预应力孔道灌浆新技术

预应力孔道灌浆新技术：真空吸浆引言：xx高速xx高速公路L13标合同段位于张家口南蔚县山区海拔1500米处，全长2.18公里。其中隧道4条、路基3段、桥梁6座。明铺大桥是该合同段中一个重要的单位工程，全长1540m，包括明铺1号大桥、明铺2号大桥、明铺3号大桥各两座，共计344片预制梁。桥梁预制工艺为后张法工艺。依据《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000），在后张预应力混凝土桥梁施工中，预应力钢绞线张拉到规定的张拉力后，必须对孔道进行灌浆。对孔道灌浆的主要目的是防止预应力钢绞线锈蚀，并通过凝固后的水泥净浆将预应力更为均匀地传递到混凝土结构中。在国内普遍使用的方法是:在结构混凝土内部预埋金属波纹管，在一定的压力下，用压浆机将水泥浆压入预应力孔道。这种传统的施工工艺容易使压入预应力孔道的水泥浆产生泌水、离析，凝固后干缩，出现空隙，使浆体不够饱满、不够密实。另外，空隙中滞留的水分也会使预应力钢绞线发生氧化锈蚀，直接影响到混凝土桥梁的安全性和耐久性。本标段预制的桥梁灌浆工艺采用的是不同于传统压浆工艺的真空吸浆工艺。二、真空吸浆工艺的优点：真空吸浆工艺是一新型的管道注浆工艺，它的基本原理是：在灌浆之前，在密封孔道一端用真空泵对预应力孔道进行抽空，使之处于负压状态；在另一端用灌浆机以大于0.7MPa的压力将水泥浆注入孔道。由于孔道内只存有少量的空气，很难形成气泡；同时由于孔道与灌浆机之间的正负压力差，大大提高了孔道灌浆的密实度和饱满度。与传统的工艺压浆技术相比，该技术具有很多的优点：首先，消除了传统工艺所引起的气泡、空隙，增强了浆体的密实度和饱满度。其次，浆体中的泡沫和浆体在真空负压环境下率先流入负压容器，孔道中的浆体稠度能够保持一致，使浆体的密实度和强度得到保证，特别是对于高低弯曲的空间孔道更能体现该施工技术的优越性。最后，真空吸浆技术施工连续、迅速，缩短了灌浆时间，同时也保证了孔道的密封。预制梁内波纹管水泥浆预制梁内波纹管水泥浆搅拌机真空泵压力泵吸浆工艺示意图三、真空吸浆的技术要求真空吸浆技术要求预应力孔道及其两端必须形成全密封体系。这是该技术成功与否的关键。目前，采用该技术时，大多数都选用高密度聚乙烯塑料波纹管作为成孔材料。聚乙烯塑料波纹管与传统的金属波纹管相比，磨擦阻力系数小、耐腐蚀、密封性好。同时，还具有良好的绝缘性，可以有效地隔断杂散电流对预应力钢绞线的电化学腐蚀。真空吸浆技术和塑料波纹管配套使用，为后张预应力体系提供一种更为可靠的保护措施，更好地提高预应力结构的安全性和耐久性。施工设备除了传统的压浆设备外，真空吸浆工艺还需要抽空气的真空泵，压力表和控制盘、压力瓶、干净的加筋输浆管、气密阀以及吸气密封锚帽。抽真空机是真空吸浆工艺的关键工具，在本工地现场使用的是一台SK-15型水环式真空泵，通过连续不断地抽去空气，在预应力管道内形成-0.1MPa左右的真空度，在工作过程中，工作水循环，抽取空气，水分被排进水气分离器，气体向上排走，水则流进泵内，循环使用。被抽吸的管道内杂质则留存在过滤器内通过排污阀用水冲洗去。灌浆用的水泥净浆需要具有一定的流动性。水灰比越大，流动性越大。水泥浆通过孔道越容易。同时，水灰比越大，浆体硬化后的收缩也越大，产生的空隙也越大，浆体强度也越低。这是传统压浆工艺的不足。真空吸浆工艺过程中，由于灌浆机与孔道间的压力差，水泥浆在孔道内的阻力变小，使得低水灰比、流动性小的水泥浆体也能快速地通过波纹管道并充满所有的空隙,最大可能的减少泌水、收缩，提高了孔道灌浆的密实性和饱满度，同时由于水灰比小使凝固后的浆体强度大大提高。水泥灌浆配合比的设计：灌浆材料是影响灌浆质量的重要因素，优选最佳灌浆材料，要求对钢绞线要具有良好的抗腐蚀性能、足够的流动度和良好的抗泌水性。