真空輔助壓漿

1、高速公路預(yù)應(yīng)力砼箱梁真空壓漿施工工藝【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力；混凝土梁；真空壓漿；技術(shù)一 簡(jiǎn)述：在五盂高速公路的預(yù)應(yīng)力砼箱梁施工中，為保證箱梁縱向鋼束的壓漿質(zhì)量(飽滿度、密實(shí)度)，在箱梁預(yù)制和現(xiàn)澆施工中采用了真空壓漿施工工藝。二 工程概況壓漿泵真空泵普通壓漿 真空輔助壓漿示意圖五盂高速公路龍華和1號(hào)大橋,全長(zhǎng)506.4m,橋梁中心樁號(hào)K36+700,橋梁上部結(jié)構(gòu)采用4聯(lián)×20跨×25m裝配式后張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。全橋共有箱梁160片梁,預(yù)應(yīng)力鋼筋采用s15.2(75)鋼絞線,每片梁8束、每束7根鋼絞線;下部結(jié)構(gòu)采用鉆孔樁基礎(chǔ),肋板式橋臺(tái),圓柱門(mén)式橋墩。 為確保五盂高速公路橋梁結(jié)構(gòu)

2、的安全和耐久性,根據(jù)設(shè)計(jì)及有關(guān)文件要求,橋梁上部構(gòu)造后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁一律采用真空壓漿工藝進(jìn)行灌漿。 三真空壓漿施工真空壓漿的基本原理是: 。整個(gè)預(yù)應(yīng)力孔道系統(tǒng)封閉，在孔道的一端采用真空泵對(duì)孔道進(jìn)行抽真空,使之產(chǎn)生負(fù)壓(-0.06Mpa-0.1Mpa）左右的真空度,然后用壓漿泵將高標(biāo)號(hào)水泥漿從孔道的另一端壓入,直至充滿整條孔道,并加以0.7MPa的正壓力,以提高預(yù)應(yīng)力孔道壓漿的飽滿度和密實(shí)度,從而提高后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的安全度和耐久性。 3.1真空壓漿技術(shù)要求。3.1.1真空壓漿技術(shù)核心有四點(diǎn)。3金屬波紋管或可形成密封的孔道;3.1.1.2漿體的專(zhuān)用添加劑及配合比;3專(zhuān)用的真空壓漿設(shè)備;3

3、.1.1.4施工控制。3.1.2技術(shù)要求。3.1.2.1孔道及兩端必須密封,且孔道內(nèi)無(wú)雜物,孔道暢通;3.1.2.2抽真空時(shí)真空度(負(fù)壓)控制在-0.06-0.1MPa）之間;3.1.2.3水灰比控制在0.30.4之間;3.1.2.4漿體稠度宜控制在1418s;3拌合后3h，,最終不超過(guò)0.1%，拌合后24小時(shí)水泥漿的泌水應(yīng)能全部被漿體吸收;3.1.2.6漿體初凝時(shí)間至少5小時(shí);3.1.2.7漿體體積收縮率<2%;3.1.2.8漿體7天齡期強(qiáng)度40MPa;3.1.2.9漿體對(duì)鋼絞線無(wú)腐蝕作用。3.2真空壓漿材料及配套設(shè)備。由于本工程采用真空壓漿技術(shù),預(yù)應(yīng)力束的孔道采用SBG塑料波紋管代替

4、普通的金屬波紋管,壓漿施工采用的設(shè)備和工藝,需要配套。3.2.1成孔方法。3.2.1.1成孔材料。鋼絞線孔道選用內(nèi)徑55mm、50mm、90*25mm、90*70mm的HVMSBG高密度聚乙烯塑料波紋管 3.2.1.2高密度聚乙烯塑料波紋管技術(shù)要求。(1)塑料波紋管的彎曲特性。塑料波紋管處于簡(jiǎn)支狀態(tài),給定瞬時(shí)受力P1時(shí)跨中點(diǎn)的撓度f(wàn)=20mm,瞬時(shí)受力卸荷后跨中點(diǎn)的撓度f(wàn)1,持荷2min的力P2,P2卸荷后的殘余變形撓度f(wàn)2。f1/f0.05f2/f0.1P2/ P11.02(2)塑料波紋管對(duì)局部載荷抵抗能力。塑料波紋管有足夠的剛性,承受橫向載荷、受局部橫向載荷的變形量不大于10mm。滿足上述

