淺談后張法孔道壓漿漿液配合比設計

劉瑋

【摘 要】隨著預應力結構的普遍應用，后張法孔道壓漿施工質(zhì)量越來越受到工程界的重視與關注。目前后張預應力孔道壓漿的工程質(zhì)量是一個薄弱環(huán)節(jié)，如何進行后張法孔道壓漿漿液配合比的設計與試驗，直接影響達到孔道壓漿的成敗。在此，針對工程中孔道壓漿漿液的配合比設計與試驗問題進行探討。

【關鍵詞】后張法；漿液；設計；

近幾年，預應力結構后張法孔道壓漿的工程質(zhì)量一直是一個薄弱環(huán)節(jié)，這是因為多年來我們所沿用的傳統(tǒng)壓漿方法和工藝存在著很多不確定因素。同時，漿液的質(zhì)量控制標準要求較低，漿液的性能不佳，對壓漿的質(zhì)量產(chǎn)生影響，從而導致孔道壓漿不密實，產(chǎn)生空洞，使預應力筋產(chǎn)生腐蝕，降低結構的耐久性。成功的壓漿必須建立在可靠的材料品質(zhì)和性能以及先進技術和合理工藝的基礎上，傳統(tǒng)的壓漿方法經(jīng)大量工程實踐證明并不是十分可靠，如果漿液的性能不佳、操作上稍有疏忽，很容易在管道內(nèi)產(chǎn)生空洞，即使采用二次壓漿的方法，也不能完全保證管道內(nèi)漿液的密實性。而且漿液泌水現(xiàn)象的存在，會在管道內(nèi)長期積水，有可能使預應力筋和錨具產(chǎn)生銹蝕。因此，漿液性能的好壞直接影響到預應力結構的耐久性，在此，針對某高速公路孔道壓漿的施工應用，淺談漿液配合比的設計與試驗。

一、漿液原材料的選擇與檢驗

《公路橋涵施工技術規(guī)范》JTG/T F50-2011的頒布實施，對水泥漿液的各項性能指標的質(zhì)量規(guī)定了較高的要求。特別是將壓漿材料的水膠比進行了較大幅度的調(diào)整，限制在0.26～0.28之間。隨著高性能聚羧酸減水劑等新材料、高速攪拌機等新設備的開發(fā)，使得低水膠比成為可能。這樣使壓漿材料的性能滿足壓漿施工工藝的需求，保證了工程結構的質(zhì)量。

1、水泥或?qū)Ｓ脡簼{料、專用壓漿劑

水泥應采用性能穩(wěn)定、強度等級不低于42.5的低堿硅酸鹽或低堿普通硅酸鹽水泥，水泥的性能應符合國家標準要求。目前，普通水泥的標準稠度用水量較大，不易設計出水膠比滿足0.26～0.28的漿液。因此，若采用水泥為膠凝材料配制漿液，必須與水泥生產(chǎn)廠家進行溝通，盡量采用低堿、需水量低的硅酸鹽水泥進行試配。

隨著新橋規(guī)的頒布實施，我國一些壓漿料等新材料迅速發(fā)展，目前市場常用的有兩類，一類為專用壓漿料，是由水泥、高性能減水劑、膨脹劑和礦物摻合料等多種材料干拌而成的混合料，在施工時按設計的水膠比拌和后即可使用；另一類為專用壓漿劑，是由高性能減水劑、膨脹劑和礦物摻合料等多種材料干拌而成的混合劑，在施工現(xiàn)場按一定比例與水泥、水拌和后使用。

2、外加劑

外加劑應與水泥具有良好的兼容性，且不得含有氯鹽、亞硝酸鹽或其他對預應力筋有腐蝕作用的成分。減水劑宜用減水率在20%以上、穩(wěn)定、坍落度損失較小的高性能減水劑。膨脹劑宜采用鈣礬石系或復合型膨脹劑，不得采用以鋁粉為膨脹源的膨脹劑或總堿含量0.75%以上的高堿膨脹劑。

