《預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑》GB/T 25182—2010標(biāo)準(zhǔn)修訂的必要性分析

楊 宇,盧嘉一,宋普濤,宋雄委,夏京亮,王 晶,冷發(fā)光

(1.中國(guó)路橋工程有限責(zé)任公司,北京 100011;2.山東高速青島建設(shè)管理有限公司,青島 266300;3.中國(guó)建筑科學(xué)研究院有限公司,北京 100013;4.鄧州中聯(lián)水泥有限公司,南陽(yáng) 474150)

1 標(biāo)準(zhǔn)修訂的原因

近年來(lái),國(guó)內(nèi)外的預(yù)應(yīng)力孔道灌漿材料產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和施工技術(shù)取得了很大進(jìn)步,預(yù)應(yīng)力孔道灌漿的性能及相應(yīng)要求顯著提高,各項(xiàng)性能更優(yōu)的新型低水膠比預(yù)應(yīng)力孔道灌漿料的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。灌漿料[1-4]已由最初高水膠比、低強(qiáng)度、低流動(dòng)度性及保持和較低的泌水率要求,轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的低水膠比、高強(qiáng)度、高流動(dòng)性及保持和較高的泌水率要求,對(duì)應(yīng)的預(yù)應(yīng)力灌漿施工方式也從普通壓漿進(jìn)入到現(xiàn)在的真空壓漿階段,同時(shí)隨著預(yù)應(yīng)力工程應(yīng)用環(huán)境的不斷增加,預(yù)應(yīng)力孔道灌漿材料也從常規(guī)應(yīng)用環(huán)境逐漸拓展到負(fù)溫高寒環(huán)境、高壓高揚(yáng)程灌漿環(huán)境、水下灌漿施工環(huán)境等,在此過(guò)程中原材料性能的提升和孔道壓漿材料產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)的進(jìn)步起到極其重要的作用。

《預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑》GB/T 25182—2010是我國(guó)首部預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),自發(fā)布實(shí)施以來(lái),有效地規(guī)范了我國(guó)預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑產(chǎn)品的質(zhì)量,為該類(lèi)灌漿劑及其應(yīng)用技術(shù)水平的發(fā)展和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的提高提供了有力保障。隨著預(yù)應(yīng)力混凝土施工質(zhì)量要求的進(jìn)一步提高,所需施工應(yīng)用環(huán)境的不斷增加,預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑研發(fā)、生產(chǎn)和產(chǎn)品性能的進(jìn)步,該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能滿(mǎn)足實(shí)際工程的需要。

1.1 GB/T 25182—2010的實(shí)施周期較長(zhǎng)

GB/T 25182—2010于2010年發(fā)布實(shí)施,迄今已有十余年的時(shí)間,預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑原材料種類(lèi)、生產(chǎn)及施工工藝和產(chǎn)品性能等均發(fā)生了顯著變化,公路、鐵路、建材行業(yè)相繼制訂了預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑標(biāo)準(zhǔn),風(fēng)電行業(yè)也制定了預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑的拌制方法提出了新要求,要求對(duì)灌漿劑水料比、流動(dòng)度、強(qiáng)度、膨脹率等指標(biāo)進(jìn)行提升完善,并增加了鋼絲間泌水率等新指標(biāo)。

1.2 GB/T 25182—2010規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)已明顯落后,亟待吸納和推廣新技術(shù)

現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容明顯落后,不能對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行有效評(píng)價(jià),不能滿(mǎn)足保證預(yù)應(yīng)力孔道灌漿質(zhì)量的要求。

