真空輔助壓漿

1、高速公路預應力砼箱梁真空壓漿施工工藝【關鍵詞】預應力；混凝土梁；真空壓漿；技術一 簡述：在五盂高速公路的預應力砼箱梁施工中，為保證箱梁縱向鋼束的壓漿質(zhì)量(飽滿度、密實度)，在箱梁預制和現(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號大橋,全長506.4m,橋梁中心樁號K36+700,橋梁上部結(jié)構采用4聯(lián)×20跨×25m裝配式后張法預應力混凝土箱梁。全橋共有箱梁160片梁,預應力鋼筋采用s15.2(75)鋼絞線,每片梁8束、每束7根鋼絞線;下部結(jié)構采用鉆孔樁基礎,肋板式橋臺,圓柱門式橋墩。 為確保五盂高速公路橋梁結(jié)構

2、的安全和耐久性,根據(jù)設計及有關文件要求,橋梁上部構造后張法預應力混凝土梁一律采用真空壓漿工藝進行灌漿。 三真空壓漿施工真空壓漿的基本原理是: 。整個預應力孔道系統(tǒng)封閉，在孔道的一端采用真空泵對孔道進行抽真空,使之產(chǎn)生負壓(-0.06Mpa-0.1Mpa）左右的真空度,然后用壓漿泵將高標號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,以提高預應力孔道壓漿的飽滿度和密實度,從而提高后張預應力混凝土結(jié)構的安全度和耐久性。 3.1真空壓漿技術要求。3.1.1真空壓漿技術核心有四點。3金屬波紋管或可形成密封的孔道;3.1.1.2漿體的專用添加劑及配合比;3專用的真空壓漿設備;3

3、.1.1.4施工控制。3.1.2技術要求。3.1.2.1孔道及兩端必須密封,且孔道內(nèi)無雜物,孔道暢通;3.1.2.2抽真空時真空度(負壓)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0.1%，拌合后24小時水泥漿的泌水應能全部被漿體吸收;3.1.2.6漿體初凝時間至少5小時;3.1.2.7漿體體積收縮率<2%;3.1.2.8漿體7天齡期強度40MPa;3.1.2.9漿體對鋼絞線無腐蝕作用。3.2真空壓漿材料及配套設備。由于本工程采用真空壓漿技術,預應力束的孔道采用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要求。(1)塑料波紋管的彎曲特性。塑料波紋管處于簡支狀態(tài),給定瞬時受力P1時跨中點的撓度f=20mm,瞬時受力卸荷后跨中點的撓度f1,持荷2min的力P2,P2卸荷后的殘余變形撓度f2。f1/f0.05f2/f0.1P2/ P11.02(2)塑料波紋管對局部載荷抵抗能力。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。塑料波紋管達到表3曲率半徑時,橫向截面直徑變化比應符合規(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)塑料波紋管的檢驗方法。塑料波紋管的質(zhì)量應符規(guī)范要求。3.2.1.3高密度聚乙烯塑料波紋管優(yōu)點。(1)SBG塑料波紋管原材料是

6、HDPE,耐腐蝕性能遠優(yōu)于金屬波紋管,能有效保護預應力鋼絞線不受腐蝕,從而保證了后張預應力結(jié)構具有更好的耐久性。(2)塑料波紋管預留孔道的摩擦系數(shù)明顯小于金屬波紋管,減少了張拉過程中預應力的摩擦損失,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應力鋼絞線和孔道的摩阻力,從而減少預應力損失,保證施加的預應力滿足設計要求。(3)塑料波紋管強度高,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,能大大提高構件的抗疲勞能力。3.2.2漿體性能

7、指標及漿體配合比設計 漿體性能指標。25米后張預應力混凝土簡支箱梁對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小時小于0.1%，24小時為0；流動性：漿體初始流動度不大于17s，30min后不大于20s；膨脹率：28d限制膨脹率不大于3%；充盈度：無肉眼可見水囊，無直徑大于3mm的氣囊；凝結(jié)時間：初凝時間應5h，終凝時間應不超過24h；強度：7d齡期，強度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無收縮防腐蝕高性能預應力管道壓漿劑是具有