5、特性的波紋管具有足夠的強(qiáng)度,不管是抽真空至-0.1Mpa,壓漿壓至0.7Mpa,還是按常規(guī)方法澆筑混凝土,波紋管道在施工中均不出現(xiàn)變形。(3)塑料波紋管的柔韌特性。塑料波紋管達(dá)到表3曲率半徑時(shí),橫向截面直徑變化比應(yīng)符合規(guī)范要求 (4)塑料波紋管的密封性。塑料波紋管在曲率半徑為4m的狀態(tài)下,以0.05MPa的壓力水注入管內(nèi),保持2min,無(wú)明顯的水滲漏現(xiàn)象。(5)塑料波紋管的耐摩損性。塑料波紋管成孔管道能承受穿束及張拉等工作對(duì)管壁的摩損,摩損后的剩余壁厚不小于1mm。(6)塑料波紋管的檢驗(yàn)方法。塑料波紋管的質(zhì)量應(yīng)符規(guī)范要求。3.2.1.3高密度聚乙烯塑料波紋管優(yōu)點(diǎn)。(1)SBG塑料波紋管原材料是

6、HDPE,耐腐蝕性能遠(yuǎn)優(yōu)于金屬波紋管,能有效保護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼絞線不受腐蝕,從而保證了后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)具有更好的耐久性。(2)塑料波紋管預(yù)留孔道的摩擦系數(shù)明顯小于金屬波紋管,減少了張拉過(guò)程中預(yù)應(yīng)力的摩擦損失,塑料波紋管摩擦系數(shù)一般為0.14,而金屬波紋管的摩擦系數(shù)為0.25。使用塑料波紋管減少了預(yù)應(yīng)力鋼絞線和孔道的摩阻力,從而減少預(yù)應(yīng)力損失,保證施加的預(yù)應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)要求。(3)塑料波紋管強(qiáng)度高,不怕踩壓,不易被振搗棒鑿破,其密封性能和抗?jié)B性能都高于金屬波紋管,更適合真空灌漿。(4)塑料波紋管不導(dǎo)電,可以防止雜散電流腐蝕。(5)塑料波紋管有更好的耐疲勞性能,能大大提高構(gòu)件的抗疲勞能力。3.2.2漿體性能

7、指標(biāo)及漿體配合比設(shè)計(jì) 漿體性能指標(biāo)。25米后張預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁對(duì)灌漿漿體性能的要求為：水膠比：水泥漿的水膠比控制在0.260.28；泌水率：水泥漿不得泌水，3小時(shí)小于0.1%，24小時(shí)為0；流動(dòng)性：漿體初始流動(dòng)度不大于17s，30min后不大于20s；膨脹率：28d限制膨脹率不大于3%；充盈度：無(wú)肉眼可見(jiàn)水囊，無(wú)直徑大于3mm的氣囊；凝結(jié)時(shí)間：初凝時(shí)間應(yīng)5h，終凝時(shí)間應(yīng)不超過(guò)24h；強(qiáng)度：7d齡期，強(qiáng)度50Mpa.壓漿材料經(jīng)比選采用(1)山西黃騰化工有限公司生產(chǎn)的MA高性能無(wú)收縮壓漿劑，(2)河北鼎鑫有限公司生產(chǎn)的普硅52.5水泥，(3)飲用水。MA無(wú)收縮防腐蝕高性能預(yù)應(yīng)力管道壓漿劑是具有

8、較高的流動(dòng)性，泌水少，漿體穩(wěn)定性好，凝結(jié)時(shí)間可調(diào)，無(wú)收縮或微膨脹，強(qiáng)度高，并摻入了MCI遷移復(fù)合型阻銹劑，對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的陰極及陽(yáng)極同時(shí)進(jìn)行了雙重保護(hù)，避免了亞硝酸鹽類(lèi)陽(yáng)極阻銹劑的缺點(diǎn)。進(jìn)行配合比試驗(yàn)。最佳的水泥漿配合比還需根據(jù)具體采用的水泥和當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件進(jìn)行配制。在真空壓漿施工中,除作好施工記錄外,還應(yīng)同時(shí)制作至少3組7.07×7.07×7.07cm的試塊。根據(jù)不同批號(hào)(水泥、添加劑)或調(diào)整水灰比時(shí)進(jìn)行取樣,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況增加取樣。表標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d，檢查其強(qiáng)度，作為評(píng)定水泥漿質(zhì)量的依據(jù)為保證梁體的耐久性，配制的漿體配合比指標(biāo)為：水泥漿的水灰比為0.28，水泥漿的3h泌水