1)GB/T 25182—2010是基于高水料比灌漿劑配制漿液制定的性能指標(biāo)。近幾年,新型灌漿劑產(chǎn)品發(fā)生了跨越式的發(fā)展和變化,特別是原材料性能的提升和生產(chǎn)、施工工藝的改變,進(jìn)一步提高了漿體的流動(dòng)度、填充性、強(qiáng)度。目前,新型低水料比灌漿劑產(chǎn)品已幾乎完全取代了高水料比型灌漿劑產(chǎn)品,特別是在高鐵、高速公路等大型工程中更為明顯?，F(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/T 3650—2020對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)中流動(dòng)度等指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)整,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50448—2015,也在原標(biāo)準(zhǔn)《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50448—2008的基礎(chǔ)上增加了用于預(yù)應(yīng)力孔道的水泥基灌漿材料性能指標(biāo),結(jié)合現(xiàn)行TB/T 3192、JT/T946等標(biāo)準(zhǔn),提出了適用于預(yù)應(yīng)力孔道的水泥基灌漿材料的試驗(yàn)方法及性能指標(biāo)。因此,該標(biāo)準(zhǔn)亟待吸納和推廣新的技術(shù)并重新修訂。

2)GB/T 25182—2010規(guī)定的漿液攪拌方法難以適用于低水膠比灌漿材料漿液的拌制要求。新型低水膠比灌漿料水膠比低,采用具有高減水率的高性能聚羧酸減水劑粉劑,與高水膠比灌漿料相比漿體攪拌難度很大,而傳統(tǒng)行星式砂漿攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速低,采用行星式砂漿攪拌機(jī)無(wú)法將低水膠比灌漿材料攪拌均勻,灌漿材料真實(shí)流動(dòng)度無(wú)法獲得。

3)GB/T 25182—2010對(duì)灌漿料泌水率、壓力泌水率要求偏低,易離析分層,難以保證漿液良好的填充性。

4)GB/T 25182—2010僅規(guī)定漿液初始流動(dòng)度及30 min流動(dòng)度指標(biāo),并未對(duì)1 h流動(dòng)度提出要求,難以保證漿體長(zhǎng)時(shí)間施工流動(dòng)度需要。

5)亟待補(bǔ)充負(fù)溫灌漿及高壓高揚(yáng)程灌漿料相關(guān)性能指標(biāo)及要求。

近年來(lái),隨著施工技術(shù)的發(fā)展,負(fù)溫預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料逐漸得到應(yīng)用[5-9]。為解決120 m及以上高度的風(fēng)電混凝土塔筒預(yù)應(yīng)力孔道壓漿在低負(fù)溫環(huán)境下施工時(shí)難以蓄熱養(yǎng)護(hù)的問(wèn)題,中國(guó)建筑科學(xué)研究院王晶、宋普濤等開(kāi)發(fā)了負(fù)溫風(fēng)電混凝土塔筒用預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料PGM50L,該類(lèi)灌漿料基本性能滿(mǎn)足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)JTGT 3650要求,在-10～5 ℃環(huán)境下能順利施工,在無(wú)蓄熱養(yǎng)護(hù)的條件下,1 d抗壓強(qiáng)度能達(dá)到20 MPa以上,28 d抗壓強(qiáng)度達(dá)到50 MPa以上。該產(chǎn)品已完成應(yīng)用1 000多噸,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果良好。

1.3 GB/T 25182—2010與國(guó)內(nèi)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)性較差

隨著技術(shù)的進(jìn)步,我國(guó)水泥、摻合料、外加劑、灌漿料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定、修訂頻繁,更新速度快,修訂周期短,其內(nèi)容更新變化也較大,預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑(料)相關(guān)鐵路、公路、建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)近年來(lái)也均對(duì)試驗(yàn)方法及技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了修訂。此外,現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來(lái),《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB 50119、《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》GB/T 8077、《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB/T 50448和《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50080、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/T F50等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范都進(jìn)行了修訂,部分標(biāo)準(zhǔn)的修訂內(nèi)容變化較大。這些標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施已經(jīng)或?qū)?duì)混凝土行業(yè)、外加劑行業(yè),特別是對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑行業(yè)產(chǎn)生重大影響。