8、較高的流動性，泌水少，漿體穩(wěn)定性好，凝結(jié)時間可調(diào)，無收縮或微膨脹，強度高，并摻入了MCI遷移復合型阻銹劑，對預應力筋的陰極及陽極同時進行了雙重保護，避免了亞硝酸鹽類陽極阻銹劑的缺點。進行配合比試驗。最佳的水泥漿配合比還需根據(jù)具體采用的水泥和當?shù)氐臍夂驐l件進行配制。在真空壓漿施工中,除作好施工記錄外,還應同時制作至少3組7.07×7.07×7.07cm的試塊。根據(jù)不同批號(水泥、添加劑)或調(diào)整水灰比時進行取樣,并根據(jù)現(xiàn)場施工情況增加取樣。表標準養(yǎng)護28d，檢查其強度，作為評定水泥漿質(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；漿體流動度為18s；漿體膨脹率為0.1%；壓漿時漿體溫度為2030。從上述數(shù)據(jù)可以看出，漿體配合比滿足25m后張預應力混凝土先簡支后連續(xù)箱梁對灌漿漿體性能的要求。3.2.3真空灌漿設備。真空輔助壓漿的重要設備采用安徽理工生產(chǎn)的SZ-2型真空泵1臺，SZ-2型真空泵為單級水環(huán)式抽氣泵，是真空壓漿工藝中用于孔道形成負壓的主要設備，利用偏心葉輪帶動工作液，通過截止閥和調(diào)節(jié)閥直接進入泵的工作室，同時泵工作時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；壓漿機為LG-P503型螺桿式壓漿機1臺，在壓漿過程中，水泥漿在密封腔內(nèi)被螺桿勻速推進，故輸送量均

10、勻，壓力平穩(wěn)，無空氣滲入，且停只輸送后可保壓。這些特點保證了勻速連續(xù)壓漿的質(zhì)量；灰漿攪拌機1臺；自制儲漿罐1個、計量用臺秤1臺、拌灰桶5個、高強壓漿管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、存放及接長(1)搬運與存放。塑料波紋管搬運時輕拿輕放,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的地方,不得靠近熱源和長期受日光暴曬,并防止各種腐蝕性氣體的影響。(2)連接。波紋管接長:用專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在錨墊板上,安裝錨墊板時,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)。連接后要仔細檢查接頭密封效果,并作好檢查記錄,避免在澆筑混凝土過程中,由于接頭脫開漏漿,漿液流入孔道堵管。3.3.1.2波紋管預埋。安裝前按照設計圖中的預應力筋坐標在箍筋上定出位置,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。在進行鋼筋焊接時,用濕潤的麻袋將波紋管覆蓋,防止焊渣燒傷管壁。波紋管安裝后,仔細檢查位置,直線(曲線)線形是否符合設計要求,使最終成型的預應力孔道線形與設計線形吻合,從而保證預應力摩阻損失接近設計計算值,保證預應力鋼絞線的延伸率;檢查波紋管固定是否牢靠,接頭

13、是否完好及密封效果,管壁有無破損。預埋錨墊板時,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,減少施工時移動設備的工作。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真空灌漿前準備工作。3.3.2.1材料準備。施工前仔細檢查材料種類、試驗檢測結(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進行配漿,并按照每包水泥(50Kg)計算外加劑的數(shù)量后,現(xiàn)場稱量裝入塑料袋。拌合用水采用河水,將蓄水池抽滿水。3.3.2.2設備準備。按照真空壓漿設備要求,仔

