預應力混凝土梁水泥漿配合比設計及孔道壓漿施工工藝
2011-01-01 00:00:00顏成金陳斌
中華建設科技 2011年2期
【摘 要】文章主要介紹了符合施工實際的水泥漿配合比設計和孔道壓漿施工工藝。
【關鍵詞】預應力混凝土預制梁；水泥漿配合比；施工工藝
Prepare should the dint concrete beam cement syrup the match press syrup construction craft than design and teaching of Confucius
Yan Cheng-jin1，Chen Bin2
(1.Hua thoroughfare bridge in Yanbian protect engineering limited company Yanji Jilin 133000;
2.Highway administrative office in Yanbian Yanji Jilin 133000)
【Abstract】The article was main introduction to match construction actual of cement syrup match ratio design and the teaching of Confucius press syrup construction craft.
【Key words】Prepare should the dint concrete prepare to make beam;Cement syrup match ratio;Construction craft
隨著預應力混凝土梁設計及施工工藝的發展，預應力混凝土梁橋被廣范地應用在公路橋梁建設中。水泥漿灌注在預應力混凝土預制梁中一個重要的環節。水泥漿配合比及孔道壓漿施工工藝正確程度直接影響預應力混凝土預制梁的質量和使用壽命。因此為保證預應力混凝土預制梁的質量和使用壽命，應該有一套符合施工實際的水泥漿配合比設計和孔道壓漿施工工藝。
1. 水泥漿配合比設計
水泥漿配合比，必須考慮施工季節、所需時間，使用材料，施工機具，預應力鋼材的錨固方法等加以決定。《公路橋梁施工技術規范》中規定。
1.1 水泥漿的技術條件應符合下列規定：
1.1.1 水灰比宜為0.4～0.45，摻入適量減水劑時，水灰比可減小到0.35。
1.1.2 水泥漿的泌水率最大不得超過3%，拌和后3h，泌水率宜控制在2%，泌水應在24h內全部被水泥漿吸回。
1.1.3 通過試驗后，水泥漿中可摻入適量膨脹劑，但其自由膨脹率應小于10%。
1.1.4 水泥漿稠度宜控制在14～18s之間。
1.1.5 水泥漿的強度應符合設計規定，設計無具體規定時應不低于30MPa。下面舉例配合比設計實例。
1.2 設計條件。
使用材料：水（清潔的飲用水或不含有對預應力筋及水泥有害的成份，每升水不得含有500mg以上的氯化物離子或任何一種其它有機物質）、普通硅酸鹽水泥、減水劑（UNF-5型高效減水劑），膨脹劑。
水灰比：35%
減水劑：水泥重量的0.05%
膨脹劑：水泥重量的0.005%
水泥漿稠度：16s
泌水率：1.8%
1.3 配合比設計。
lm3水泥漿（絕對體積）需要的材料按下式計算：
1000=W/Pw+C/Pc+P/Pp+A/Pa
式中：
W——水的重量（Kg）
C——水泥重量（Kg）
P——UNF-5型高效減水劑重量（Kg）
A——膨脹劑重量（Kg）
P——各種材料比重（%）
因減水劑和膨脹劑，與水和水泥相比，數量很少，可以忽略，則：
1000= W/Pw+C/Pc
設Pw=1.0，Pc=3.15則：1000=W+0.317C
由W/C=0.35得
1000=0.35C+0.317C
∴C=1499.3（Kg）
W=524.8（Kg）
P=1499.3×0.0005=0.75（Kg）
A=1499.3×103×0.00005=74.97（g）
2. 施工工藝
2.1 孔道壓漿前的作業與注意事項。
2.1.1 混凝土澆注前。
為了使水泥漿順利地壓入到管道中去，在澆注混凝土之前，重要的是管道的位置要符合設計圖紙的坐標要求及管道的布置狀況是否良好。因此，澆注混凝土之前管道孔應暢通，不塌陷，不堵塞，錨具與套管接頭或套管之間的接頭應可靠，而且排出孔與灌漿入孔位置要適當，套管的支撐要牢固，為了防止水泥灰漿從錨具口流到管道中，而在澆注混凝土之前采取相應的措施等，都必須一一進行檢查。
2.1.2 混凝土澆注過程。
即使按上述做了詳細檢查，在澆注混凝土過程中，也常有碰破套管的情況，所以應予以充分注意。尤其是澆注混凝土后進行仔細檢查更為重要。混凝土從高處落下，或混凝土一次澆注量很多時，或因振搗，都可能弄壞套管，造成管道堵塞，所以必須慎重地進行施工操作。在混凝土澆注以后硬化之前，應檢查管道內布置的預應力鋼絞線是否能活動，錨具附近是否漏進了水泥灰漿，有沒有堵塞，特別是有沒有雨水流進管道里以及其他疑慮等。
