新型預應力管道高性能灌漿材料施工方法研究

[摘要]本文對新型預應力孔道灌漿材料施工方法的推廣應用，將徹底改變我國傳統的灌漿施工工藝，完美解決孔道灌漿施工中的灌漿不飽滿、漿體不密實的質量通病，從新材料、新工藝的角度出發來推進預應力橋梁建設的科技進步，確保預應力橋梁結構工程質量。

[關鍵詞]預應力；新材料；孔道灌漿；質量通病

1、工藝原理

預應力鋼筋張拉完成，切割端頭多余的預應力筋，并采用玻璃水拌合快硬砂漿或快硬水泥對端頭預應力筋與錨具間縫隙進行封堵，同時布置施工設備及機具。準備工作完成后，使用高性能孔道灌漿材料和高速制漿機拌制漿液，之后采用真空壓漿機進行壓漿作業（工藝原理參見圖1）。

高性能孔道灌漿材料由多種有機、無機材料復合而成，解決了以往壓漿漿液流動性差、泌水、硬化后收縮等技術難題，制備的漿液具有低水膠比、高流動性、零泌水、微膨脹、適宜的凝結時間等優異性能。

2、施工工藝流程

2.1施工準備

2.1.1預應力筋張拉完成后，切除錨具外露的鋼絞線（鋼絞線的外露量≥30mm），并采用快硬砂漿或水泥漿進行封錨。

2.1.2對施工中使用到的設備和機具（包括制漿機、儲料罐、壓漿機、真空泵、導管等）進行清洗調試。

2.2漿液制備

2.2.1嚴格控制水膠比為0.26～0.28。專門配備的高速制漿機罐里設置了標準用水刻度線，每罐料加水至標準用水刻度線即可保證水膠比。

2.2.2攪拌機的轉速不得低于1000r/min，攪拌葉形狀要與轉速相匹配。其葉片的線速不小于10m/s，最高線速20m/s以內。

2.2.3加料過程制漿機必須處于工作狀態。嚴格按照先加水后加粉料的順序進行投料。

2.2.4投料順序為：按攪拌機刻度加入水，在根據攪拌速度均勻的投放注漿料，保證攪拌時間在3min-5min分鐘，確保漿液攪拌均勻。

2.2.5測量流動度在10s-17s，制備完成后導入貯漿罐。

2.3儲漿

2.3.1將制備好的灌漿料漿液經網格尺寸不大于3mm篩網過濾后，導入具有攪拌功能的貯漿罐，并保持貯漿罐內漿液連續攪拌。

2.4壓漿

2.4.1在壓漿施工前將錨墊板表面清理，保證平整，裝上石棉密封圈，將密封罩與錨墊板上的安裝孔對正，用螺栓擰緊。

2.4.2清理錨墊板上的壓漿孔，保證壓漿通道通暢。

2.5試抽真空

2.5.1真空泵性能要求達到0.10MPa的負壓力。啟動真空泵10min試抽真空，檢查封錨頭或密封罩是否完全密封。將壓漿閥關閉，抽真空閥打開，啟動真空泵抽真空，從導管中排除空氣，達到負壓力0.08MPa左右。當孔道內的真空度保持穩定時（真空度越高越好），停泵1min，若壓力降低小于-0 02MPa即可認為孔道能基本達到并維持真空。如未能滿足此數據則表示孔道未能完全密封，在壓漿前進行檢查及更正工作。

2.5.2壓漿前，使用不舍油的壓縮空氣將孔道內的所有積水吹出。

2.5.3啟動真空泵，當真空度達到并維持在-0.06MPa～-0.10MPa范圍內時。立即開啟孔道壓漿端閥門，同時啟動壓漿泵進行連續壓漿。

2.5.4壓漿泵的高壓橡膠管出口打出漿體，待這些漿體濃度與貯漿罐中的濃度一樣時，關掉壓漿泵，關閉高壓橡膠管壓漿閥門，將高壓橡膠管的壓漿管接到孔道的壓漿管上，打開這兩個壓漿管的閥門開始壓漿。

2.5.5壓漿時，對曲線孔道和豎向孔道應從最低點的壓漿孔壓入，對分層孔道，應按先下層后上層的順序進行壓漿。同一管道的壓漿應連續進行，一次完成，不得中斷。

2.5.6漿液自拌完成至壓入孔道的時間不宜超過40min，且在使用前和壓注過程中應連續攪拌，對因延遲使用所致流動度降低的漿液，不得通過額外加水增加其流動度。

2.5.7水平或曲線孔道，壓漿的壓力宜為0.5MPa～0.7MPa；對超長孔道，最大壓力不宜超過1.0MPa；豎向孔道，壓漿的壓力宜為0.3 MPa～0.4MPa。壓漿的充盈度應達到孔道另一端飽滿且排出與規定流動度相同的水泥漿為止，關閉出口后，保持一個不小于0.5MPa的穩壓期3～5min。

2.5.8每一工作班制作留取不少于6組尺寸為40mm×40mm×160mm的試件，見圖5.2.4-2，其中3組標準養護28d，另3組同條件養護，進行抗壓強度和抗折強度試驗，作為質量評定的依據。

2.5.9清洗壓漿泵、攪拌機、閥門、過濾裝置、各種管道以及粘有灰漿的工具。

2.5.10若冬期施工，壓漿過程中及壓漿后72h內，對結構或構件混凝土進行綜合保溫，使結構或構件混凝土的溫度及環境溫度不低于5℃。全天監測溫度，出現異常降溫，迅速處理，確保灌漿料灌漿后在強度達到5MPa之前不得受凍。

2.6封端

壓漿完成后對梁端混凝土鑿錨并將其周圍沖洗干凈，設置鋼筋網澆筑封錨混凝土。

結語：

本方法的推廣應用將提高預應力混凝土施工質量，縮短了施工工期，節約建設成本，完美解決管道灌漿施工中的灌漿不飽滿、漿體不密實的質量通病，從新材料、新工藝的角度出發來推進預應力橋梁建設的科技進步，確保預應力橋梁結構工程質量，大大提高橋梁的安全使用壽命，為未來國內橋梁的全壽命設計奠定基礎。