箱梁真空压浆工艺应用

真空辅助压浆在新疆克塔高速公路箱梁预制中的应用

殷力军

(中国水电建设集团十五工程局有限公司陕西西安710065)

摘要:本文介绍真空辅助压浆技术在后张法预应力箱梁中的应用,为加强对真空压浆技术的掌握,及对正确操作的重要性的认识,本作业指导书特详细阐述。

关键词:真空辅助压浆压浆工艺箱梁预制应用

1工程概况

G3015新疆克拉玛依至塔城高速公路KT-1标段,主线设计起止里程为K0+150~K80+920,全长80.77km,该段位于新疆西北部托里县境内。该标段内设计有二十五座大、中桥梁,桥梁上部结构为30m和25m预应力混凝土预制箱梁,预制场设在S201省道K85+450桩号左侧处,共预制30m预应力箱梁172片,25m预应力箱梁1080片。根据“《新疆公路建设标准化施工手册》”和《公路桥涵施工技术规范》要求,对箱梁预应力孔道灌浆采用真空辅助压浆工艺,在大规模使用真空辅助压浆工艺施工,能够确保压浆施工质量的做法和经验,值得向大家推广一下。

2真空辅助压浆的理论

2.1真空压浆原理

(1)在封闭的孔道中,把浆液视为一流动的液柱,进浆端的正压力将液柱一方面源源不断的压注进入管道,给液柱施加一强大的推力;另一方面,出浆口端的真空泵给液柱施加拉力。

(2)孔道内空气稀薄,液柱在相对于空气中的表面张力及表面能减小,使浆液更容易填充预应力筋的间隙并带走残存在预应力筋间隙的水分,不易形成气泡(气泡较多也可影响过浆面积),密实填充成孔材料空间。

2.2真空辅助压浆

真空辅助压浆工艺是后张预应力压浆施工的一项新技术,它的基本原理是在孔道的一端采用真空泵对预应力管道先进行抽真空,使之产生-0.08Mpa左右的真空度,然后用压浆泵将搅拌好的水泥浆体从孔道的另一端压入直至充满整条孔道,并加以不大于0.7Mpa的正压力。

3真空辅助压浆施工

3.1浆体的技术要求

(1)浆体技术要求

浆体采用专用特种配制真空压浆剂,满足如下技术要求:流动度(S):10~25;水灰比(W/C):0.26~0.28;泌水性:小于水泥浆初体积的2%,四次连续测试结果的平均值小于1%,拌合后24h水泥浆的泌水应能重新全部被浆吸回;体积变化率(%):<2;强度(MPa):7天强度>40MPa,28天强度≥50MPa;初凝时间(小时):≥5;腐蚀性:浆体对钢绞线无腐蚀作用;抽真空

-0-

度:-0.06~-0.1MPa。

(2)压浆配合比

孔道压浆为C50水泥浆,水泥采用普通硅酸盐水泥,压浆剂为水泥内掺量的10%。

配合比:水泥∶水∶压浆剂=90∶25.2∶10

浆体稠度18-20秒,灰浆搅拌时间8-10min。

3.2真空辅助压浆主要设备

(1)真空泵1台(含真空压力表、过滤装置),配透明软管一根;(2)压浆泵1台,配套高压橡胶管3根;(3)砂浆搅拌机1台,拌浆能力0.5立方米;(4)带阀门金属管若干根(约70个左右);(5)20kg左右秤1台、计量水桶;(6)循环水水桶(可用铁皮油桶)、废液桶(可用较大塑料桶);(7)稠度测试桶1个、秒表1个。

3.3真空辅助压浆施工工艺

3.3.1准备工作

(1)张拉施工完成后,要切除外露的钢绞线,注意钢绞线的外露量≤30mm,然后用水泥砂浆封锚头,再安装密封罩,最后连接真空泵和压浆泵及其它配套设备,并连接牢固、密封不漏气;

(2)在压浆施工前将锚垫板表面清理,保证平整,装上石棉密封圈,将密封罩与锚垫板上的安装孔对正,用螺栓拧紧;

(3)清理锚垫板上的压浆孔,保证压浆通道通畅;

(4)确认浆体配合比,按配方秤量浆体材料;

(5)检查材料、设备、附件的型号或规格、数量等是否符合要求;