首先,標(biāo)準(zhǔn)GB/T 25182—2010是目前國(guó)內(nèi)針對(duì)預(yù)應(yīng)力灌漿劑的首部和唯一的一部國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還有《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB/T 50448、《公路工程預(yù)應(yīng)力孔道灌漿料(劑)》JT/T 946、《后張法預(yù)應(yīng)力孔道灌漿外加劑》JC/T 2093、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/T 3650等標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)研發(fā)現(xiàn),目前我國(guó)的現(xiàn)行的灌漿料(劑)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之間協(xié)調(diào)性較差,例如:1)《公路工程預(yù)應(yīng)力孔道灌漿料(劑)》JT/T 946要求水泥漿水膠比范圍0.24～0.28,孔道灌漿劑漿液的初始流動(dòng)度不大于17 s,而現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中水泥漿水膠比要求不大于0.4,漿液初始流動(dòng)度14～22 s;2)最新修訂的《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB/T 50448標(biāo)準(zhǔn)中增加了用于預(yù)應(yīng)力孔道的水泥基灌漿材料性能指標(biāo)要求,規(guī)定漿液初始流動(dòng)度范圍為10～18 s;3)該標(biāo)準(zhǔn)未有鋼絲間泌水率性能要求,預(yù)應(yīng)力孔道灌漿后預(yù)應(yīng)力鋼絲的毛細(xì)作用對(duì)漿液穩(wěn)定性的影響被忽略,因此,僅規(guī)定漿液自由泌水率和壓力泌水率無(wú)法真正反映漿液在預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)存在預(yù)應(yīng)力鋼絲毛細(xì)作用下的穩(wěn)定性。在《鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁管道壓漿技術(shù)條件》TB 3192、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/T 3650及《公路工程預(yù)應(yīng)力孔道灌漿料(劑)》JT/T 946中均有預(yù)應(yīng)力孔道灌漿材料漿液毛細(xì)泌水性能指標(biāo)要求。我國(guó)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中,《公路工程預(yù)應(yīng)力孔道灌漿料(劑)》JT/T 946—2014于2015年4月5日實(shí)施,最新修訂的《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB/T 50448—2015于2015年11月1日實(shí)施,最新修訂的《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/T 3650—2020于2020年10月1日實(shí)施,上述這幾部標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)較為全面,也最為先進(jìn)。

1.4 GB/T 25182—2010與國(guó)外相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)性較差

國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要有:1)美國(guó)PTI指導(dǎo)規(guī)范:Specification for grouting of post-tensioned structures standard specifications for road and bridge construction;2)歐洲標(biāo)準(zhǔn):Grout for prestressing tendons-Test methods (EN 445),Grout for prestressing tendons - grouting procedures (EN 446),Grout for prestressing tendons-basic requirements(EN 447)和Admixtures for concrete,mortar and grout-Admixtures for grout for prestressing tendons(EN 934-4)。就壓漿料的性能指標(biāo)而言,國(guó)外對(duì)壓漿料的技術(shù)指標(biāo)重點(diǎn)對(duì)壓漿料耐久性性能方面作出規(guī)定,特別是對(duì)壓漿材料的抗?jié)B性、離子含量作出要求;國(guó)內(nèi)孔道壓漿技術(shù)規(guī)范對(duì)壓漿料的技術(shù)規(guī)定主要集中在流動(dòng)度、泌水性、膨脹性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性方面,公路標(biāo)準(zhǔn)提出預(yù)應(yīng)力筋的銹蝕、電通量作用等技術(shù)指標(biāo)。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)在壓漿料泌水率方面的規(guī)定指標(biāo)更為全面,除去自由泌水率外,增加了鋼絲間泌水率的要求。另外,國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)提出采用充盈度作為表征壓漿料填充性的指標(biāo)。同時(shí),國(guó)內(nèi)公路及鐵路標(biāo)準(zhǔn)還提出在有抗凍要求時(shí),壓漿料的含氣量應(yīng)滿(mǎn)足要求(相關(guān)標(biāo)準(zhǔn))。就壓漿料的試驗(yàn)方法而言,國(guó)外對(duì)孔道壓漿的性能測(cè)試方法與實(shí)際壓漿施工作業(yè)更接近,試驗(yàn)條件也更加有利。然而國(guó)內(nèi)對(duì)壓漿的性能測(cè)試方法還主要用于室內(nèi)試驗(yàn),而且技術(shù)指標(biāo)也較為寬泛,目前的大多數(shù)壓漿材料都能滿(mǎn)足施工要求,但性能指標(biāo)與實(shí)際壓漿的相關(guān)性較弱,對(duì)實(shí)際工程缺乏一定的指導(dǎo)意義。

