閩侯二橋工程孔道壓漿料性能研究

劉添芳

（福建省永正工程質量檢測有限公司，福建 福州 350012）

1 項目介紹

工程建設規模：閩侯二橋工程南起316 國道，自南向北，依次與竹岐大道平交（里程樁號 K0+780），主線上跨南濱江路，跨越閩江，之后上跨北濱江路，終點止于濱城大道（里程號 K3+535）。工程主線全長約3.5 公里，其中閩侯二橋長約2.4 公里，為城市主干道，雙向六車道并設人行道和非機動車道，主橋橋梁寬度33.5 米（不含布索區及檢修道），跨度280 米。大橋灌漿采用孔道壓漿漿液對大橋進行灌漿。

2 原材料

2.1 水泥采用的是福建水泥股份有限公司生產的普通硅酸鹽水泥P·O42.5，試驗數據見表1

表1 方案一試驗結果

表1 水泥各項參數數據

2.2 專用壓漿劑采用的是廈門興納科技有限公司生產的壓漿劑，該試驗數據選取水膠比0.28，在高速制漿機轉速在1500r/min 攪拌5min 得到[1]，試驗結果見表2

表2 方案一試驗結果

表2 壓漿劑各項參數數據

3 試驗方案、試驗結果以及試驗結果的分析

因壓漿料質量的優劣對橋梁結構的耐久性和安全使用性有著直接的影響，因此對壓漿料制成的漿液要求通常比較嚴格，表現在：1、漿液要有高流動性；2、漿液不能有泌水，不能離析分層，不能有沉降；3、凝結時間要適宜，有一定的操作時間；4、漿液硬化后要有一定的補償收縮的能力；5、漿液硬化后具有一定的強度。本文制定了兩個方案進行試驗探討，選取最佳的方案，對壓漿料進行攪拌，確保漿液能滿足規范的要求[2]。具體方案如下：

3.1 試驗方案：

方案一：選擇按廠家提供的水膠比即0.28，在轉速500r/min、1000r/min、1500r/min 及2000r/min 在不同攪拌時間下進行試驗。方案二：在同一轉速1500r/min 同一攪拌時間5min 對不同水膠比0.26、0.27、0.28、0.29、0.30 進行試驗。

3.2 主要試驗介紹

3.2.1 流動度的試驗

先將壓漿料按比例進行高速攪拌，制成漿液，然后先將儀器漏斗調整至放平，并關上流出口的閥門，將攪拌均勻的壓漿料漿液倒入漏斗中，直至表面剛接觸到點測規下端即為1725mL±5mL；打開流出口，讓漿液能自由流出，同時開始計時，當漿液全部從漏斗中流完的時間稱為壓漿料漿液的流動度[3]。

3.2.2 漿體自由泌水率和自由膨脹率試驗

采用容量為1000mL 的量筒，分度值為1mL，并配有封蓋，將攪拌好的壓漿漿液倒入量筒內，倒入800mL±10mL，蓋上封蓋，靜置1min 后測得初始高度ɑ1，然后按相同方法測得3h、24d 的泌水面高度ɑ2和水泥漿膨脹面高度ɑ3，精確至0.1mm，通過下式計算出自由泌水率和自由膨脹率。

Bi—i 小時自由泌水率，%；

i—i 小時自由膨脹率，%

3.3 氯離子含量試驗

用萬分之一天平稱取約5g 的壓漿料m1，置于400mL 的燒杯中，然后加水50mL 的蒸餾水，充分攪拌均勻，使試樣完全分散，邊攪拌邊加入50mL的（1+2）硝酸，加熱煮沸，然后在微沸1min～2min[4]。加入5.00mL 的硝酸銀標準溶液，煮沸1min～2min，加入少量濾紙漿。用（1+100）硝酸洗滌過的抽氣過濾，收集濾液約200mL 置于錐形瓶中，放置于暗處冷卻至25℃以下。加入5mL 硫酸鐵銨指標劑，用硫氰酸銨標準溶液滴定至產生紅棕色在搖動下不消失為止。記錄硫氰酸銨溶液體積V1。當小于0.5mL，用減少一半的試樣質量重新試驗[5]。不加入試樣按上述步驟進行空白試驗,記錄空白滴定所用硫氰酸銨標準滴定溶液的體積V2。

ω —為氯離子的質量分數，%

3.3.1 試驗結果：

表3 方案二試驗結果

圖1、不同攪拌時間，不同轉速與流動時間關系曲線(由表1 得來)

圖2、不同攪拌時間，不同轉速與3h 自由泌水率關系曲線(由表1 得來)

3.3.2 試驗結果分析：

2020年10月01日交通運輸部新實施的JTG/T 3650-2020《公路橋涵施工技術規范》，規范中采用較低的水膠比為0.27±0.01，使得漿液的泌水率能達到0%，且要求具有高流動度，不離析，無沉降等和易性；在硬化后要求具有良好的補嘗收縮能力能產生微膨脹效果，有較高的強度，因此研究壓漿漿體的制備工藝是十分有必要的。

1、從數據上分析，在溫濕度一定條件下，用于預應力孔道壓漿的高速制漿機轉速對漿液的流動度有著非常明顯的影響。從500r/min 至2000r/min的過程中，壓漿漿液的流動度會大幅度變化，提現在隨著轉速的增加流動度越大。

2、從表2 可以看出，隨著轉速的增加，相同的水膠比，壓漿材料氯離子含量沒有明顯的改變，從表4 可以看出，隨著水膠比的增加，壓漿材料的氯離子含量減少，即轉速的快慢對壓漿材料氯離子沒有影響，影響氯離子含量的主要是壓漿材料的組成成份。

表4 方案二試驗結果

3、在同樣的攪拌時間下，轉速增加壓漿漿液受到的剪切力也增強，使得漿液中水泥、減水劑、膨脹劑和水能充分的分散，更加均勻，顯然外加劑的作用也能充分的發揮，從表1 數據上看，高速制漿機轉速在1500r/min 條件下攪拌5min，流動效果較好，無泌水，符合規范初始流動度在10～17s 的要求。

4、從圖2 上可以明顯得出，制漿過程中在不同是攪拌時間下，轉速在1000 至1500r/min 之間，3h 自由泌水率均能符合規范要求。

5、從圖3、圖4、圖5 可以明顯得出，在1500r/min 相同轉速下，水膠比越高流動度數值越小，抗折強度越低，抗壓強度越低。

圖3、相同轉速不同水膠比的流動度關系圖

圖4、相同轉速不同水膠與自由膨脹率關系

圖5 不同水膠比與抗折強度關系曲線

6、綜上所述，壓漿料0.28 在1500r/min，攪拌時間在5min 時，攪拌得到的漿液最優，所得的漿液均能滿足規范要求。

4 總結

最后我們充分利用本次的試驗結果，利用工程實際用的壓漿料找出最佳攪拌轉速及攪拌時間，并在滿足規范及相關要求的情況下選擇最大水膠比，成功的應用到閩侯二橋工程（橋梁）中，并在該工程孔道壓漿的試驗段上采取同條件試塊進行強度試驗，抗折強度14.2MPa、抗壓強度61.7MPa 試驗結果都能符合相關要求，取得較好的成果，為今后孔道壓漿的應用及研究積累了一定的經驗。