預(yù)應(yīng)力孔道真空吸漿施工工藝探討
1 概述
后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中,混合料配置和施工技術(shù)措施不當(dāng),會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋腐蝕,其中,混合料配合比是關(guān)系混凝土質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素。配合比的合理性關(guān)系灰漿強(qiáng)度的形成效果,也與灌漿的密實(shí)度有緊密聯(lián)系。按照傳統(tǒng)的技術(shù)措施,工程部多采用壓力灌漿,但漿體本身及技術(shù)措施都比較局限。比如,漿液帶氣泡。存積氣泡的部位在漿體硬化后會(huì)成為滲水的氣孔,使部分構(gòu)件甚至整體結(jié)構(gòu)遭到破壞。另一方面,在寒冷的北方地區(qū),積水會(huì)在低溫環(huán)境中結(jié)冰,使構(gòu)件出現(xiàn)凍裂病害,嚴(yán)重時(shí)引發(fā)更嚴(yán)重的質(zhì)量事故。另外,極易離析、析水的水泥漿干硬后收縮,析水會(huì)出現(xiàn)氣孔,影響構(gòu)件強(qiáng)度的形成,降低其粘結(jié)性,進(jìn)而威脅整體構(gòu)件的安全性能?,F(xiàn)階段,施工部常采用平直束、彎束等技術(shù)措施來布設(shè)預(yù)應(yīng)力筋。另外,在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工中,須重點(diǎn)關(guān)注結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性,滿足預(yù)應(yīng)力筋防腐的要求,國(guó)內(nèi)比較推崇真空吸漿技術(shù)措施。為增進(jìn)業(yè)界對(duì)該工藝流程的進(jìn)一步了解和掌握,筆者現(xiàn)針對(duì)真空吸漿工藝進(jìn)行如下探討。
2 灌漿漿體配比設(shè)計(jì)及試驗(yàn)
2.1 配制的基本原則
①優(yōu)化灰漿配合比,合理控制水灰比,減少孔隙量及泌水現(xiàn)象,避免混合料離析。②灰漿硬化過程中降低孔隙率,避免積水下滲破壞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。③混合料硬化時(shí)極易收縮變形,實(shí)際施工中應(yīng)該控制收縮變形,必要時(shí)給予補(bǔ)償,以防構(gòu)件開裂。預(yù)應(yīng)力灌漿所采用的高性能灰漿相較于普通灰漿來說,低水灰比與多成分是原材料配比上的主要差異。這主要是為了提高灰漿的密實(shí)度,調(diào)整灰漿性能,確保混合料強(qiáng)度及耐久性達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
2.2 漿體特性要求及對(duì)應(yīng)配比試驗(yàn)
?、倭鲃?dòng)性:拌和后,混合料的流動(dòng)度應(yīng)在30~50s之間。流動(dòng)度的測(cè)定可借助流錐儀來完成。試驗(yàn)證明,配比不同于水灰比,流動(dòng)度也呈現(xiàn)不同的結(jié)果。一般情況下,混合料的流動(dòng)度隨著水灰比的增大而逐漸提高。②水灰比:通常控制在0.3~0.4之間。③泌水性:泌水性不超過水泥漿初始體積的2%;4次連續(xù)測(cè)試的差值不超過1%;拌和后24小時(shí)漿液的泌水可吸收。用玻璃量筒裝拌和好的漿液,輕微震蕩,用玻璃板加蓋以防水分散失。在室溫下靜置地后測(cè)定其泌水性。④初凝時(shí)間:3小時(shí)。⑤體積變化率:在0~2%之間。⑥強(qiáng)度:7d齡期強(qiáng)度超過40MPa。
?、邼{體對(duì)鋼絞線無腐蝕作用。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室試配結(jié)果,選取水灰比為0.33和0.36的配比進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試拌試壓:a水灰比0.33時(shí)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定平均稠度55s,且在不停攪拌的情況下及易沉淀,壓漿時(shí)壓漿機(jī)壓力偏大,均在0.8Mpa以上。b水灰比0.36時(shí)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定平均稠度43s,壓漿順利,平均用時(shí)1min,在出漿口測(cè)定稠度40s,膨脹梁1.2%,取樣試件7天強(qiáng)度43.4Mpa。
