混凝土預(yù)應(yīng)力智能壓漿機(jī)原理及大循環(huán)智能壓漿工藝實(shí)現(xiàn)

王其偉 飛鵬 陳德軍

摘 要：介紹常用智能壓漿機(jī)的主要組成部分、工作原理及優(yōu)點(diǎn)。然后介紹大循環(huán)壓漿工藝在制漿、儲(chǔ)漿、壓漿的注意事項(xiàng)。然后以混凝土預(yù)制梁大循環(huán)智能壓漿為例，介紹大循環(huán)智能壓漿作業(yè)的部分技術(shù)要點(diǎn)。最后總結(jié)及智能壓漿的部分注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；壓漿；智能；大循環(huán)

中圖分類號：U445.57 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）15-0115-02

0 引言

隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用于建筑工程施工中，自動(dòng)化、智能化的工程機(jī)械不斷涌現(xiàn)，并迅速得以應(yīng)用，不僅提高了工程施工的效率，也成為工程質(zhì)量控制的重要手段之一。

智能壓漿機(jī)屬于移動(dòng)式灰漿攪拌儲(chǔ)料輸送設(shè)備，主要包括水泥灰漿高速攪拌裝置和水泥灰漿儲(chǔ)料（低速攪拌防凝固）輸送裝置。智能壓漿機(jī)可用于制備水泥灰漿及其它粉料與液體物料的攪拌混合，制成有一定流動(dòng)性的混合物，可應(yīng)用于后張預(yù)應(yīng)力壓漿、瀝青路面就地冷再生制漿，隧道邊坡防護(hù)制漿噴漿等，適用于道路、鐵路、橋梁和隧道等工程施工，是現(xiàn)場施工的理想設(shè)備。

智能壓漿機(jī)是一種自動(dòng)化程度較高的制漿設(shè)備，最常見的應(yīng)用之一是，混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在完成張拉后，對孔道進(jìn)行壓注水泥漿，一方面起到對預(yù)應(yīng)力筋的防護(hù)作用，保證結(jié)構(gòu)物的耐久性；另外使預(yù)應(yīng)力筋通過灰漿與周圍混凝土結(jié)成整體，增加錨固的可靠性，提高結(jié)構(gòu)的抗裂性和承載能力。

這里介紹智能壓漿機(jī)的工作原理，及使用智能壓漿機(jī)實(shí)現(xiàn)混凝土預(yù)制梁的大循環(huán)壓漿施工工藝。首先介紹智能壓漿機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，其次介紹灰漿的制作和壓漿注意事項(xiàng)，然后介紹如何使用智能壓漿機(jī)完成混凝土預(yù)應(yīng)力梁的大循環(huán)壓漿，最后總結(jié)了智能壓漿機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，并有針對性地提出建議。

1 智能壓漿機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)

1.1 智能壓漿機(jī)概述

智能壓漿機(jī)一般包括供料配料裝置、攪拌制漿裝置、儲(chǔ)漿裝置、壓漿裝置及相應(yīng)的管道、閥門等組件，以及相應(yīng)的控制系統(tǒng)組成，如圖1所示，并設(shè)置超壓自動(dòng)報(bào)警控制功能，以保證施工中的安全。

1.2 智能壓漿機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和自動(dòng)化控制原理

供水裝置主要由水箱、水泵、流量計(jì)及管道組成。水泵將水箱中的攪拌用水經(jīng)流量計(jì)計(jì)量后送入攪拌制漿裝置的攪拌制漿筒中。攪拌制漿裝置主要由攪拌制漿筒及攪拌裝置組成。制成的灰漿經(jīng)蝶閥流入儲(chǔ)漿桶中存儲(chǔ)。儲(chǔ)漿桶有低速攪拌裝置，使灰漿保持一定穩(wěn)定性和流動(dòng)度壓漿泵將儲(chǔ)漿桶內(nèi)的灰漿加壓并輸送到預(yù)應(yīng)力管道中。壓力測量控制裝置主要由進(jìn)漿壓力表、返漿壓力表、返漿壓力調(diào)節(jié)閥等組成，進(jìn)漿壓力表能夠準(zhǔn)確測量管路中灰漿的壓力，供自動(dòng)控制系統(tǒng)獲取該壓力，壓漿過程中自動(dòng)記錄該壓力值。

