摘要: 目前, 预应力混凝土结构中有平直束、弯束和U 形束的布筋方式, 为了防止预应力筋被腐蚀, 提高结构的安全度和耐久性, 欧洲已普遍采用灌浆工艺, 我国也在逐渐地进行实施应用。针对真空灌浆工艺的重要性论述了这种技术的优势所在, 还分析了该种方法的具体工作流程。
关键词: 预应力混凝土结构; 真空灌浆; 优势; 流程
1 采用真空灌浆新技术的优势
1.1 传统工艺的弊端
1.1.1 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。有粘结预应力结构在张拉完成后, 均采用压力灌浆方法, 将预应力筋与构件产生有效的粘结, 从而使预应力筋和构件形成共同作用。这种传统的灌浆方法, 极易造成孔道灌浆的不密实。
1.1.2 这些聚集的水可能含有有害成份,易造成构件的腐蚀, 同时, 在严寒地区, 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。
1.2 采用真空灌浆的优势
目前, 预应力混凝土结构中有平直束、弯束、U 型束的布筋方法, 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。
真空灌浆技术就是研究孔道压浆之前,通过采用真空设备抽吸孔道内的空气, 使孔道内形成一定的负压, 然后在孔道另一端以正压力进行压浆。排除孔道内大量空气,由于在灌浆过程中孔道和压浆机存在着正负压力差, 这样就使孔道内浆体很难形成气泡, 从而达到灌浆后孔道内浆体饱满密实的效果。
1.2.1 成可消除气泡的产生。在灌浆之前,孔道中90%的空气被抽出。
1.2.2 可消除混在稀浆中的气泡, 养活工程隐患。
1.2.3 真空灌浆工艺总能提供连续、迅速的施工, 同时提供均匀、密实的水泥浆。
1.2.4 对于弯束、U 型束、竖向束的孔道灌浆, 则更能体现真空灌浆的优越性。
2 真空灌浆技术需要注意的问题
2.1 真空灌浆技术是后张预应力混凝土结构施工中的一项新技术, 在我国应用比较少,缺乏相应的技术依据, 同时真空灌浆施工需要有较高水平的质量控制。因此, 需要结合现有的施工材料和设备, 摸索能够符合预应力施工质量要求而又切实可行的施工工艺。包括对真空灌浆实施的施工步骤和技术措施; 预应力孔道制作过程的质量保证以及材料、机械设备选择的要求等, 从工艺设计- 材料设备- 施工措施进行全面的试验分析和比较, 这是实施真空灌浆技术的一个重要内容。
2.2 真空灌浆技术同时需要合适的灌浆材料, 这是完成真空灌浆技术的一个重要环节。因为在通过施工工艺排除90%以上孔道空气的同时, 如何改善水泥浆的水灰比, 减少由于水泥浆收缩而产生的孔道空隙就显得尤为重要。因此, 和易性好、空隙率低、渗透性小、具有较高强度和耐久性的灌浆材料, 是我们研究的主要目标之一。
2.3 编制相关的施工操作程序, 以便于及时总结, 规范施工方法, 以达到推广先进的施工工艺, 提高工程质量的目的。
2.4 根据真空灌浆技术的基本原理, 经过反复的分析比较, 确定总体的施工方法为: 真空→真空+灌浆→灌浆三步法不间断施工工艺。
3 真空灌浆技术的基本流程
3.1 浆体配比设计
这种高性能水泥浆与普通水泥浆相比,在原材料的配比方面主要差异为低水灰比和多成份, 其目的是为了增加水泥浆的密实度, 改善水泥浆性能, 从而达到高强和耐久的目的。水泥浆试块采用70.7×70.7×70.7mm 的钢模型, 在常温下24h 后拆模, 进行试验室养护。试验结果表明: 水灰比琥小, 强度越高,用525# 普硅水泥7 天强度最大达到78MPa,大大超过所要求的强度。改选用425# 普硅水泥, 7 天强度最大达到55MPa 以上, 因此, 选用425# 普硅水泥即可达到要求。
3.2 真空灌浆施工工艺
3.2.1 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 型束等的布筋方式, 金属波纹管在预应力筋管成孔方面不能满足小半径的弯曲及U型束的布筋要求, 故采用新型成孔材料塑料波纹管。与金属波纹管相比, 在强度和耐腐蚀方面, 有更好的保护作用。
3.2.2 施工步骤
首先, 准备工作。检查确认材料数量, 种类是否齐备, 品质是否保证; 检查机具是否齐备、完好; 检查供水、供电是否齐全、方便;按配方秤量浆体材料, 减水剂首先溶于一部分水, 待用; 按图所示连接装好各部件。第二, 试抽真空: 将灌浆阀、排气阀全都关闭, 抽真空阀找开; 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( 压力尽量低为好) , 停泵约1 分钟时间, 若压力能保持不变即可认为孔道能达到并维持真空。
3.2.3 搅拌水泥浆
3.2.3.1 搅拌水泥浆之前要求, 加水空转数分钟, 将积水倒净, 使搅拌机内壁充分湿润。搅拌好的灰浆要做至基本御尽。
3.2.3.2 装料: 首先将称量好的水( 扣除用于溶化减水剂的那部分水) 、水泥、膨胀水泥、粉煤灰倒入搅拌机, 搅拌2 分钟; 将溶于水的减水剂倒入搅拌机中, 搅拌3 分钟出料;水泥浆出料后应尽量马上进行泵送, 否则要不停地搅拌; 必须严格控制用水量, 否则多加的水全部泌出, 易造成管道顶端有空隙; 对未及时使用而降低了流动性的水泥浆, 严禁采用增加水的办法来增加灰浆的流动性。
3.2.4 灌浆
3.2.4.1 将灰浆加至灌浆泵中, 在灌浆泵的高压橡胶管出口打出浆体, 待这些浆体浓度与灌浆泵中的浓度一样时, 关掉灌浆泵, 将高压橡胶管此端接至孔道的灌浆管上, 扎牢。
3.2.4.2 关掉灌浆阀, 启动真空泵, 当真空度达到度维持在- 0.06～- 0.09MPa 值时, 启动灌浆泵, 打开灌浆阀, 开始灌浆, 当浆体经过空气滤清器时, 关掉真空泵及抽气阀, 打开排气阀。
3.2.4.3 观察排气管的出浆情况, 当浆体稠度和灌入之稠度一样时, 关掉排气阀, 仍继续灌浆2 分钟, 使管道内有一定的压力, 最后关掉灌浆阀。
3.2.5 清洗
拆下抽真空管的两个活接, 卸下真空泵;拆下空气滤清器和灌浆胶管, 清洗灌浆泵、搅拌机、阀门、空气滤清器以及粘有灰浆的工具。
总之, 由于真空灌浆施工工艺本身有较高水平的质量控制, 加上采用合理配比的混合材料, 采用真空灌浆技术将能保证孔道灌浆的均匀性, 能形成一个密实、不透水的保护层,并能消除孔隙。另外, 塑料波纹管是绝缘体,与金属波纹管相比, 具有更强的耐腐蚀性, 大大改善了构件的防腐蚀性能。因此真空灌浆技术是确保高质量灌浆的一个强有力的手段。
参考文献
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[2] 周红梅, 叶日贵, 唐小萍.真空灌浆技术及应用, 第六届后张预预应力混凝土协会年会,
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