當小于0.5mL，用減少一半的試樣質(zhì)量重新試驗[5]。不加入試樣按上述步驟進行空白試驗,記錄空白滴定所用硫氰酸銨標準滴定溶液的體積V2。

ω —為氯離子的質(zhì)量分數(shù)，%

3.3.1 試驗結(jié)果：

表3 方案二試驗結(jié)果

圖1、不同攪拌時間，不同轉(zhuǎn)速與流動時間關(guān)系曲線(由表1 得來)

圖2、不同攪拌時間，不同轉(zhuǎn)速與3h 自由泌水率關(guān)系曲線(由表1 得來)

3.3.2 試驗結(jié)果分析：

2020年10月01日交通運輸部新實施的JTG/T 3650-2020《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》，規(guī)范中采用較低的水膠比為0.27±0.01，使得漿液的泌水率能達到0%，且要求具有高流動度，不離析，無沉降等和易性；在硬化后要求具有良好的補嘗收縮能力能產(chǎn)生微膨脹效果，有較高的強度，因此研究壓漿漿體的制備工藝是十分有必要的。

1、從數(shù)據(jù)上分析，在溫濕度一定條件下，用于預應力孔道壓漿的高速制漿機轉(zhuǎn)速對漿液的流動度有著非常明顯的影響。從500r/min 至2000r/min的過程中，壓漿漿液的流動度會大幅度變化，提現(xiàn)在隨著轉(zhuǎn)速的增加流動度越大。

2、從表2 可以看出，隨著轉(zhuǎn)速的增加，相同的水膠比，壓漿材料氯離子含量沒有明顯的改變，從表4 可以看出，隨著水膠比的增加，壓漿材料的氯離子含量減少，即轉(zhuǎn)速的快慢對壓漿材料氯離子沒有影響，影響氯離子含量的主要是壓漿材料的組成成份。

表4 方案二試驗結(jié)果

3、在同樣的攪拌時間下，轉(zhuǎn)速增加壓漿漿液受到的剪切力也增強，使得漿液中水泥、減水劑、膨脹劑和水能充分的分散，更加均勻，顯然外加劑的作用也能充分的發(fā)揮，從表1 數(shù)據(jù)上看，高速制漿機轉(zhuǎn)速在1500r/min 條件下攪拌5min，流動效果較好，無泌水，符合規(guī)范初始流動度在10～17s 的要求。

4、從圖2 上可以明顯得出，制漿過程中在不同是攪拌時間下，轉(zhuǎn)速在1000 至1500r/min 之間，3h 自由泌水率均能符合規(guī)范要求。

5、從圖3、圖4、圖5 可以明顯得出，在1500r/min 相同轉(zhuǎn)速下，水膠比越高流動度數(shù)值越小，抗折強度越低，抗壓強度越低。

圖3、相同轉(zhuǎn)速不同水膠比的流動度關(guān)系圖

圖4、相同轉(zhuǎn)速不同水膠與自由膨脹率關(guān)系

圖5 不同水膠比與抗折強度關(guān)系曲線

6、綜上所述，壓漿料0.28 在1500r/min，攪拌時間在5min 時，攪拌得到的漿液最優(yōu)，所得的漿液均能滿足規(guī)范要求。

4 總結(jié)

最后我們充分利用本次的試驗結(jié)果，利用工程實際用的壓漿料找出最佳攪拌轉(zhuǎn)速及攪拌時間，并在滿足規(guī)范及相關(guān)要求的情況下選擇最大水膠比，成功的應用到閩侯二橋工程（橋梁）中，并在該工程孔道壓漿的試驗段上采取同條件試塊進行強度試驗，抗折強度14.2MPa、抗壓強度61.7MPa 試驗結(jié)果都能符合相關(guān)要求，取得較好的成果，為今后孔道壓漿的應用及研究積累了一定的經(jīng)驗。