9、率為0%0.1%，泌水在24h內(nèi)被漿體吸收；漿體流動(dòng)度為18s；漿體膨脹率為0.1%；壓漿時(shí)漿體溫度為2030。從上述數(shù)據(jù)可以看出，漿體配合比滿足25m后張預(yù)應(yīng)力混凝土先簡(jiǎn)支后連續(xù)箱梁對(duì)灌漿漿體性能的要求。3.2.3真空灌漿設(shè)備。真空輔助壓漿的重要設(shè)備采用安徽理工生產(chǎn)的SZ-2型真空泵1臺(tái)，SZ-2型真空泵為單級(jí)水環(huán)式抽氣泵，是真空壓漿工藝中用于孔道形成負(fù)壓的主要設(shè)備，利用偏心葉輪帶動(dòng)工作液，通過(guò)截止閥和調(diào)節(jié)閥直接進(jìn)入泵的工作室，同時(shí)泵工作時(shí)的工作液隨氣體一起排出，這種連接可使泵獲得高的極限真空；壓漿機(jī)為L(zhǎng)G-P503型螺桿式壓漿機(jī)1臺(tái)，在壓漿過(guò)程中，水泥漿在密封腔內(nèi)被螺桿勻速推進(jìn)，故輸送量均

10、勻，壓力平穩(wěn)，無(wú)空氣滲入，且停只輸送后可保壓。這些特點(diǎn)保證了勻速連續(xù)壓漿的質(zhì)量；灰漿攪拌機(jī)1臺(tái)；自制儲(chǔ)漿罐1個(gè)、計(jì)量用臺(tái)秤1臺(tái)、拌灰桶5個(gè)、高強(qiáng)壓漿管10根,連接頭、DN20mm控制閥、扳手等配件。3.3真空壓漿施工工藝。1.內(nèi)接DN20mm2.活接頭DN20mm3.異徑三通DN20×15mm4.閥DN15mm5.水管DN15mm 6.排水管7.內(nèi)接DN15mm8.內(nèi)接DN20mm9. 閥DN15mm10.水管DN20mm11.鋼絲透明水管12.空氣濾清器13.真空壓力表14.異徑彎頭 DN40×20mm15. 水管DN40mm16.真空泵體17.異徑接頭DN15×

11、;10mm18. 閥DN15mm19.網(wǎng)紋水管DN15mm 2.3.1波紋管施工。3.3.1.1波紋管搬運(yùn)、存放及接長(zhǎng)(1)搬運(yùn)與存放。塑料波紋管搬運(yùn)時(shí)輕拿輕放,不得拋甩或在地上拖拉,防止尖銳物戳傷管壁。塑料波紋管貯存在干燥通風(fēng)的地方,不得靠近熱源和長(zhǎng)期受日光暴曬,并防止各種腐蝕性氣體的影響。(2)連接。波紋管接長(zhǎng):用專(zhuān)用塑料波紋管連接管直接連接或?qū)⒉y管之間直接熱熔焊接。波紋管與錨墊板用連接:用塑料連接頭連接,并用粘膠帶進(jìn)行纏包,防止漏漿。波紋管與排氣管的安裝:灌漿孔和排氣孔均設(shè)在錨墊板上,安裝錨墊板時(shí),同一孔道一端灌漿孔放置在下方,作為灌漿孔使用;另一端灌漿孔放置在上方,作為排氣孔(抽真空