14、細檢查設備名稱、型號是否相符,檢查設備部件及使用狀態(tài)是否完好。檢查高強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?；覞{攪拌機出漿口應配有1.2mm的網(wǎng)篩,清除大塊水泥粘稠物等。在使用真空泵時應先將水閥打開,再開泵;關泵時亦先關水閥,后停泵。3.3.2.3封錨。張拉后切除外露多余的預應力鋼絞線,采用早強型無收縮水泥砂漿(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,用高壓風將孔道內(nèi)水吹干,嚴禁在孔道內(nèi)

15、有水的情況下進行抽真空壓漿。 3.3.3真空壓漿。3.3.3.1設備連接。確定真空端和壓漿端,安裝引出管、球閥和接頭,下圖所示連接設備。 3.3.3.2攪拌水泥漿。將事先計量好的水倒入攪拌機內(nèi),然后將水泥以每包為單位加入攪拌機內(nèi),同時加入2030%的真空壓漿添加劑,啟動攪拌機攪拌23min,然后緩慢將剩余添加劑加完,再攪拌約3min。對未及時使用而降低了流動性的水泥漿,嚴禁采用加水的辦法增加流動性。拌合時注意觀察水泥漿的稠度,灌漿過程中,水泥漿不間斷進行攪拌,若中間接管停頓時,應使水泥漿在攪拌機和壓漿泵間循環(huán)流動,防止水泥漿沉淀堵管。攪拌的水泥漿水灰比、流動度和泌水性應能達到技術要求的指標。3

16、真空壓漿。關掉閥1、閥3,打開閥2,啟動真空泵進行抽真空,真空度達到穩(wěn)定時(-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,將輸漿管接到錨墊板上的引出管上,開始壓漿。打開閥1,啟動壓漿泵,開始灌漿。在壓漿中保持真空泵的開啟狀態(tài),當觀察到透明鋼絲管有漿液流動,關掉真空泵和閥2。打開閥3,觀察抽真空端的透明網(wǎng)紋管中漿液流出情況,關掉空氣濾清器前的排氣閥3,稍后打開排氣閥。當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,關閉抽真空端所有閥門,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,重復上述步驟,重新開始壓漿。真空壓漿工作要連續(xù),一次完成。在移動設備時,應繼續(xù)啟動壓漿泵,使?jié){液循環(huán)流動,防止停留時間較長后,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行壓漿,其余接頭不要拆動。真空壓漿后10小時可以將閥拆下,清洗干凈后存放好。壓漿完成,必須當日將沾有水泥漿的輸漿管、壓漿泵、攪拌機、閥門、空氣濾清器等清洗干凈。 3.4真空壓漿質(zhì)量控制要點及注意事項。3.4.1質(zhì)量控制要點?？椎辣仨毭芊狻⑶鍧?、干爽,水泥漿嚴格按照設計配合比控制,嚴格按照工藝要求進行操作。3.4.2注意事項。3真空壓漿環(huán)境溫度范圍:

18、-1050 。3輸漿管選用高強橡膠管,不易破裂;注意檢查連接要牢固,不得脫管。3水泥漿進入壓漿泵前,應先通過1.2mm的篩網(wǎng)進行過濾。3.4.2.4攪拌的水泥漿嚴格進行流動度和泌水試驗,制作試件檢查強度。3壓漿工作在水泥漿流動度下降前完成(約3045min),孔道壓漿連續(xù)不得停頓。3.4.2.6中途換管時,啟動壓漿泵,保持漿液流動,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，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，增強了漿體的密實度。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應力筋附近的可能性，防止預應力筋的腐蝕。3.52漿體中的微末漿及稀漿在真空負壓下率先流入負壓容器，待稠漿流出后，孔道中漿體的稠度即能保持一致，使?jié){體密實度和強度得到保證。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，便于漿體充盈整個孔道，尤其是一些異形關鍵部位，對于彎形、U型、豎向預應力筋更能體現(xiàn)真空灌漿的優(yōu)越性。3.54作為一種全新的技術，真空輔助壓漿要求施工現(xiàn)場具有高水平的質(zhì)量，包括高水平的管理人員和操作隊伍，這樣由于這種方法本身的性質(zhì)決定了它具有高水