預(yù)應(yīng)力孔道真空吸漿施工工藝探討
2017-05-15
1 概述
后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，混合料配置和施工技術(shù)措施不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋腐蝕，其中，混合料配合比是關(guān)系混凝土質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素。配合比的合理性關(guān)系灰漿強(qiáng)度的形成效果，也與灌漿的密實(shí)度有緊密聯(lián)系。按照傳統(tǒng)的技術(shù)措施，工程部多采用壓力灌漿，但漿體本身及技術(shù)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(huì)成為滲水的氣孔，使部分構(gòu)件甚至整體結(jié)構(gòu)遭到破壞。另一方面，在寒冷的北方地區(qū)，積水會(huì)在低溫環(huán)境中結(jié)冰，使構(gòu)件出現(xiàn)凍裂病害，嚴(yán)重時(shí)引發(fā)更嚴(yán)重的質(zhì)量事故。另外，極易離析、析水的水泥漿干硬后收縮，析水會(huì)出現(xiàn)氣孔，影響構(gòu)件強(qiáng)度的形成，降低其粘結(jié)性，進(jìn)而威脅整體構(gòu)件的安全性能。現(xiàn)階段，施工部常采用平直束、彎束等技術(shù)措施來布設(shè)預(yù)應(yīng)力筋。另外，在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工中，須重點(diǎn)關(guān)注結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性，滿足預(yù)應(yīng)力筋防腐的要求，國(guó)內(nèi)比較推崇真空吸漿技術(shù)措施。為增進(jìn)業(yè)界對(duì)該工藝流程的進(jìn)一步了解和掌握，筆者現(xiàn)針對(duì)真空吸漿工藝進(jìn)行如下探討。
2 灌漿漿體配比設(shè)計(jì)及試驗(yàn)
2.1 配制的基本原則
①優(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(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。③混合料硬化時(shí)極易收縮變形，實(shí)際施工中應(yīng)該控制收縮變形，必要時(shí)給予補(bǔ)償，以防構(gòu)件開裂。預(yù)應(yīng)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(shí)度，調(diào)整灰漿性能，確?；旌狭蠌?qiáng)度及耐久性達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
2.2 漿體特性要求及對(duì)應(yīng)配比試驗(yàn)
?、倭鲃?dòng)性：拌和后，混合料的流動(dòng)度應(yīng)在30～50s之間。流動(dòng)度的測(cè)定可借助流錐儀來完成。試驗(yàn)證明，配比不同于水灰比，流動(dòng)度也呈現(xiàn)不同的結(jié)果。一般情況下，混合料的流動(dòng)度隨著水灰比的增大而逐漸提高。②水灰比：通?？刂圃?.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(cè)試的差值不超過1%；拌和后24小時(shí)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(cè)定其泌水性。④初凝時(shí)間：3小時(shí)。⑤體積變化率：在0～2%之間。⑥強(qiáng)度：7d齡期強(qiáng)度超過40MPa。
?、邼{體對(duì)鋼絞線無腐蝕作用。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室試配結(jié)果，選取水灰比為0.33和0.36的配比進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試拌試壓：a水灰比0.33時(shí)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定平均稠度55s，且在不停攪拌的情況下及易沉淀，壓漿時(shí)壓漿機(jī)壓力偏大，均在0.8Mpa以上。b水灰比0.36時(shí)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定平均稠度43s，壓漿順利，平均用時(shí)1min，在出漿口測(cè)定稠度40s，膨脹梁1.2%，取樣試件7天強(qiáng)度43.4Mpa。
根據(jù)試壓結(jié)果決定選取水灰比0.36的配比進(jìn)行施工。
3 真空吸漿施工工藝
3.1 各項(xiàng)裝置的布置如圖1所示
3.2 預(yù)應(yīng)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(hù)預(yù)應(yīng)力筋，但造價(jià)較高。
3.3 主要施工設(shè)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(jī)；真空壓力表；1根高壓橡膠管。
3.4 施工步驟
3.4.1 準(zhǔn)備工作
檢查現(xiàn)場(chǎng)施工所需材料、機(jī)械是否齊全；檢查水電供應(yīng)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(zhǔn)備就緒后參考圖1連接各部件。
3.4.2 試抽真空
關(guān)閉排氣閥和灌漿閥，打開抽真空閥；真空泵試運(yùn)行，對(duì)管內(nèi)的真空度（即真空壓力表讀數(shù)）進(jìn)行細(xì)致的觀察。管內(nèi)真空度（負(fù)壓）在-0.06～-0.1Mpa之間時(shí)停泵持壓一分鐘，即可認(rèn)定抽真空效果良好。
3.4.3 攪拌水泥漿
?、贁嚢枰?。先在攪拌機(jī)內(nèi)加水空轉(zhuǎn)幾分鐘，一是徹底濕潤(rùn)機(jī)內(nèi)壁，二是徹底清理機(jī)體內(nèi)雜物。將機(jī)體內(nèi)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(jī)，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(dòng)性會(huì)下降，但切忌摻水來提高其流動(dòng)性。c水量的控制是重點(diǎn)。摻水過多，多余的水會(huì)泌出，使管道頂端出現(xiàn)空隙。
3.4.4 灌漿
①在灌漿泵中添加灰漿，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(guān)閉，孔道的灌漿管與高壓橡膠管此端連接并扎牢。②關(guān)閉灌漿閥，運(yùn)行真空泵。真空度讀數(shù)在-0.06～-0.1MPa之間且持壓穩(wěn)定時(shí)運(yùn)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(yùn)行，關(guān)閉抽氣閥，排漿閥打開。③當(dāng)出漿口漿體稠度達(dá)到灌入之前的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)將排漿閥關(guān)閉，壓漿泵加壓2～3min，確保管道內(nèi)有壓力再將灌漿閥關(guān)閉。
4 注意事項(xiàng)
①錨頭密封24h開始注漿。②采用抗壓能力在1MPa以上的高強(qiáng)橡膠管注漿。注漿管連接要牢固，帶壓灌漿時(shí)不得脫管，而且不能破裂。③材料配比的控制是重點(diǎn)。配比控制不當(dāng)，摻水過多，多余的水會(huì)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(dòng)性會(huì)降低，此時(shí)切忌加水來提高其流動(dòng)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(shí)間控制在45min以內(nèi)，以免水泥漿的流動(dòng)性降低影響注漿質(zhì)量。⑥中途換管道時(shí)間內(nèi)，繼續(xù)啟動(dòng)灌漿泵，讓漿體循環(huán)流動(dòng)。⑦壓漿前應(yīng)保證孔道內(nèi)沒有積水。
5 結(jié)論
由于真空吸漿施工工藝本身有較高水平的質(zhì)量控制，加上采用合理配比的混合料，采用真空吸漿技術(shù)將能保證孔道灌漿的均勻性，能形成一個(gè)密實(shí)、不透水的保護(hù)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(qiáng)的耐腐蝕性，大大改善了構(gòu)件的防腐蝕性能。因此真空吸漿技術(shù)是確保高質(zhì)量灌漿的一個(gè)強(qiáng)有力的手段。
參考文獻(xiàn)：
[1]肖飛，張?zhí)剑惤B珍.真空吸漿工藝的對(duì)比試驗(yàn)[J].廣東公路交通，2004（04）.
[2]楊玉平.真空灌漿施工技術(shù)探討[J].科學(xué)之友（B版），2007（06）.
[3]朱永偉.真空壓漿工藝在后張箱梁中的應(yīng)用[J].太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010（02）.