12、端)。連接后要仔細(xì)檢查接頭密封效果,并作好檢查記錄,避免在澆筑混凝土過(guò)程中,由于接頭脫開(kāi)漏漿,漿液流入孔道堵管。3.3.1.2波紋管預(yù)埋。安裝前按照設(shè)計(jì)圖中的預(yù)應(yīng)力筋坐標(biāo)在箍筋上定出位置,固定采用6.5U型定位鋼筋,間距控制在500600mm,波紋管與定位鋼筋用細(xì)鐵絲綁扎牢固,防止波紋管位置偏移或上浮,在曲線和波紋管接頭處加密U型定位鋼筋。在進(jìn)行鋼筋焊接時(shí),用濕潤(rùn)的麻袋將波紋管覆蓋,防止焊渣燒傷管壁。波紋管安裝后,仔細(xì)檢查位置,直線(曲線)線形是否符合設(shè)計(jì)要求,使最終成型的預(yù)應(yīng)力孔道線形與設(shè)計(jì)線形吻合,從而保證預(yù)應(yīng)力摩阻損失接近設(shè)計(jì)計(jì)算值,保證預(yù)應(yīng)力鋼絞線的延伸率;檢查波紋管固定是否牢靠,接頭

13、是否完好及密封效果,管壁有無(wú)破損。預(yù)埋錨墊板時(shí),同一直線(曲線)方向布置的孔道,灌漿孔集中安裝在同一處,排氣孔集中安裝在另一處,減少施工時(shí)移動(dòng)設(shè)備的工作。灌漿管和排氣管引出用鍍鋅水管。澆注混凝土前將管孔堵上,防止漏漿,在灌漿前焊上引出管頭,端部帶螺紋并配上球閥外螺紋。3.3.2真空灌漿前準(zhǔn)備工作。3.3.2.1材料準(zhǔn)備。施工前仔細(xì)檢查材料種類(lèi)、試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果、材料數(shù)量是否足夠,合格后方可使用。將真空灌漿添加劑按照添加劑:水泥=7.5:100進(jìn)行配漿,并按照每包水泥(50Kg)計(jì)算外加劑的數(shù)量后,現(xiàn)場(chǎng)稱(chēng)量裝入塑料袋。拌合用水采用河水,將蓄水池抽滿水。3.3.2.2設(shè)備準(zhǔn)備。按照真空壓漿設(shè)備要求,仔

14、細(xì)檢查設(shè)備名稱(chēng)、型號(hào)是否相符,檢查設(shè)備部件及使用狀態(tài)是否完好。檢查高強(qiáng)橡膠輸漿管連接是否牢固,管道內(nèi)是否有水泥干灰等雜質(zhì),若有必須拆管清洗干凈。灰漿攪拌機(jī)出漿口應(yīng)配有1.2mm的網(wǎng)篩,清除大塊水泥粘稠物等。在使用真空泵時(shí)應(yīng)先將水閥打開(kāi),再開(kāi)泵;關(guān)泵時(shí)亦先關(guān)水閥,后停泵。3.3.2.3封錨。張拉后切除外露多余的預(yù)應(yīng)力鋼絞線,采用早強(qiáng)型無(wú)收縮水泥砂漿(水泥:砂=1:1)封錨,將錨板及夾片、外露鋼絞線全部包裹,覆蓋層厚度不小于15mm。壓漿管和抽真空管由鍍鋅水管引出,引出端帶螺紋。3孔道檢查。檢查壓漿孔、排氣孔是否暢通,若堵塞,必須疏通后方能壓漿。用水沖洗干凈后,用高壓風(fēng)將孔道內(nèi)水吹干,嚴(yán)禁在孔道內(nèi)

15、有水的情況下進(jìn)行抽真空壓漿。 3.3.3真空壓漿。3.3.3.1設(shè)備連接。確定真空端和壓漿端,安裝引出管、球閥和接頭,下圖所示連接設(shè)備。 3.3.3.2攪拌水泥漿。將事先計(jì)量好的水倒入攪拌機(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2030%的真空壓漿添加劑,啟動(dòng)攪拌機(jī)攪拌23min,然后緩慢將剩余添加劑加完,再攪拌約3min。對(duì)未及時(shí)使用而降低了流動(dòng)性的水泥漿,嚴(yán)禁采用加水的辦法增加流動(dòng)性。拌合時(shí)注意觀察水泥漿的稠度,灌漿過(guò)程中,水泥漿不間斷進(jìn)行攪拌,若中間接管停頓時(shí),應(yīng)使水泥漿在攪拌機(jī)和壓漿泵間循環(huán)流動(dòng),防止水泥漿沉淀堵管。攪拌的水泥漿水灰比、流動(dòng)度和泌水性應(yīng)能達(dá)到技術(shù)要求的指標(biāo)。3

