真空辅助压浆

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1、高速公路预应力砼箱梁真空压浆施工工艺【关键词】预应力；混凝土梁；真空压浆；技术 一 简述：在五盂高速公路的预应力砼箱梁施工中，为保证箱梁纵向钢束的压浆质量（饱满度、密 实度），在箱梁预制和现浇施工中采用了真空压浆施工工艺。二 工程概况五盂高速公路龙华和1号大桥,全长506.4m,桥梁中心桩号K36+700,桥梁上部结构采 用4联X20跨X25m装配式后张法预应力混凝土箱梁。全桥共有箱梁160片梁,预应力 钢筋采用Osl5.2（7G5）钢绞线,每片梁8束、每束7根钢绞线;下部结构采用钻孔桩基 础,肋板式桥台, 圆柱门式桥墩。为确保五盂高速公路桥梁结构的安全和耐久性, 根据设计及有关文件要求, 桥

2、梁上 部构造后张法预应力混凝土梁一律采用真空压浆工艺进行灌浆。三真空压浆施工真空压浆的基本原理是: 。整 个预应力孔道系统封闭，在孔道的 一端采用真空泵对孔道进行抽真 空,使之产生负压（-0.06Mpa -0.1Mpa）左右的真空度,然后用 压浆泵将高标号水泥浆从孔道的 另一端压入, 直至充满整条孔道, 并加以0.7MPa的正压力，以提高 预应力孔道压浆的饱满度和密实 度,从而提高后张预应力混凝土 结构的安全度和耐久性。3.1 真空压浆技术要求。3.1.1 真空压浆技术核心有四点。3.1.1.1 金属波纹管或可形成密封的孔道;3.1.1.2浆体的专用添加剂及配合比;3.1.1.3专用的真空压浆

3、设备;3.1.1.4施工控制。3. 1. 2技术要求。3.1.2.1 孔道及两端必须密封,且孔道内无杂物,孔道畅通;3.1.2.2抽真空时真空度（负压）控制在-0.06-0.1MPa ）之间；3.1.2.3水灰比控制在0.30.4之间;3.1.2.4浆体稠度宜控制在1418s;3.1.2.5拌合后3h,最终不超过0.1%,拌合后24小时水泥浆的泌水应能全部 被浆体吸收;3.1.2.6 浆体初凝时间至少 5 小时;3.1.2.7 浆体体积收缩率2%;3.1.2.8浆体7天龄期强度M40MPa;3. 1. 2. 9浆体对钢绞线无腐蚀作用。3.2 真空压浆材料及配套设备。由于本工程釆用真空压浆技术,

4、预应力束的孔道釆用SBG塑料波纹管代替普通 的金属波纹管,压浆施工采用的设备和工艺,需要配套。3.2.1 成孔方法。3.2.1.1成孔材料。钢绞线孔道选用内径 55mm、50mm、90*25mm、90*70mm 的 HVMSBG 高密度聚乙烯塑 料波纹管3. 2. 1. 2高密度聚乙烯塑料波纹管技术要求。(1) 塑料波纹管的弯曲特性。塑料波纹管处于简支状态，给定瞬时受力P1时跨中 点的挠度f=20mm,瞬时受力卸荷后跨中点的挠度fl,持荷2min的力P2,P2卸荷后的残余 变形挠度 f2。f l/fW0.05f 2/fW0.1P 2/P1W1.02(2) 塑料波纹管对局部载荷抵抗能力。塑料波纹

5、管有足够的刚性,承受横向载荷、 受局部横向载荷的变形量不大于10mm。满足上述特性的波纹管具有足够的强度,不管是 抽真空至-O.lMpa,压浆压至0.7Mpa,还是按常规方法浇筑混凝土，波纹管道在施工中均 不出现变形。(3) 塑料波纹管的柔韧特性。塑料波纹管达到表3曲率半径时,横向截面直径变化 比应符合规范要求(4) 塑料波纹管的密封性。塑料波纹管在曲率半径为4m的状态下，以0.05MPa的 压力水注入管内，保持加in,无明显的水渗漏现象。(5) 塑料波纹管的耐摩损性。塑料波纹管成孔管道能承受穿束及张拉等工作对管 壁的摩损，摩损后的剩余壁厚不小于1mm。(6) 塑料波纹管的检验方法。塑料波纹管