根據(jù)試壓結(jié)果決定選取水灰比0.36的配比進(jìn)行施工。
3 真空吸漿施工工藝
3.1 各項(xiàng)裝置的布置如圖1所示
3.2 預(yù)應(yīng)力筋成孔管材
采用塑料波紋管成孔。相較于金屬波紋管而言,塑料波紋管耐腐蝕,密封性更好,而且在使用的過程中不易破損,可以更好的保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋,但造價(jià)較高。
3.3 主要施工設(shè)備
2m3/min排量的SZ-2水環(huán)式真空吸漿泵;15kg左右秤;灌漿泵和灰漿攪拌機(jī);真空壓力表;1根高壓橡膠管。
3.4 施工步驟
3.4.1 準(zhǔn)備工作
檢查現(xiàn)場(chǎng)施工所需材料、機(jī)械是否齊全;檢查水電供應(yīng)是否到位;漿體材料用配方秤量。另外,在開工前先將一部分減水劑溶水備用。一切準(zhǔn)備就緒后參考圖1連接各部件。
3.4.2 試抽真空
關(guān)閉排氣閥和灌漿閥,打開抽真空閥;真空泵試運(yùn)行,對(duì)管內(nèi)的真空度(即真空壓力表讀數(shù))進(jìn)行細(xì)致的觀察。管內(nèi)真空度(負(fù)壓)在-0.06~-0.1Mpa之間時(shí)停泵持壓一分鐘,即可認(rèn)定抽真空效果良好。
3.4.3 攪拌水泥漿
?、贁嚢枰蟆O仍跀嚢铏C(jī)內(nèi)加水空轉(zhuǎn)幾分鐘,一是徹底濕潤(rùn)機(jī)內(nèi)壁,二是徹底清理機(jī)體內(nèi)雜物。將機(jī)體內(nèi)積水清理干凈后開始拌和水泥漿。攪拌好的漿液全部倒凈后再摻入新的水泥材料繼續(xù)拌和,以免混合料離析。
?、谘b料順序。a將水泥、膨脹劑、水按配比裝入攪拌機(jī),持續(xù)拌和2min,然后加入減水劑拌和3min后出料;b水泥漿出料后必須不停攪拌,直至泵送使用。若出料后未盡快用完,漿體的流動(dòng)性會(huì)下降,但切忌摻水來提高其流動(dòng)性。c水量的控制是重點(diǎn)。摻水過多,多余的水會(huì)泌出,使管道頂端出現(xiàn)空隙。
3.4.4 灌漿
?、僭诠酀{泵中添加灰漿,通過泵的高壓橡膠管將漿液打出,直到打出的漿液和泵中的漿液濃度一致將灌漿泵關(guān)閉,孔道的灌漿管與高壓橡膠管此端連接并扎牢。②關(guān)閉灌漿閥,運(yùn)行真空泵。真空度讀數(shù)在-0.06~-0.1MPa之間且持壓穩(wěn)定時(shí)運(yùn)行灌漿泵,將灌漿閥打開開始灌漿。出漿口有漿液流出后真空泵停止運(yùn)行,關(guān)閉抽氣閥,排漿閥打開。③當(dāng)出漿口漿體稠度達(dá)到灌入之前的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)將排漿閥關(guān)閉,壓漿泵加壓2~3min,確保管道內(nèi)有壓力再將灌漿閥關(guān)閉。
4 注意事項(xiàng)
①錨頭密封24h開始注漿。②采用抗壓能力在1MPa以上的高強(qiáng)橡膠管注漿。注漿管連接要牢固,帶壓灌漿時(shí)不得脫管,而且不能破裂。③材料配比的控制是重點(diǎn)。配比控制不當(dāng),摻水過多,多余的水會(huì)全部泌出,使管的頂端出現(xiàn)空隙。水泥漿出料后若不盡快用完,漿體的流動(dòng)性會(huì)降低,此時(shí)切忌加水來提高其流動(dòng)性。④先用2mm的篩子將灰漿過篩再摻入灌漿泵。⑤連續(xù)注漿,且注漿時(shí)間控制在45min以內(nèi),以免水泥漿的流動(dòng)性降低影響注漿質(zhì)量。⑥中途換管道時(shí)間內(nèi),繼續(xù)啟動(dòng)灌漿泵,讓漿體循環(huán)流動(dòng)。⑦壓漿前應(yīng)保證孔道內(nèi)沒有積水。
5 結(jié)論
由于真空吸漿施工工藝本身有較高水平的質(zhì)量控制,加上采用合理配比的混合料,采用真空吸漿技術(shù)將能保證孔道灌漿的均勻性,能形成一個(gè)密實(shí)、不透水的保護(hù)層,并能消除孔隙。另外,塑料波紋管是絕緣體,與金屬波紋管相比,具有更強(qiáng)的耐腐蝕性,大大改善了構(gòu)件的防腐蝕性能。因此真空吸漿技術(shù)是確保高質(zhì)量灌漿的一個(gè)強(qiáng)有力的手段。
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