在《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000“后张孔道压浆”中明确规定水泥浆的技术条件应符合下列规定：水灰比宜为0.4～0.45，掺入减水剂水灰比可减小到0.35；水泥浆的最大泌水率不超过3%。3h泌水率宜控制在2%，泌水应在24h内重新被全部收回。水泥浆中掺入适量的膨胀剂膨胀率小于10%.水泥浆稠度14～18S.xxxx高速公路明铺大桥桥梁预制管道灌浆所用的水泥浆原材料：山西大同P.O42.5R水泥添加北京科宁ADD-10膨胀剂、ADD-NS高效减水剂与水混合后，水泥浆的性能以及硬化后的强度都达到了设计的要求。该水泥净浆配合比符合《桥涵施工技术规范》，能够满足设计施工要求。各材料的性质指标见下表P.O42.5R水泥、高效减水剂、水、膨胀剂性能指标忽厂家壮细度州%捷安定性项凝结时间虾标准稠土度摊%瑞强永度章MPa厦抗折强度守抗压强度磨初凝雕终凝骗3d算28d堤3d终28d听大同水泥聪厂每4.4摩合格梢3h22设min位4h28美min纪28.4新6.1娃8.3抽26.5羞46.3们北京科宁惨外加剂厂制细度胸（仪%尺）劣含水率诵（绩%弓）蜓PH拜对钢筋有悠无锈蚀性蹲推荐掺量症（胃%得）贱种类保6.8跑0.5拴7.6孟无食0.爆8些～数1.5辈萘系粉剂修水吸P摧H牲值俊不溶物京，月mg/L膊可溶物溜，查mg/L捞Cl线-德，脾mg/L撞SO峡4幻2-旱，隶mg/L碰当感量请Na塞2垃O,m泊g/L丢蔚县扔7.01江116幸104野140.那92执324.甩34亭11.4捡2邻厂家准名称跃细度逝（皂0.08抄m甩m寇）颤%碑限制膨胀渣率关%井（空气杆中扔21亲d伞）冬抗折强度公MPa殊抗压强度残MPa痛凝结时间今7d序28d廉7d幸28d啄初西凝规min窝终象凝扭h匀北京科宁携外加剂厂扔膨胀剂唉ADD-朱10减8讽-0.0摸06允4.7其6.9瞎26.7梢48.3欧148叨5.2裹孔道注浆摄配合比及惨试配、强鬼度情况愤大同水泥师科宁膨胀向剂慨科宁高效呢减水剂乏水讯P.O4云2.5R挠ADD-蝇10堤AD鹊D甜－唇NS满饮用水有1.0碌0.06炭0.01捧0.3赵5找试配情况次大同水泥莲科宁膨胀碗剂而科宁高效替减水剂尽水法6.00殿kg佛360g睡60g竭2.1齿kg锋容重刚实际缸w/c赢稠度态膨胀率贪泌水率描备注亚1990淘kg/m牌3义0.3铜42盟15.5具s史8.6%僚1.2启%眼实际用致水骆2050诊g烫，鄙2袖4岗小时，所省作试件已咸经凝固。丝强度摄MPa悔试件尺寸匙mm栽7d歼28d深70.疗7×70风.7×7葡0.7光42.3施39.7包45.9续44.8想38.7鸦43.7勾41.2迁46.1班36.7泥44.5伸39.8出43.8乘39.5虹44.8脏200碰6消年贤5蓬月局7金日，预制分梁厂对明共铺一号大型桥的第一汪片巡19.8裂m闯预制梁进桐行了预应喊力管道注顾浆，从注慕浆现场试蹈块强度情蹦况来看，违试存块佣7辅d泉强煮度敞36.8嗓MPa愧；皱28驼d脊强闪度走42.9拿MPa爸。该配合社比是满足目要求的，静吸浆工艺舱是成功的点。预制箱梁断面波纹管分布示意图预制箱梁断面波纹管分布示意图处四、吸浆券工艺的注赌意要点：赔真空吸浆脾工艺成功捡与否，关揉键在于能光否进行管战道的密封仇、在于波戚纹管接头阔的密封以球及工作锚惭垫板的密限封、在于塌工具的封焰锚和水泥竭浆体的封妥锚。伪合适的水豪泥浆配合建比是有效搁发挥真空第吸浆工艺解优势的重按要保证。圣试验室要狭认真选择至、比较不全同水泥和搬外加剂的报适应性，食进行水泥粗浆配合比指的优化设汗计，选择耀最佳水泥师浆配合比罢。灌浆设法备要保持赌良好的工牲作