淺論真空壓漿在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

摘要：真空壓漿施工工藝本身有較高水平質(zhì)量控制，采用真空壓漿技術(shù)能保證孔道壓漿的均勻性，能形成一個(gè)密實(shí)的、不透水的保護(hù)層，并能很好的消除空隙。文章介紹了真空壓漿技術(shù)的原理，并重點(diǎn)介紹了真空壓漿技術(shù)的施工工藝、施工注意事項(xiàng)，及真空壓漿技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)壓漿技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力管道;真空壓漿;混凝土梁

1、真空壓漿原理

真空壓漿的基本原理是首先將孔道系統(tǒng)密封，其次在孔道的一端（即錨墊板壓漿孔處）使用抽真空泵對(duì)孔道抽真空，使之產(chǎn)生-0.06～-0.10 MPa的真空度，然后用壓漿泵將攪拌好、檢測(cè)合格的水泥漿從另一端錨墊板壓漿孔壓人，直至充滿(mǎn)整條孔道，并加以不小于0.5 MPa的正壓力，直至水泥漿從真空端流出，流動(dòng)度符合規(guī)范要求，特定的排漿管將多余漿液排出，關(guān)閉出漿閥后，保持一個(gè)壓力不小于0.5 MPa的穩(wěn)壓期，持續(xù)時(shí)間不小于3 min，以保證孔道內(nèi)水泥漿充分包裹預(yù)應(yīng)力筋，充滿(mǎn)整條管道，使孔道壓漿充盈度合格。

2、施工工藝

2.1 設(shè)備及組件

（1）水泥漿攪拌機(jī)。攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速不低于1000r/min，葉片的線(xiàn)速度不宜小于10 m/s，最高線(xiàn)速度宜限制在20 m/s以?xún)?nèi)。攪拌機(jī)儲(chǔ)料罐應(yīng)帶有攪拌功能，以確保漿體的流動(dòng)性。攪拌罐與儲(chǔ)料罐之間應(yīng)有過(guò)濾網(wǎng)，網(wǎng)眼不大于3 mm×3 mm。

（2）壓漿機(jī)。壓漿機(jī)應(yīng)采用連續(xù)式壓漿泵，其特點(diǎn)是連續(xù)工作，漿體壓力無(wú)波動(dòng)，泵送漿體無(wú)氣泡，密封性強(qiáng)。

（3）抽真空泵。真空泵應(yīng)能達(dá)到0.10 MPa的負(fù)壓力。

（4）其他組件。內(nèi)接直徑20 mm的鋼管;直徑20mm的活接頭;直徑20 mm × 15 mm的異徑三通;直徑15 mm的鋼管和排水管;直徑15 mm的閥門(mén);直徑20mm的鋼管;帶鋼絲透明軟管、真空壓力表;直徑40mm× 20mm異徑彎頭;直徑40 mm鋼管;直徑15 mm× 10 mm的異徑接頭;直徑15 mm的閥門(mén);直徑15 mm的網(wǎng)紋水管、鋼扣碗、橡膠墊、高強(qiáng)壓漿管（橡膠管，應(yīng)滿(mǎn)足能承受壓漿過(guò)程中的壓力不小于2 MPa的要求）、計(jì)量及稱(chēng)重設(shè)備等。

2.2 對(duì)漿液的要求

漿液除了滿(mǎn)足不離析、不析水，硬化孔隙低、滲透性小，不收縮或低收縮等表觀(guān)要求外，其性能還應(yīng)符合下列技術(shù)指標(biāo)要求：

（1）水膠比。0.26～0.28。

（2）流動(dòng)度。初始流動(dòng)度10～17 S、30 min流動(dòng)度l0～20 s、60 min流動(dòng)度10～25 S。

（3）泌水率。24 h自由泌水率為零，3 h鋼絲間泌水率不大于0.1%。

（4）凝結(jié)時(shí)間。初凝不小于5 h，終凝不大于24h。

（5）7 d強(qiáng)度?？拐蹚?qiáng)度不小于6 MPa，抗壓強(qiáng)度不小于40 MPa。

（6）28 d強(qiáng)度?？拐蹚?qiáng)度不小于10 MPa，抗壓強(qiáng)度不小于50 MPa。

（7）自由膨脹率。3 h為0～2%，24 h為0～3%。

（8）充盈度。合格。

所使用的原材料和配合比需經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。漿液攪拌好后，應(yīng)在監(jiān)理工程師見(jiàn)證下檢測(cè)水膠比、流動(dòng)度、溫度等指標(biāo)，合格后才能進(jìn)行孔道壓漿。