6、的质量应符规范要求。3. 2. 1. 3高密度聚乙烯塑料波纹管优点。(1) SBG塑料波纹管原材料是HDPE,耐腐蚀性能远优于金属波纹管,能有效保护预 应力钢绞线不受腐蚀,从而保证了后张预应力结构具有更好的耐久性。(2) 塑料波纹管预留孔道的摩擦系数明显小于金属波纹管,减少了张拉过程中预 应力的摩擦损失,塑料波纹管摩擦系数一般为0.14,而金属波纹管的摩擦系数为 0.25。 使用塑料波纹管减少了预应力钢绞线和孔道的摩阻力,从而减少预应力损失,保证施加 的预应力满足设计要求。(3) 塑料波纹管强度高,不怕踩压,不易被振捣棒凿破,其密封性能和抗渗性能都 高于金属波纹管, 更适合真空灌浆。(4) 塑

7、料波纹管不导电, 可以防止杂散电流腐蚀。(5) 塑料波纹管有更好的耐疲劳性能,能大大提高构件的抗疲劳能力。3.2.2 浆体性能指标及浆体配合比设计浆体性能指标。25米后张预应力混凝土简支箱梁对灌浆浆体性能的要求为：水胶比： 水泥浆的水胶比控制在0.260.28；泌水率：水泥浆不得泌水，3小时小于0.1%, 24小时为0；流动性：浆体初始流动度不大于 17s， 30min 后不大于 20s；膨胀率：28d限制膨胀率不大于3%；充盈度：无肉眼可见水囊，无直径大于 3mm 的气囊；凝结时间：初凝时间应5h,终凝时间应不超过24h；强度：7d龄期，强度50Mpa.压浆材料经比选采用(1)山西黄腾化工有

8、限公司生产的 MA 高性能无收缩压浆剂， (2)河北 鼎鑫有限公司生产的普硅52.5水泥，饮用水。MA无收缩防腐蚀高性能预应力管道压 浆剂是具有较高的流动性，泌水少，浆体稳定性好，凝结时间可调，无收缩或微膨胀，强 度高，并掺入了 MCI迁移复合型阻锈剂，对预应力筋的阴极及阳极同时进行了双重保护， 避免了亚硝酸盐类阳极阻锈剂的缺点。进行配合比试验。最佳的水泥浆配合比还需根据具 体采用的水泥和当地的气候条件进行配制。在真空压浆施工中,除作好施工记录外,还应同 时制作至少3组7.07X7.07X7.07cm的试块。根据不同批号(水泥、添加剂)或调整水灰比 时进行取样，并根据现场施工情况增加取样。表标

9、准养护28d,检査其强度，作为评定水泥 浆质量的依据为保证梁体的耐久性，配制的浆体配合比指标为：水泥浆的水灰比为0.28,水泥浆的3h泌水率为0%0.1%, 泌水在24h内被浆体吸收；浆体流动度为18s；浆体膨胀率为0.1%；压浆时浆体温度为20 30C。 从上述数据可以看出，浆体配合比满足25m后张预应力混凝土先简支后连续箱梁 对灌浆浆体性能的要求。3.2.3 真空灌浆设备。真空辅助压浆的重要设备采用安徽理工生产的 SZ-2 型真空泵1 台， SZ-2 型真空泵为单 级水环式抽气泵，是真空压浆工艺中用于孔道形成负压的主要设备，利用偏心叶轮带动工 作液，通过截止阀和调节阀直接进入泵的工作室，同

10、时泵工作时的工作液随气体一起排出， 这种连接可使泵获得高的极限真空； 压浆机为 LG-P503 型螺杆式压浆机 1 台，在压浆过 程中，水泥浆在密封腔内被螺杆匀速推进，故输送量均匀，压力平稳，无空气渗入，且停 只输送后可保压。这些特点保证了匀速连续压浆的质量；灰浆搅拌机 1 台；自制储浆罐 1 个、计量用台秤1台、拌灰桶5个、高强压浆管10根，连接头、DN20mm控制阀、扳手等配 件。3.3 真空压浆施工工艺。1.内接 DN20mm2.活接头 DN20mm3.异径三通 DN20X15mm4.阀 DN15mm5.水管 DN15mm6. 排水管 7. 内接 DN15mm8. 内接 DN20mm9.

11、 阀 DN15mm10. 水管 DN20mm11.钢丝透明水管12.空气滤清器13.真空压力表14.异径弯头DN40X20mm15.水管DN40mm16.真空泵体17.异径接头DN15X10mml8.阀DN15mml9.网纹水管DN15mm 2.3.1波纹 管施工。3. 3. 1. 1波纹管搬运、存放及接长（1）搬运与存放。塑料波纹管搬运时轻拿轻放,不得抛甩或在地上拖拉,防止尖锐物戳伤 管壁。塑料波纹管贮存在干燥通风的地方,不得靠近热源和长期受日光暴晒,并防止各种腐蚀 性气体的影响。（2）连接。波纹管接长:用专用塑料波纹管连接管直接连接或将波纹管之间直接热熔焊 接。波纹管与锚垫板用连接:用塑料