2 標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)修訂的內(nèi)容

考慮到產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步及國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性問(wèn)題,在GB/T 25182—2010修訂過(guò)程中需重點(diǎn)對(duì)如下章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行修訂,包括范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語(yǔ)和定義、分類(lèi)、性能要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則,包裝、出廠(chǎng)和貯存,具體修訂情況為:

第1章,增加低負(fù)溫產(chǎn)品。第2章,對(duì)引用的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂,更新引用標(biāo)準(zhǔn)。第3章,增加有關(guān)低負(fù)溫預(yù)應(yīng)力孔道新品種的術(shù)語(yǔ)定義。第4章,增加產(chǎn)品分類(lèi),將常溫產(chǎn)品按性能指標(biāo)不同劃分為Ⅰ型和Ⅱ型,增加低負(fù)溫產(chǎn)品,并根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用溫度范圍及性能差異進(jìn)行產(chǎn)品劃分。第5章 (原第4章)修訂的內(nèi)容包括:1)提出Ⅰ型和Ⅱ型常溫產(chǎn)品的性能指標(biāo),從流動(dòng)度、強(qiáng)度等指標(biāo)要求上進(jìn)行區(qū)分;2)提出低負(fù)溫產(chǎn)品的性能指標(biāo),按照適用溫度范圍進(jìn)行低負(fù)溫產(chǎn)品種類(lèi)的劃分;3)調(diào)整產(chǎn)品的勻質(zhì)性指標(biāo);4)增加含氣量、電通量等性能指標(biāo)要求;5)調(diào)整抗壓強(qiáng)度、壓力泌水率等指標(biāo)。第6章(原第5章)修訂的內(nèi)容包括:1)調(diào)整均質(zhì)性試驗(yàn)方法依據(jù)標(biāo)準(zhǔn);2)調(diào)整漿體性能試驗(yàn)要求,包括原材料要求、水料比要求。結(jié)合工程實(shí)際對(duì)試驗(yàn)用水泥要求進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整后的試驗(yàn)用水泥優(yōu)先選用項(xiàng)目提供的符合GB 175要求的硅酸鹽和普通硅酸鹽水泥,也可采用GB 8076要求的基準(zhǔn)水泥;3)參照現(xiàn)行公路及鐵路標(biāo)準(zhǔn),調(diào)整摻壓漿劑漿料的攪拌設(shè)備(速度)要求,調(diào)整攪拌時(shí)間及加料順序;4)增加低負(fù)溫產(chǎn)品試驗(yàn)溫度要求;5)參照現(xiàn)行公路及鐵路標(biāo)準(zhǔn),適當(dāng)調(diào)整流動(dòng)度、泌水率、壓力泌水率等試驗(yàn)方法,并將流動(dòng)度、泌水率、壓力泌水率等試驗(yàn)方法內(nèi)容由正文調(diào)整至附錄;6)增加含氣量、電通量試驗(yàn)方法要求。第7章和第8章 (原第6章和第7章)主要結(jié)合現(xiàn)行其他標(biāo)準(zhǔn)及第5章內(nèi)容,更新檢驗(yàn)規(guī)則、出廠(chǎng)檢驗(yàn)、貯存等內(nèi)容。

3 標(biāo)準(zhǔn)修訂的意義

綜上可知,對(duì)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 25182—2010的修訂是必須且必要的,這將有利于提升和保證預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑產(chǎn)品的質(zhì)量,從而滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和施工的要求,保證預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量,以適應(yīng)當(dāng)前我國(guó)預(yù)應(yīng)力孔道灌漿的發(fā)展水平,使預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑真正發(fā)揮出應(yīng)有的性能優(yōu)勢(shì)。而且該標(biāo)準(zhǔn)的修訂,符合建筑材料高性能化、綠色化方向的總體戰(zhàn)略要求,有利于淘汰落后的技術(shù),吸納先進(jìn)的技術(shù)內(nèi)容,與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)保持協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)我國(guó)預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑產(chǎn)品質(zhì)量和整體水平的提高。