2.3 對(duì)原材料的要求

（1）水泥。應(yīng)采用供應(yīng)性能穩(wěn)定、強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5級(jí)的低堿硅酸鹽或低堿普通硅酸鹽新鮮水泥。

（2）水。最好為飲用水，氯化物含量應(yīng)小于350mg/L，水中不能有雜物和有機(jī)質(zhì)。按照每包水泥（50kg）計(jì)算用水量后，確定相應(yīng)容器。

（3）外加劑。應(yīng)與水泥具有良好的相容性，且不得含有氯鹽、亞硝酸鹽或其他對(duì)預(yù)應(yīng)力筋有腐蝕作用的成分。

壓漿原材料中氯離子含量不應(yīng)超過(guò)膠凝材料總量的0.06%，比表面積應(yīng)大于350 m /kg，三氧化硫含量不應(yīng)超過(guò)6.0%。在配制漿液混和物時(shí)，水泥、外加劑、水的稱(chēng)量均

以質(zhì)量計(jì)精確到±1%。

2.4 壓漿施工步驟

（1）當(dāng)全部預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢，并確認(rèn)合格后，方可切割除超長(zhǎng)的預(yù)應(yīng)力筋。切割時(shí)只能用砂輪鋸切斷，切割后預(yù)應(yīng)力筋的外露長(zhǎng)度不得小于20～30 mm。用螺栓將鋼扣碗與錨墊板螺絲孔連接，其中間加墊橡膠墊片，使錨板及夾片、外露鋼絞線(xiàn)全部扣住。封堵必須嚴(yán)密，做到不漏漿、不漏氣。壓漿管和抽真空管由鍍鋅水管引出，引出端帶螺紋。

（2）壓漿前，應(yīng)清除梁體管道內(nèi)雜物與積水，嚴(yán)禁在管道內(nèi)有水的情況下進(jìn)行抽真空壓漿。

（3）檢查攪拌機(jī)、壓漿泵、真空泵及配套設(shè)備的性能，把真空泵、壓漿設(shè)備按順序連接起來(lái)，檢查設(shè)備部件及使用狀態(tài)是否完好，以及高強(qiáng)橡膠輸漿管及其他連接處連接是否牢固。在使用真空泵時(shí)應(yīng)先將水閥打開(kāi)，再開(kāi)抽真空泵;關(guān)泵時(shí)先關(guān)水閥，后停抽真空泵。

（4）根據(jù)經(jīng)過(guò)監(jiān)理工程師批復(fù)的水泥漿配合比確定施工配合比，攪拌水泥漿，首先將提前計(jì)量好的水倒人攪拌機(jī)內(nèi)，然后將水泥以每包為單位加入攪拌機(jī)內(nèi)，同時(shí)加入20% ～30% 的外加劑，啟動(dòng)攪拌機(jī)攪拌2～3min，然后緩慢將剩余外加劑倒入，再攪拌約3 min。對(duì)未及時(shí)使用而降低了流動(dòng)性的水泥漿，嚴(yán)禁重拌后使用。拌和時(shí)觀(guān)察水泥漿的流動(dòng)度，壓漿過(guò)程中，水泥漿應(yīng)不間斷攪拌?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)定水泥的出機(jī)口流動(dòng)度、溫度，看是否滿(mǎn)足技術(shù)指標(biāo)要求，否則應(yīng)重拌水泥漿，直至符合要求為止。漿液壓入梁體管道之前，應(yīng)首先開(kāi)啟壓漿泵，使?jié){液從壓漿泵嘴排出一部分，以消除壓漿管路中的空氣、水和不能使用的漿。當(dāng)排出的漿體流動(dòng)度與攪拌機(jī)儲(chǔ)料罐中的流動(dòng)度一致時(shí)，才能與壓漿端管道連接。