當管道中有水泥漿浸入或水泥漿從錨具口浸入時，可以通過清洗處理。
進行上述作業后，注意管道中不積水，稍有疏忽，就會引起預應力鋼絞線生銹，導致張拉作業的摩擦系數增大，也會給預加應力作業帶來困難。尤其是在寒冷地區，因管道中水分凍結而膨脹，沿著管道會看到裂縫發生，因此需要特別注意，避免這種故障的產生。
2.1.3 孔道壓漿前。
作業前要檢查確認材料（水泥、減水劑、膨脹劑等）數量、品質、種類是否齊備，因為對質量檢查常有疏忽，故要注意這一點。此外，供水可靠，作業所需工具準備齊全，在壓漿前應先用高壓水泵對每個管道進行清洗，之后用空壓機向管道注進高壓氣流將水全部吹出，然后將錨具漏漿部分堵好。
2.2 孔道壓漿作業及其注意事項。
攪拌水泥漿作業應注意檢查配合比，計量的準確性，材料往攪拌機里投放的順序，攪拌時間，水泥漿流動性等。灌注作業時的注意事項是：水泥漿進入水泥漿泵之前應通過篩子；壓漿要用水泥漿泵緩慢進行；檢查排氣孔的水泥漿濃度；尤其在排氣孔關閉之后，泵的壓力應達到5Kg/cm2以上，并要保持一定的時間。另外，很重要一點是灌漿作業不能中斷，而要連續地進行，還要檢查有沒有遺漏應灌漿的管道。
一般情況下，材料投放順序是，按水、減水劑、膨脹劑以及水泥的原則進行，但是關于膨脹劑，限于灌注后需要的膨脹率，任何時間投放都可以。膨脹劑很輕，容易被吹走，最好與水泥混合投放。標準拌和時間采用5min為宜。
水泥材料進入灰漿泵之前，要通過1.2mm左右孔眼的篩子，以免水泥漿泵發生故障或灌注通路發生堵塞事故。注意灌注速度若過快水泥漿流淌不均勻，易留有空隙水泥漿壓力便會過高。
灌漿作業宜在水泥漿流動性沒有下降的30min左右的時間進行，而且為了防止空氣混入，一束鋼束的灌漿作業要連續地進行，其關鍵是考慮材料數量與水泥漿泵的容量。因為有相當多的水泥漿被白白地排掉，所以，一般灌注量按計算灌注量的2倍考慮，就很安全。另外對于因延遲使用所致的流動降低的水泥漿不得通過加水來增加其流動度。
當水泥漿從排出口流不出來時，應立即停止灌注作業，從排出口灌進壓縮空氣或水，將灰漿排出管道外，用高壓水徹底清洗管道，并要查清原因，對其采取措施后，才可再進行灌注。孔道壓漿的次數一般宜為兩次，但對摻加外加劑泌水率較小的水泥漿通過試驗達到孔道內飽滿時，可采用一次壓漿的方法。兩次壓漿的間隔時間宜為30～45min。壓漿應使用活塞式壓漿泵，不得使用壓縮空氣。壓漿的最大壓力宜為0.5～0.7MPa。當孔道較長或采用一次壓漿時最大壓力宜為1.0 MPa。梁體豎向預應力孔道的壓漿最大壓力可控制在0.3～0.4 MPa。壓漿應達到孔道另一端飽滿和出漿，并應達到排氣孔排出與規定稠度相同的水泥漿為止。為保證管道中充滿水泥漿，關閉出口后，應保持不小于0.5 MPa的一個穩壓期，該穩壓期不宜少于2min。
壓漿過程中及壓漿后48h內，結構混凝土的溫度不得低于5℃，否則應采取保溫措施。當氣溫高于35℃時，壓漿宜在夜間進行。
壓漿后應從檢查孔抽查壓漿的密度情況，如有不實應及時處理和糾正。壓漿時，每一工作應留取不小于3組的70.7mm×70.7mm×70.7mm立方體試件，標準養護28d，檢查其抗壓強度，作為評定水泥漿質量的依據。
對需封錨的錨具，壓漿后應先將其周圍沖洗干凈，并對梁端混凝土鑿毛，然后設置鋼筋網澆筑封錨。混凝土封錨混凝土的強度應符合設計規定，一般不宜低于構件混凝土強度等值的80%。
必須嚴格控制封錨后的梁體長度。長期外露的錨具，應采取防銹措施。
灌漿以后，需要進行養生，清洗工具，檢查灌漿紀錄等工作。
2.3 寒冷季節施工的注意事項。
2.3.1 管道周圍的溫度在灌漿前必須高于5℃。
2.3.2 灌注時的水泥漿溫度以10～20℃為標準。
2.3.3 希望盡量減小水灰比。
2.4 炎熱季節施工的注意事項。
炎熱季節施工必須注意材料與施工方法，避免引起水泥漿的溫度上升和灰漿過早硬化等問題發生。
灌漿前，水泥漿通路先通水濕潤，能使灌注通路周圍溫度下降，能防止灌注作業中水泥漿水分的散失。而且水泥應避免采用旱強水泥，外加材料盡量用兼有緩凝作用分散劑。為了降低水泥漿溫度，把水用冰冷卻后使用。另外灌注作業最好選在早晨氣溫較低的時候進行，一般夏季中午不得進行灌漿施工。
2.5 與灌漿工程有聯系的失敗實例及其對策。
與灌漿工程有聯系的失敗，常在以下三個階段被發現：
2.5.1 灌漿前發現管道被堵塞，知道無法灌注時（一部分在預加應力作業準備中發現）。
2.5.2 灌漿作業過程中，無法灌注時。
2.5.3 灌漿施工后，產生缺欠時。
對于第2.5.1種情況，應絕對避免由兩側或一側強行灌注，可采取鑿除侵入的混凝土，設法讓灰漿通過等措施。
對于第2.5.2種情況重要的是應采取中止灌漿作業，立即由相反方向灌入壓力水，將管道內灰漿排除等措施。
對于第2.5.3種情況，首先采取將裂縫部分混凝土鑿掉，將積水全部排除，然后再灌注灰漿或樹脂劑等，以填滿空隙。
3. 總結
通過汪清至延吉高速公路3座大橋的528片30m預應力箱型梁壓漿工程，參照上述配合比設計和施工工藝，合理選擇施工機械和材料能得良好的效果。