16、真空壓漿。關(guān)掉閥1、閥3,打開(kāi)閥2,啟動(dòng)真空泵進(jìn)行抽真空,真空度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)(-0.09MPa-0.1MPa),將水泥漿加到壓漿泵中。先用泵打出一部分水泥漿,等漿液濃度與壓漿泵中漿液濃度一樣時(shí),將輸漿管接到錨墊板上的引出管上,開(kāi)始?jí)簼{。打開(kāi)閥1,啟動(dòng)壓漿泵,開(kāi)始灌漿。在壓漿中保持真空泵的開(kāi)啟狀態(tài),當(dāng)觀察到透明鋼絲管有漿液流動(dòng),關(guān)掉真空泵和閥2。打開(kāi)閥3,觀察抽真空端的透明網(wǎng)紋管中漿液流出情況,關(guān)掉空氣濾清器前的排氣閥3,稍后打開(kāi)排氣閥。當(dāng)水泥漿從排氣閥順暢流出且流出漿液稠度和壓漿稠度一樣時(shí),關(guān)閉抽真空端所有閥門(mén),仍繼續(xù)壓漿使管道內(nèi)有0.50.7MPa的壓力,保持壓力12min后,再關(guān)閉閥1。拆卸

17、輸漿管和活接,清洗空氣濾清器,然后接到另一組孔道,重復(fù)上述步驟,重新開(kāi)始?jí)簼{。真空壓漿工作要連續(xù),一次完成。在移動(dòng)設(shè)備時(shí),應(yīng)繼續(xù)啟動(dòng)壓漿泵,使?jié){液循環(huán)流動(dòng),防止停留時(shí)間較長(zhǎng)后,漿液沉淀而堵管。壓完一條孔道后,將活接拆下清洗干凈,然后接到另一條孔道上進(jìn)行壓漿,其余接頭不要拆動(dòng)。真空壓漿后10小時(shí)可以將閥拆下,清洗干凈后存放好。壓漿完成,必須當(dāng)日將沾有水泥漿的輸漿管、壓漿泵、攪拌機(jī)、閥門(mén)、空氣濾清器等清洗干凈。 3.4真空壓漿質(zhì)量控制要點(diǎn)及注意事項(xiàng)。3.4.1質(zhì)量控制要點(diǎn)?？椎辣仨毭芊狻⑶鍧?、干爽,水泥漿嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比控制,嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行操作。3.4.2注意事項(xiàng)。3真空壓漿環(huán)境溫度范圍:

18、-1050 。3輸漿管選用高強(qiáng)橡膠管,不易破裂;注意檢查連接要牢固,不得脫管。3水泥漿進(jìn)入壓漿泵前,應(yīng)先通過(guò)1.2mm的篩網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾。3.4.2.4攪拌的水泥漿嚴(yán)格進(jìn)行流動(dòng)度和泌水試驗(yàn),制作試件檢查強(qiáng)度。3壓漿工作在水泥漿流動(dòng)度下降前完成(約3045min),孔道壓漿連續(xù)不得停頓。3.4.2.6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。 3作好壓漿記錄。3.5真空輔助壓漿的優(yōu)越性可以消除普通壓漿法引起的氣泡，同時(shí)，孔道中殘留的水珠在接近真空的情況下被汽化，隨同空氣一起被抽出，增強(qiáng)了漿體的密實(shí)度。3.51消除混在漿體中的氣泡，這樣就避免了有害水積聚在預(yù)應(yīng)力筋附近的可能性，防止預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕。3.52漿體中的微末漿及稀漿在真空負(fù)壓下率先流入負(fù)壓容器，待稠漿流出后，孔道中漿體的稠度即能保持一致，使?jié){體密實(shí)度和強(qiáng)度得到保證。3.53孔道在真空狀態(tài)下，減小了由于孔道高低彎曲而使?jié){體形成的壓頭差，便于漿體充盈整個(gè)孔道，尤其是一些異形關(guān)鍵部位，對(duì)于彎形、U型、豎向預(yù)應(yīng)力筋更能體現(xiàn)真空灌漿的優(yōu)越性。3.54作為一種全新的技術(shù)，真空輔助壓漿要求施工現(xiàn)場(chǎng)具有高水平的質(zhì)量，包括高水平的管理人員和操作隊(duì)伍，這樣由于這種方法本身的性質(zhì)決定了它具有高水