（5）真空壓漿施工設(shè)備連接見(jiàn)圖1。首先把閥門(mén)3、閥門(mén)4關(guān)掉，打開(kāi)閥門(mén)1、閥門(mén)2，先將真空泵上的水閥打開(kāi)，啟動(dòng)真空泵進(jìn)行抽真空。當(dāng)真空達(dá)到-0.06～ -0.08 MPa時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)4，啟動(dòng)壓漿機(jī)。如果真空度達(dá)不到要求，應(yīng)停止作業(yè)，檢查各管件連接部位，直到真空度達(dá)到要求再進(jìn)行作業(yè)。

（6）在壓漿過(guò)程中要保持真空泵開(kāi)啟狀態(tài)，持續(xù)一段時(shí)間后，當(dāng)看到閥門(mén)1、閥門(mén)2、閥門(mén)3之間的透明三通管內(nèi)有漿液通過(guò)時(shí)，立即關(guān)掉抽真空泵及閥門(mén)2，并打開(kāi)閥門(mén)3。

（7）注意察看流向廢漿池內(nèi)的漿液情況，當(dāng)漿液流動(dòng)度符合規(guī)范要求時(shí)，關(guān)掉閥門(mén)3，繼續(xù)壓漿，使管道內(nèi)壓力處于不小于0.5 MPa的一個(gè)穩(wěn)壓期，該穩(wěn)壓期不宜小于3 min，再關(guān)掉閥門(mén)4。當(dāng)管道較長(zhǎng)時(shí)，最大壓力宜為1.0 MPa。梁體豎向預(yù)應(yīng)力筋管道壓漿的最大壓力可控制在0.3～0.4 MPa。

（8）壓完一個(gè)預(yù)應(yīng)力管道后，將活接頭拆下清洗干凈，然后接到另一條預(yù)應(yīng)力管道上進(jìn)行壓漿，其余接頭不要拆動(dòng)。重復(fù)上述步驟，開(kāi)始對(duì)其他預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行壓漿。真空壓漿后10 h可以將兩端閥門(mén)拆下，清洗干凈后存放。

（9）當(dāng)梁體所有管道全部注完后關(guān)閉壓漿泵，完成壓漿。拆卸外接管、連接件。

（10）完成當(dāng)日壓漿后，將所有使用過(guò)的輸漿管、壓漿泵、攪拌機(jī)、閥門(mén)、連接件等清洗干凈。

3、施工注意事項(xiàng)

為了更好地控制真空壓漿質(zhì)量，結(jié)合施工實(shí)際情況，應(yīng)注意以下問(wèn)題。

（1）施工前必須制訂合理可行且符合規(guī)范要求的專(zhuān)項(xiàng)施工方案，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后實(shí)施，對(duì)每位操作人員進(jìn)行詳細(xì)認(rèn)真的技術(shù)交底，確保操作人員對(duì)整個(gè)壓漿施工工藝要求都了如指掌、操作熟練。

（2）在后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁段制作時(shí)，波紋管之間的接口、波紋管與錨墊板的連接應(yīng)緊密，壓漿孔應(yīng)采用軟材料填充，梁體混凝土澆筑后再取出，以避免水泥漿進(jìn)入壓漿孔。

（3）預(yù)應(yīng)力筋終張拉后，應(yīng)在48 h內(nèi)進(jìn)行管道壓漿施工，以確保預(yù)應(yīng)力值準(zhǔn)確，防止預(yù)應(yīng)力筋銹蝕。

（4）壓漿前管道兩端的封錨要符合密封要求，使管道在壓漿時(shí)的真空度得到保證，注意壓漿管與排氣管的安裝方向。

（5）若壓漿管道為曲線(xiàn)，應(yīng)在波紋管每個(gè)波峰的最高點(diǎn)靠同一端設(shè)立觀(guān)察閥，高出混凝土面20cm。

（6）輸漿管應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)橡膠管，帶壓壓漿時(shí)不易破裂，連接要牢固，不得脫落。中途換管時(shí)，啟動(dòng)壓漿泵，保持漿液流動(dòng)，防止沉淀堵管。