3、礦物摻合料

礦物摻合料宜采用Ⅰ級粉煤灰、磨細礦渣或硅灰，其質(zhì)量要符合國家標準要求。礦物摻合料根據(jù)工程需要進行選用，有利于提高漿液的性能。

4、拌和水

水中不應含有對預應力筋或水泥有害的成分，每升水中不得含有350mg以上的氯化物離子或任何一種其他有機物，宜采用符合國家標準的清潔飲用水。

二、漿液配合比的設計與試驗

1、配合比的計算。漿液配合設計可參照《普通混凝土配合比設計手冊》JGJ55中體積法進行設計，然后根據(jù)實測表觀密度對配合比進行校正。

式中：

mc—計算配合比每立方米漿液中水泥用量（kg/m3）

mw—計算配合比每立方米漿液中水的用量（kg/m3）

mp—計算配合比每立方米漿液中膨脹劑的用量（kg/m3）

ρc—水泥表觀密度（kg/m3）

ρj—減水劑表觀密度（kg/m3）

ρp—膨脹劑表觀密度（kg/m3）

2、配合比的檢驗與調(diào)整

用體積法計算出每立方米水泥、減水劑、膨脹劑、水質(zhì)量后，首先進行初始流動度檢驗，當初始流動符合要求，繼續(xù)檢測其余指標。若初始流動不符合要求，則需調(diào)整減水劑與水質(zhì)量或更換原材料，重新設計?？椎缐簼{漿液配需檢測的指標為漿液凝結時間、流動度、泌水率、壓力泌水率、自由膨脹率、充盈度、抗壓強度、抗折強度、對鋼筋的銹蝕作用檢測。以上控制指標是為了保證預應力孔道壓漿具有較好的流動度，具有一定的保塑性能；低泌水率，不離析，無沉降；適宜的凝結時間；在塑性階段具有良好的補償收縮能力，硬化后產(chǎn)生微膨脹；具有一定的強度。

漿液配合比一般設計一至三個不同的水膠比進行各項指標檢驗，對漿液配合比進行優(yōu)化設計，選擇各項指標均滿足要求的配合比作為施工配合比。若個別指標不符合要求，則需重新設計或更換原材料重新設計。當漿液拌合物表觀密度實測值與計算值之差的絕對值不超過計算值的2%，配合比可維持不變；當二者之差超過2%時，應將配合比中各項材料用量均進行校正。

式中：

δ—漿液配合比校正系數(shù)

ρc，t—漿液實測表觀密度（kg/m3）

ρc，c—漿液表觀密度計算值（kg/m3）

三、孔道壓漿的工程實際應用

本項目主要預應力構件為后張法35m預制箱梁，預應力管道為金屬波紋管。采用專用壓漿料配制漿液。漿液配合比及各項指標檢驗結果見下表：

四、后張法預應力孔道壓漿的施工要點

1、壓漿必須及時。由于張拉后預應力筋的內(nèi)部碳晶體結構會重新分布，晶體間的間隙加大，水分子和不良氣體極易侵入，使預應力筋產(chǎn)生銹蝕。因此，在預應力筋張拉后要盡快壓漿。此外，在預應力筋剛剛完成張拉錨固時，結構的抗裂性能最差，及時壓漿則可促進漿液的凝固，使之與結構結合為整體，提高結構的抗彎剛度，從某種程度上增強結構抵抗開裂的能力。

2、壓漿必須密實。密實性是預應力孔道壓漿施工中最關鍵的問題，應從壓漿材料、壓漿設備、壓漿工藝、組織管理方面加強控制。

五、結語

要真正提高后張預應力孔道壓漿的質(zhì)量，需要從多方面進行綜合考慮，首先應保證壓漿材料的品質(zhì)和性能，優(yōu)化配合比設計；其次應使用滿足拌制水泥漿漿液要求的機具設備；以及應采用正確的壓漿技術工藝。但不論采用何種壓漿材料、機具設備和技術工藝，都與施工的精心程度有著極大的關系，換言之，材料、機具設備和技術工藝僅是保證后張預應力孔道壓漿質(zhì)量的必要條件，而精心管理、精心施工則是其充分條件。

參考文獻：

[1]《公路橋涵施工技術規(guī)范》（JTG/T F50-2011）

[2]《普通混凝土配合比設計規(guī)程》（JGJ 55-2011）

[3]《普通混凝土配合比設計規(guī)程》（JGJ 55-2011）