(6)按真空辅助压浆装布置图进行各单元体的密封连接,确保密封罩、管路各接头的密封性;

(7)检查供水、供电是否齐全、方便。

3.3.2试抽真空

启动真空泵10min试抽真空,检查水泥砂浆封锚头或密封罩是否完全密封,真空度应达到-0.08MPa左右。将压浆阀关闭,抽真空阀打开,启动真空泵抽真空,从导管中排除空气,观察真空压力表的读数,应能达到负压力0.08MPa左右。当孔道内的真空度保持稳定时(真空度越高越好),停泵1min,若压力降低小于-0.02MPa即可认为孔道能基本达到并维持真空。如未能满足此数据则表示孔道未能完全密封,需在压浆前进行检查及更正工作。

3.3.3拌浆

(1)拌浆前先加水至搅拌机拌浆筒空转数分钟,使拌浆筒内壁充分湿润;

(2)将称量好的水倒入搅拌机的拌浆筒之后边搅拌边倒入水泥,在搅拌3~5min直至均匀;

(3)将外加剂倒入拌拌筒,再搅拌5~15min,测试稠度后放入储浆桶;

⑷倒入储浆桶的浆体不管是否马上泵送,都要不停地搅拌。

3.3.4压浆

(1)启动真空泵,当真空度达到并维持在-0.06~-0.08MPa值时,启动压浆泵;

-1-水灰比W/C=0.28

(2)压浆泵的高压橡胶管出口打出浆体,待这些浆体浓度与储浆筒中的浓度一样时,关掉压浆泵,关闭高压橡胶管压浆阀门,将高压橡胶管的压浆管接到孔道的压浆管上,打开这两个压浆管的阀门开始压浆;

(3)观察管5的出浆情况,当浆体稠度和灌入之前稠度一样时,关闭阀6,孔道加压到0.5MPa左右,仍继续压浆2~3min,使管道内有一定的压力,完成排气泌水,使管道内浆体密实饱满,完成压浆,最后关掉压浆阀;

(4)压浆时每个工作班应留取不小于3组的7.07×7.07×7.07cm立方体试件,标准养护28天,并检查其抗压强度作为压浆质量评定的依据之一。

3.3.5清洗

清洗压浆泵、搅拌机、阀门、过滤装置、各种管道以及粘有灰浆的工具。

4真空辅助压浆特点

(1)由于孔道内和压浆泵之间的正负压力差,孔道中原有的空气和水被清除。同时,混夹在水泥浆中的气泡和多余的自由水被排出,大大提高孔道内浆体的饱满和密实度。

(2)浆体中的微沫及稀浆在真空负压下率先进入负压容器,待稠浆流出后,孔道中浆的稠度即能保持一致,使浆体密实性和强度得到保证。

(3)压浆过程中孔道具有良好的密封性,使浆体保压及充满整个孔道得到保证。

(4)工艺及浆体的优化,减少浆体的离析、析水和干硬收缩,同时提高浆体的强度,使压浆的饱满性及强度得到保证。

(5)真空压浆过程是一个连续且迅速的过程,缩短了压浆时间。

(6)孔道在真空状态下,减小了由于孔道高低弯曲而使浆体自身形成的压头差,便于浆体充盈整个孔道,尤其是一些异形关键部份。

5结束语

后张预应力结构中,预应力筋主要依靠成孔材料和包裹在预应力筋外面的浆体这两层屏障进行防腐保护。浆体除了具有保护预应力筋的作用外,还会对后张预应力砼梁的整体强度产生重要的影响。如果压浆浆体不饱满,不仅会使梁的整体强度有较大的降低,会导致梁体裂缝提早出现,而且会导致预应力筋由于得不到包裹而失去保护作用,极易产生腐蚀,直接威胁到预应力混凝土桥梁的安全性和耐久性。故桥梁梁体纵向预应力管道采用真空辅助压浆工艺来提高压浆质量来很好地解决上述问题,从而全面提高预应力筋的防护功能,最终达到提高预应力构件耐久性和安全性的目的。

作者简介:殷力军(1969-)男,陕西商洛人,高级工程师,主要从事桥梁施工与技术管理工作。

通信地址:陕西省咸阳市金旭路1号金旭学校刘锦梅老师转,邮编:712000

联系电话:[1**********](陕西咸阳)

电子邮箱:[email protected]

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