（7）攪拌好的水泥漿在壓人管道前必須做流動(dòng)度、溫度檢測(cè)，符合技術(shù)指標(biāo)要求后方可進(jìn)行壓漿。

（8）壓漿順序先下后上，同一管道壓漿應(yīng)緩慢、均勻地進(jìn)行，一次完成，壓漿不得中斷。水泥漿自攪拌至壓入管道的間隔時(shí)間，不得超過(guò)40 min。儲(chǔ)料罐的儲(chǔ)漿體積必須大于所要壓注的一條預(yù)應(yīng)力管道體積。

（9）壓漿過(guò)程中，每一工作班應(yīng)制作3組標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件（40 mm×40 mm×160 mm），進(jìn)行抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度試驗(yàn)，作為質(zhì)量評(píng)定的依據(jù)。對(duì)壓漿過(guò)程進(jìn)行記錄。記錄項(xiàng)目應(yīng)包括：壓漿原材料、配合比、攪拌時(shí)間、出機(jī)口流動(dòng)度、漿液溫度、環(huán)境溫度、真空度、穩(wěn)壓壓力及時(shí)間、現(xiàn)場(chǎng)壓漿負(fù)責(zé)人、監(jiān)理工程師等。

（10）壓漿時(shí)漿液溫度應(yīng)在5℃～30℃之間，壓漿過(guò)程及壓漿后2 d內(nèi)，梁體及環(huán)境溫度不應(yīng)低于5℃，否則應(yīng)采取保溫措施，并應(yīng)按冬季施工要求處理。在環(huán)境溫度高于35℃ 時(shí)，應(yīng)選擇溫度較低的時(shí)段施工，如在夜間進(jìn)行。

（11）管道壓漿時(shí)，壓漿端操作人員需戴防護(hù)眼鏡、穿雨靴、戴防水手套。膠管與壓漿泵及進(jìn)口閥門(mén)連接牢固后，才能開(kāi)始?jí)簼{。擰壓漿閥時(shí)應(yīng)站在孔道的側(cè)面，以防止?jié){體噴出傷人。

（12）壓漿強(qiáng)度未達(dá)到28 d強(qiáng)度要求之前，不得對(duì)梁體進(jìn)行靜載試驗(yàn)或其他加載。

（13）由于真空壓漿工藝技術(shù)要求高，對(duì)整個(gè)施工質(zhì)量的控制，包括操作人員素質(zhì)、機(jī)具設(shè)備性能等方面提出了較高的要求。任何細(xì)小環(huán)節(jié)的疏忽和失誤都很可能會(huì)影響到真空壓漿的施工質(zhì)量。

4、結(jié)語(yǔ)

與普通壓漿相比，真空壓漿具有以下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：（1）在抽真空的狀態(tài)下，管道內(nèi)的空氣、水份以及混在水泥漿中的氣泡被消除（如在預(yù)應(yīng)力孔道頂部以及錨具后面的氣泡），減少了漿液孔隙泌水現(xiàn)象。

（2）壓漿過(guò)程中管道具有良好密封性，使?jié){液穩(wěn)壓并保證充滿(mǎn)整條管道。

（3）嚴(yán)格的漿液拌制，使其不會(huì)出現(xiàn)析水、干硬收縮等問(wèn)題，消除了裂縫的產(chǎn)生，使壓漿的充盈度得到了保證。

（4）管道內(nèi)漿液在真空狀態(tài)下，減小了由于管道高低彎曲而造成的漿液自身壓力差，便于漿液充滿(mǎn)整個(gè)預(yù)應(yīng)力管道，對(duì)于彎曲、U型、豎向預(yù)應(yīng)力筋更能體現(xiàn)真空壓漿的優(yōu)越性。

（5）真空壓漿過(guò)程是一個(gè)連續(xù)、均勻且迅速的過(guò)程，縮短了壓漿時(shí)問(wèn)。

該項(xiàng)目上使用真空壓漿施工工藝，在預(yù)應(yīng)力管道壓漿的施工質(zhì)量控制上比較理想，提高了后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁可靠性和耐久性。

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