系統(tǒng)可完成水計(jì)量、攪拌時(shí)間控制、灰漿壓力測量、灰漿攪拌等功能，有效保證了灰漿質(zhì)量；進(jìn)漿壓力表、返漿壓力表等壓力測量控制裝置可以時(shí)刻顯示和記錄壓漿過程中的壓力，為監(jiān)控灰漿質(zhì)量提供了保證。

由于環(huán)境、氣候等多方面的原因，在實(shí)際應(yīng)用中，常常會(huì)出現(xiàn)計(jì)量精度下降的情況發(fā)生，從而影響工程施工。

2 使用智能壓漿機(jī)實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力橋梁的大循環(huán)壓漿

2.1 大循環(huán)壓漿的概述

傳統(tǒng)壓漿工藝中，因缺少可靠的壓力測量和控制措施，壓漿壓力不穩(wěn)定，孔道內(nèi)的漿液易產(chǎn)生氣塞，造成壓漿不密實(shí)；二是缺少操作簡便的精確計(jì)量裝置，造成水膠比不穩(wěn)定，泌水率過大時(shí)，孔道內(nèi)容易形成積水而銹蝕鋼絞線。使用智能壓漿機(jī)實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力橋梁等混凝土構(gòu)件的大循環(huán)壓漿，有效彌補(bǔ)了上述不足，減少了人為因素的影響，有效提高了壓漿質(zhì)量，有效保證了橋梁的施工質(zhì)量，得到了業(yè)內(nèi)專家的一致認(rèn)可，并逐漸得以普及。部分智能型壓漿機(jī)還具有壓漿數(shù)據(jù)記錄功能，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)將水膠比、壓力等數(shù)據(jù)保存下來，實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的監(jiān)控。

2.2 大循環(huán)壓漿的實(shí)現(xiàn)

如圖1所示，是使用智能壓漿機(jī)實(shí)現(xiàn)預(yù)制梁大循環(huán)壓漿過程的示意圖。

工作過程大致分為：制漿、儲(chǔ)漿、壓漿三個(gè)過程，壓漿完畢還需要對壓漿機(jī)及輸送管道閥門進(jìn)行清洗等。

（1）制漿：輸入灰漿的配比，開啟攪拌電機(jī)，開啟水計(jì)量程序，水箱中的水經(jīng)水泵、流量計(jì)計(jì)入攪拌桶；將已計(jì)量的水泥等制漿劑緩慢投入攪拌桶中，邊投料邊攪拌。

（2）儲(chǔ)漿：灰漿攪拌完畢后，打開出漿閥，灰漿從攪拌桶流入儲(chǔ)漿桶。

（3）壓漿：管道按圖1所示連接好后，開啟出漿調(diào)壓閥和返漿調(diào)壓閥，及梁體兩端的四個(gè)手動(dòng)球閥；啟動(dòng)螺桿泵，灰漿經(jīng)出漿壓力表測壓后沿管道進(jìn)入梁體下端的進(jìn)漿管道，經(jīng)過梁體另一側(cè)的連接管道進(jìn)入返漿管道，然后由返漿壓力表測壓，最后經(jīng)返漿調(diào)壓閥進(jìn)入儲(chǔ)漿桶。根據(jù)進(jìn)漿壓力表和返漿壓力表數(shù)值，適當(dāng)調(diào)節(jié)出漿調(diào)壓閥和返漿調(diào)壓閥，以返漿口滿足規(guī)范最低壓力值來設(shè)置灌漿壓力，可以保證沿途壓力損失后管道內(nèi)仍滿足規(guī)范要求的最低壓力值。在流量均勻的情況下，使返漿壓力表數(shù)值不小于規(guī)范要求的壓力。（2011版橋涵施工技術(shù)規(guī)范7.9.8條規(guī)定“對水平或曲線管道，壓漿壓力宜為0.5～0.7Mpa）。

