真空灌浆工艺在预应力混凝土结构中的应用研究

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1、真空灌浆工艺在预应力混凝土结构中的应用研究唐小萍徐国平张少军周红梅叶日贵（柳州欧维姆建筑机械有限公司）【摘要】真空灌浆是后张预应力混凝土结构施工中的一项新技术，目前在欧洲应用较普遍，但在我国应用甚少。浆体的材料、配比及灌浆施工工艺是真空灌浆的关键，本文着重介绍了浆体配比的设计、试验以及灌浆施工工艺及有关应用试验。试验证明，采用真空灌浆工艺是提高后张预应力混凝土结构安全度和耐久性的有效措施。【关键词】真空灌浆配比试验施工工艺应用研究一、概述后张预应力混凝土结构中，预应力筋的腐蚀大部分是由于施工和混合料配制不好的结果，配合比是影响混凝土内在质量的

2、一个主要因素，配合比是否合理，直接影响到灰浆强度和灌注密实度是否达到预定的设计要求。传统的灌浆手段是压力灌浆，浆体本身和施工工艺带有一定的局限性，主要表现为：灌入的浆体中常会含有气泡，当混合料硬化后，存积气泡处会变为孔隙，成渗透雨水的聚积地，这些水可能含有有害成分，易造成构件的腐蚀；同时，在北方严寒的地区，由于温度低，这些水会结成冰，可能会胀裂构件，造成严重的后果；另外，水泥浆容易离析、析水，干硬后收缩，析水会产生孔隙，致使强度不够，粘结不好，为工程留下了隐患。采用压力灌浆的英国Ynys-Gwas大桥就因为预应力筋被腐蚀而倒塌，事后的调查研究

3、表明，该桥预应力筋的腐蚀与浆体材料、施工方法有较大的关系。目前，预应力混凝土结构中有平直束、弯束、U形束的布筋方法，为了防止预应力筋被腐蚀，提高结构的安全度和耐久性，确保工程质量，目前国外尤其是欧洲已开始普遍采用真空灌浆工艺，并取得了良好的效果。据了解，在我国，仅在南京长江二桥上试用真空灌浆。为了推广应用这一新技术、新工艺，现将我公司对该工艺的有关研究、试验情况以及在武汉军山长江大桥足尺节段模型试验中的成功应用，介绍如下。二、灌浆浆体配比设计及试验1．配制的基本原则①改善灰浆的性质，降低水灰比，减少孔隙、泌水，消除离析现象。②降低硬化灰浆的孔

4、隙率，堵塞渗水通道。③减少和补偿灰浆在凝结硬化过程中的收缩变形，防止裂缝的产生。这种高性能灰浆与普通灰浆相比，在原材料的配比方面主要差异为低水灰比和多成分，其目的是为了增加灰浆的密实度，改善灰浆性能，从而达到高强和耐久的目的。2．浆体特性要求及对应配比试验①流动度要求：搅和后的流动度为30～50s。采用流锥仪测定流动度，试验结果表明，配比和水灰比不同，流动度也不同。水灰比越大，则流动度越大。②水灰比：为满足可灌性要求，一般选用水泥浆，水灰比应在0.3～0.4之间。③泌水性：a．小于水泥浆初始体积的2％；b.四次连续测试结果的差值小于1％；c．

5、拌和后24h水泥浆的泌水应能被吸收。将搅拌好的灰浆装人玻璃量筒内，稍加振动后，加盖玻璃板，防止水分蒸发。在室温下静置地后测定其泌水性。试验结果如下：水灰比为0.33时，泌水性约为3.3％～5％；水灰比为0.3时，泌水性约为0.02％～l％。④初凝时间：3h。⑤体积变化率：0～2％。将搅拌好的水泥浆装人玻璃量杯内，在室温下静置3h后测定其体积变化率。试验结果如下：水灰比＜0.3时，体积变化率＜1％，水灰比＞0.33时，体积变化率＞4％。以上体积均呈收缩性。⑤强度：7天龄期强度＞40MPa。水泥浆试块采用70.7mm*70.7mm*70.7mm的

6、钢模型，在常温下24h后拆模，进行试验室养护。试验结果表明：水灰比越小，强度越高，用525号普硅水泥7d强度最大达到78MPa，大大超过所要求的强度。改选用425号普硅水泥，乃强度最大达到55MPa以上。因此，选用425号普硅水泥即可达到要求。根据以上试验结果选出两组效果最好配比，进行现场灌浆试验。最后锯开试块检查，选择最优的结果用于真空灌浆。⑦浆体对钢绞线无腐蚀作用。三、真空灌浆施工工艺1．各项装置的布置如图1所示。2．预应力筋成孔管材预应力混凝土构件中有采用直束、弯曲和U形束、圆形束等布筋方式，金属波纹管在预应力筋管成孔方面将不能满足小半

7、径的弯曲及U形束、圆形束的布筋要求，故采用新型成孔材料--塑料波纹管。与金属波纹管相比，具有更好的密封住和耐腐蚀性，能为预应力筋提供更好的保护作用，其技术要求见表1。3．主要施工设备①排量为2立方米／min的SZ-2水环式真空灌浆泵1台；②真空压力表1个，QSL-20型空气过滤器1个，15kg左右秤1台；③灌浆泵1台，配套高压橡胶管1根；④灰浆搅拌机1台；4．施工步骤（l）准备工作a．检查确认材料数量，种类是否齐备，品质是否保证；b．检查机具是否齐备、完好；C．检查供水、供电是否齐全、方便；d．按配方秤量浆体材料，减水剂首先溶于一部分水，待用

8、。e．按图1所示连接装好各部件。（2）试抽真空将灌浆阀、排气阀全都关闭，抽真空阀打开；启动真空泵抽真空，观察真空压力表读数，即管内的真空度，当管内的真空度维持在时（