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)量的一個關(guān)鍵因素。配合比的合理性關(guān)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(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，析水會出現(xiàn)氣孔，影響構(gòu)件強度的形成，降低其粘結(jié)性，進而威脅整體構(gòu)件的安全性能?，F(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，國內(nèi)比較推崇真空吸漿技術(shù)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(shè)計及試驗
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混合料硬化時極易收縮變形，實際施工中應(yīng)該控制收縮變形，必要時給予補償，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度，調(diào)整灰漿性能，確?；旌狭蠌姸燃澳途眯赃_(dá)到設(shè)計要求。
2.2 漿體特性要求及對應(yīng)配比試驗
?、倭鲃有裕喊韬秃螅旌狭系牧鲃佣葢?yīng)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(jié)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?？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(jié)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(jié)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(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，可以更好的保護預(yù)應(yīng)力筋，但造價較高。
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；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)場施工所需材料、機械是否齊全；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；真空泵試運行，對管內(nèi)的真空度（即真空壓力表讀數(shù)）進行細(xì)致的觀察。管內(nèi)真空度（負(fù)壓）在-0.06～-0.1Mpa之間時停泵持壓一分鐘，即可認(rèn)定抽真空效果良好。
3.4.3 攪拌水泥漿
?、贁嚢枰?。先在攪拌機內(nèi)加水空轉(zhuǎn)幾分鐘，一是徹底濕潤機內(nèi)壁，二是徹底清理機體內(nèi)雜物。將機體內(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。
②裝料順序。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
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(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
①錨頭密封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(dāng)，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(nèi)，以免水泥漿的流動性降低影響注漿質(zhì)量。⑥中途換管道時間內(nèi)，繼續(xù)啟動灌漿泵，讓漿體循環(huán)流動。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(gòu)件的防腐蝕性能。因此真空吸漿技術(shù)是確保高質(zhì)量灌漿的一個強有力的手段。
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