壓漿時(shí)，對于豎向孔道和曲線孔道，應(yīng)該從最低點(diǎn)的壓漿孔壓入，在最高點(diǎn)的排氣孔排氣和泌水，適當(dāng)控制壓漿速度，應(yīng)緩慢、均勻，不要中斷，依次打開和關(guān)閉所有最高點(diǎn)的排氣孔，使孔道內(nèi)的氣體徹底排除。當(dāng)進(jìn)、出漿口壓力差保持穩(wěn)定后，可判定管道充盈。

當(dāng)返回端漿液達(dá)到規(guī)定的稠度，飽滿出漿后，關(guān)閉出漿調(diào)節(jié)閥，保持孔道內(nèi)壓力不小于0.5Mpa，穩(wěn)壓時(shí)間不小于3分鐘，穩(wěn)壓期間持續(xù)補(bǔ)充漿液進(jìn)入孔道，保證密實(shí)。

穩(wěn)壓一定時(shí)間后，關(guān)閉梁體兩側(cè)的手動(dòng)球閥，拆卸輸送管道，壓漿過程結(jié)束。

表1為20米預(yù)制箱梁壓漿時(shí)的數(shù)據(jù)。

大循環(huán)智能壓漿工藝彌補(bǔ)了真空壓漿工藝上的不足，可以精確控制漿液質(zhì)量，引入“循環(huán)”壓漿新概念，使?jié){液在管道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，使管道內(nèi)的空氣和雜質(zhì)徹底排出，能夠精確控制壓漿壓力和穩(wěn)壓時(shí)間，從而確保預(yù)應(yīng)力管道中的漿液密實(shí)。

3 結(jié)語

使用智能壓漿機(jī)實(shí)現(xiàn)大循環(huán)智能壓漿，利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)，能較容易實(shí)現(xiàn)壓漿質(zhì)量的控制，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，其主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）能夠使管道內(nèi)的空氣和雜質(zhì)徹底排出。管道內(nèi)灰漿從返漿口導(dǎo)流至儲(chǔ)漿桶，再從出漿口泵入管道，漿液在管道內(nèi)持續(xù)循環(huán)，形成大循環(huán)回路，通過調(diào)整壓力和流量，將管道內(nèi)空氣通過返漿口徹底排出，還可帶出孔道內(nèi)殘留的雜質(zhì)，從而保證管道漿液內(nèi)無氣室、氣倉，管道內(nèi)漿液密實(shí)。（2）可以精確控制灌漿壓力。精確測量管道壓力損失，以返漿口滿足規(guī)范最低壓力值來設(shè)置灌漿壓力，保證沿途壓力損失后管道內(nèi)仍滿足規(guī)范要求的最低壓力值。關(guān)閉返漿口后較長時(shí)間內(nèi)保持不低于0.5MPa的壓力。（3）能夠準(zhǔn)確控制水膠比。按施工配合比自動(dòng)加水，準(zhǔn)確控制加水量，從而保證水膠比符合要求。（4）大循環(huán)是一次壓注兩個(gè)孔道，工效提高1倍。

大循環(huán)智能壓漿出現(xiàn)機(jī)率較大的幾個(gè)問題有：（1）壓漿機(jī)清洗不徹底，殘留灰漿凝結(jié)硬化，造成壓力測量不準(zhǔn)確，管道閥門不靈活，接管道接口密封不嚴(yán)等。（2）封堵管未擰緊，管口銹蝕等造成封堵不嚴(yán)，造成漏漿、保持壓力時(shí)壓力下降。建議封堵管涂抹潤滑油，以延長使用壽命，封堵管需定期更換。

大循環(huán)智能壓漿工藝，使得預(yù)應(yīng)力管道壓漿從傳統(tǒng)的“事后檢測”到“事中監(jiān)控”，對壓漿的相關(guān)參數(shù)從被動(dòng)測試到主動(dòng)控制，有效解決了傳統(tǒng)壓漿工藝存在的問題，使得后張預(yù)應(yīng)力管道壓漿質(zhì)量提高了一個(gè)臺階，對保證預(yù)應(yīng)力橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性意義重大。

相信，大循環(huán)智能壓漿工藝在施工中會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。希望此文能給工程人員以借鑒，不足之處敬請批評指正。

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