12、连接头连接,并用粘胶带进行缠包,防止漏浆。波纹管与 排气管的安装:灌浆孔和排气孔均设在锚垫板上,安装锚垫板时,同一孔道一端灌浆孔放置 在下方,作为灌浆孔使用;另一端灌浆孔放置在上方,作为排气孔（抽真空端）。连接后要仔细 检查接头密封效果,并作好检查记录,避免在浇筑混凝土过程中,由于接头脱开漏浆,浆液流 入孔道堵管。3. 3. 1. 2波纹管预埋。安装前按照设计图中的预应力筋坐标在箍筋上定出位置,固定采 用6.5U型定位钢筋，间距控制在50060Omm,波纹管与定位钢筋用细铁丝绑扎牢固，防止波 纹管位置偏移或上浮,在曲线和波纹管接头处加密U型定位钢筋。在进行钢筋焊接时，用湿 润的麻袋将波纹管覆盖

13、，防止焊渣烧伤管壁。波纹管安装后，仔细检查位置，直线（曲线）线形 是否符合设计要求，使最终成型的预应力孔道线形与设计线形吻合，从而保证预应力摩阻损 失接近设计计算值，保证预应力钢绞线的延伸率;检查波纹管固定是否牢靠，接头是否完好 及密封效果，管壁有无破损。预埋锚垫板时，同一直线（曲线）方向布置的孔道，灌浆孔集中安 装在同一处，排气孔集中安装在另一处，减少施工时移动设备的工作。灌浆管和排气管引出 用镀锌水管。浇注混凝土前将管孔堵上，防止漏浆，在灌浆前焊上引出管头，端部带螺纹并配 上球阀外螺纹。3. 3. 2真空灌浆前准备工作。3.3.2.1材料准备。 施工前仔细检查材料种类、试验检测结果、材料数

14、量是否足够，合格后方可使用。将真空灌浆添加剂按照添加剂:水泥=7.5:100进行配浆，并按照每包水泥（50Kg）计算外加剂 的数量后，现场称量装入塑料袋。拌合用水采用河水，将蓄水池抽满水。3.3.2.2设备准备。按照真空压浆设备要求，仔细检查设备名称、型号是否相符，检查设备部件及使用状 态是否完好。检查高强橡胶输浆管连接是否牢固，管道内是否有水泥干灰等杂质，若有必须 拆管清洗干净。灰浆搅拌机出浆口应配有1.2mm的网筛，清除大块水泥粘稠物等。在使用真 空泵时应先将水阀打开，再开泵;关泵时亦先关水阀，后停泵。3.3.2.3封锚。张拉后切除外露多余的预应力钢绞线，采用早强型无收缩水泥砂浆 （水泥:

15、砂=1:1）封锚，将锚板及夹片、外露钢绞线全部包裹，覆盖层厚度不小于15mm。压浆管 和抽真空管由镀锌水管引出，引出端带螺纹。3. 3. 2. 4孔道检查。检查压浆孔、排气孔是否畅通，若堵塞，必须疏通后方能压浆。 用水冲洗干净后，用高压风将孔道内水吹干，严禁在孔道内有水的情况下进行抽真空压浆。3.3.3真空压浆。3.3.3.1设备连接。 确定真空端和压浆端，安装引出管、球阀和接头，下图所示连接设备。3.3.3.2搅拌水泥浆。 将事先计量好的水倒入搅拌机内，然后将水泥以每包为单位加入搅拌机内，同时加 入2030%的真空压浆添加剂，启动搅拌机搅拌23min，然后缓慢将剩余添加剂加完，再搅 拌约3m

16、in。对未及时使用而降低了流动性的水泥浆,严禁采用加水的办法增加流动性。拌合 时注意观察水泥浆的稠度,灌浆过程中,水泥浆不间断进行搅拌,若中间接管停顿时,应使水 泥浆在搅拌机和压浆泵间循环流动,防止水泥浆沉淀堵管。搅拌的水泥浆水灰比、流动度和 泌水性应能达到技术要求的指标。3.3.3.3真空压浆。关掉阀1、阀3,打开阀2,启动真空泵进行抽真空，真空度达到稳定时(-0.09MPa -O.IMPa),将水泥浆加到压浆泵中。先用泵打出一部分水泥浆,等浆液浓度与压浆泵中浆液 浓度一样时,将输浆管接到锚垫板上的引出管上,开始压浆。打开阀1,启动压浆泵,开始灌浆。在压浆中保持真空泵的开启状态,当观察到透明钢 丝管有浆液流动,关掉真空泵和阀2。