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真空灌浆在预应力混凝土结构中的应用
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-12-05 20:37:53

        【摘 要】:真空灌浆是后张预应力混凝土结构施工中的一项新技术,现已逐步得到应用,浆体的材料、配比及灌浆施工工艺是真空灌浆的关键,文章着重介绍了浆体配比的设计、试验以及灌浆施工工艺及有关应用试验。试验证明,采用真空灌浆工艺是提高后张预应力混凝土结构安全度和耐久性的有效措施。 

  【关键词】:真空灌浆;配比;试验;施工工艺;应用研究  

  一、概述 

  后张预应力混凝土结构中,预应力筋的腐蚀大部分是由于施工和混合料配制不好的结果,配合比是影响混凝土内在质量的一个主要因素,配合比是否合理,直接影响到灰浆强度和灌注密实度是否达到预定的设计要求。传统的灌浆手段是压力灌浆,浆体本身和施工工艺带有一定的局限性,主要表现为:灌入的浆体中常会含有气泡,当混合料硬化后,存积气泡处会变为孔隙,成渗透雨水的聚积地,这些水可能含有有害成分,易造成构件的腐蚀;同时,在严寒的地区,由于温度低,这些水会结成冰,可能会胀裂构件,造成严重的后果;另外,水泥浆容易离析、析水,干硬后收缩,析水会产生孔隙,致使强度不够,粘结不好,为工程留下了隐患。目前预应力混凝土结构中有平直束、弯束、U形束的布筋方法,为了防止预应力筋被腐蚀,提高结构的安全度和耐久性,确保工程质量,目前国外尤其是欧洲已普遍采用真空灌浆工艺,并取得了良好的效果。现将我公司在监理过程中对该工艺的有关施工情况以及在监理过程中对该工艺的经验总结介绍如下。  

  二、灌浆浆体特性要求及配比设计  

  浆体特性要求及对应配比试验 

  (1) 水灰比宜为0.40~0.45,掺人适量减水剂时,水灰比可减小到0.35。 

  (2) 水泥浆的泌水率最大不得超过3%,拌和后3h泌水率宜控制在2%,泌水应在24h内重新全部被浆吸回。 

  (3) 通过试验后,水泥浆中可掺人适量膨胀剂,但其自由膨胀率应小于10%。 

  (4) 水泥浆稠度宜控制在14~18s之间。    

  三、真空灌浆施工工艺    

  1. 各项装置的布置如图1所示    

  2. 预应力筋成孔管材 

  预应力混凝土构件中有采用直束、弯曲和U形束、圆形束等布筋方式,金属波纹管在预应力筋管成孔方面将不能满足小半径的弯曲及U形束、圆形束的布筋要求,故采用新型成孔材料--塑料波纹管。与金属波纹管相比,具有更好的密封住和耐腐蚀性,能为预应力筋提供更好的保护作用,其技术要求见表1。    

  3. 施工步骤 

  (1) 试抽真空 

  将灌浆阀、排气阀全都关闭,真空阀打开;启动真空泵抽真空,观察真空压力表读数,即管内的真空度,当管内的真空度维持在-0.06Mpa时(压力尽量低为好),停泵约 lmin时间,若压力能保持不变即可认为孔道能达到并维持真空。 

  (2) 搅拌水泥浆 

  A. 搅拌要求 

  搅拌水泥浆之前,加水空转数分钟,将积水倒净,使搅拌机内壁充分湿润。搅拌好的灰浆要做到基本卸尽。在全部灰浆卸出之前不得再投入未拌合的材料,更不能采取边出料边进料的方法。 

  B. 装料顺序 

  a 首先将称量好的水(扣除用于溶化减水剂的那部分水)、水泥、膨胀水泥、粉煤灰倒入搅拌机,搅拌2min; 

  b 将溶于水的减水剂倒入搅拌机中,搅拌3min出料; 

  c 水泥浆出料后应尽量马上进行泵送,否则要不停地搅拌。 

  d 必须严格控制用水量,否则多加的水全部泌出,易造成管道顶端有空隙。 

  e 对未及时使用而降低了流动 

  性的水泥浆,严禁采用增加水的办法来增加灰浆的流动性。 

  (3) 灌浆 

  a 将灰浆加到灌浆泵中,在灌浆泵的高压橡胶管出口打出浆体,待这些浆体浓度与灌浆泵中的浓度一样时,关掉灌浆泵,将高压橡胶管此端接到孔道的灌浆管上,扎牢。 

  b 关掉灌浆阀,启动真空泵,当真空度达到并维持在-0.06~-0.09MPa值时,启动灌浆泵,打开灌浆阀,开始灌浆,当浆体经过空气滤清器时,关掉真空泵及抽气阀,打开排气阀。 

  C 观察排气管的出浆情况,当浆体稠度和灌入之前稠度一样时,关掉排气阀,仍继续灌浆2~3min,使管道内有一定的压力,最后关掉灌浆阀。 

  4. 注意事项 

  (1) 锚头一定要密封好,最好在密封后24h开始灌浆。 

  (2) 灌浆管应选用牢固结实的高强橡胶管,抗压能力≥1MPa,带压灌浆时不能破裂,连接要牢固,不得脱管。 

  (3) 严格掌握材料配合比,否则多加的水会全部泌出,易造成管道顶端有空隙。对未及时使用而降低了流动性的水泥浆,严禁采用加水的办法来增加其流动性。浆体材料误差不能超过表2的规定值。   

  (4) 灰浆进入灌浆泵之前应通过70目的筛子。 

  (5)灌浆工作宜在灰浆流动性没有下降的30~45min时间内进行,孔道一次灌注要连续。 

  (6) 中途换管道时间内,继续启动灌浆泵,让浆体循环流动。    

  四、结论   

  经过实际施工经验表明,与普通压力灌浆相比,真空灌浆具有以下优点: 

  (1) 可消除气泡的产生。在灌浆之前,孔道中90%的空气被抽出; 

  (2) 可消除混在稀浆中的气泡,减少有害水分的聚积地; 

  (3) 真空灌浆工艺能提供连续、快速的施工,对于长15m、内径φ92mm的管道,抽真空只需几秒钟,灌浆只需2~3min; 

  (4) 能提供均匀、密实的灰浆,灌满率在99%以上; 

  (5) 对于弯束、U形束、竖向束的孔道灌浆,则更能体现真空灌浆的优越性。 

  总之,由于真空灌浆施工工艺本身有较高水平的质量控制,加上采用合理配比的混合料,采用真空灌浆技术将能保证孔道灌浆的均匀性,能形成一个密实、不透水的保护层,并能消除孔隙。另外,塑料波纹管是绝缘体,与金属波纹管相比,具有更强的耐腐蚀性,大大改善了构件的防腐蚀性能。因此真空灌浆技术是确保高质量灌浆的一个强有力的手段。 

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