真空輔助壓漿在橋梁預制中的應用研究

摘 要：在預制鐵路橋梁的預應力混凝土結構中，以往采用傳統的壓力壓漿工藝。但隨著高速鐵路快速發展、預應力施工技術的日益成熟，傳統的壓漿工藝存在漿體密實性差、有空氣形成的氣泡、孔隙等現象，從而使預應力筋宜受侵蝕，降低了結構的耐久性，其已無法滿足橋梁生產的需要，取代的是已取得良好效果的真空輔助壓漿的應用。

關鍵詞：真空輔助壓漿；密實度；耐久性

中圖分類號：TU文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）12-0392-01

1 真空壓漿基本原理

真空壓漿技術是采用真空吸漿法和常規壓漿法相結合，即在常規壓力壓漿泵設備系統的基礎上進行改進，增加抽真空的真空泵設備系統。整個預應力孔道系統封閉，一端用真空泵對孔道進行抽真空，使之產生負壓-0.06Mpa～-0.1Mpa），然后用壓漿泵將優質水泥漿從孔道的另一端壓入，當水泥漿從抽真空端流出且顏色與壓漿端相同（即稠度相同），再經過特定位置的排漿（排水及微泡沫），并加以≤0.7Mpa的正壓力，并持續保壓3min，以保證預應力孔道壓漿的密實度。

真空輔助壓漿工藝布置見圖1。

2 漿體性能指標及漿體配合比設計

（1）漿體性能指標。

32m有碴軌道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0.3～0.34；

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：漿體流動度不大于25s，30min后不大于35s；

膨脹率：28d限制膨脹率0～0.1%；

充盈度：無肉眼可見水囊，無直徑大于3mm的氣囊；

凝結時間：初凝時間應＞4h，終凝時間應小于24h；

強度：7d齡期，強度＞40Mpa。

為保證梁體的耐久性，壓漿材料經比選采用高性能無收縮灌漿劑，北京建工華創工程技術有限公司CG-W-20無收縮防腐蝕高性能預應力管道灌漿劑，進行了配合比試驗。

CG-W-20無收縮防腐蝕高性能預應力管道灌漿劑是具有較高的流動性，泌水少，漿體穩定性好，凝結時間可調，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。在正確的施工工藝下，能確保管道極高的充盈度，獲得質量優異的硬化灌漿體。其質量穩定可靠，大大提高了施工時的操作性和灌漿的穩定性。

（2）壓漿設備的選取。

真空輔助壓漿的重要設備采用安徽理工生產的SZ-2型真空泵，SZ-2型真空泵為單級水環式抽氣泵，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，通過截止閥和調節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型螺桿式灌漿機，在灌漿過程中，水泥漿在密封腔內被螺桿勻速推進，故輸送量均勻，壓力平穩，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灌漿的質量。

（3）配制的漿體配合比指標為：水泥漿的水灰比為0.34，水泥漿的3h泌水率為0.07%～0.1%，泌水在24h內被漿體吸收；漿體流動度為18s；漿體膨脹率為0.1%；壓漿時漿體溫度為28℃。

從上述數據可以看出，漿體配合比滿足32m有碴軌道后張預應力混凝土簡支箱梁對灌漿漿體性能的要求。

3 真空輔助壓漿的施工步驟

（1）施工準備。

①進行配合比設計，通過試驗確定施工漿體配合比，并進行測試；

②切割鋼絞線，水泥砂漿封端并安裝密封罩；

③檢查孔道的密閉，設備、輔件的規格數量及其運轉狀態。

（2）試抽真空。

關閉閥門1、2和排氣孔，打開閥門3、4，啟動真空泵，觀察真空表讀數，若負壓在-0.06Mpa～-0.1Mpa，停泵1min保壓不變，即可進行壓漿。

（3）拌漿。

①拌漿前先加水空轉幾分鐘，使攪拌機內壁充分濕潤，后將水排凈；

②按規定的水膠比和灌漿劑用量拌制水泥漿，

辦好后在現場進行稠度、泌水率測試，進行漿體試模制作；

（4）壓漿。

①開啟真空泵，當真空度維持在-0.07Mpa時，啟動壓漿泵進行壓漿；

②漿體流過觀察管時，關閉閥門3，打開閥門2，并關掉真空泵；

③觀察廢漿桶出漿情況，當漿體稠度一致、出漿勻速，關閉閥門1，并關掉壓漿泵；

④打開排氣孔，啟動壓漿泵，觀察排氣孔處出漿情況，當漿體稠度一致、出漿勻速、無氣泡和微沫漿后，關閉排氣孔，施加0.5Mpa～0.6Mpa的壓力持壓3min，關掉壓漿閥，關閉閥門3；

⑤拆除閥門1、3外的設備，并清洗干凈。

（5）真空輔助壓漿注意事項。

①水泥漿在壓灌過程中要經常攪動，對延遲使用流動度下降的漿體，嚴禁通過加水來增加其流動性；

②攪拌好的漿體每次應用完卸盡，在水泥漿未全部卸出的情況下，不能加入壓漿材料另行攪拌；

③孔道壓漿需一氣呵成，同一管道壓漿應均勻、連續進行一次完成；

④壓漿速度不宜過高，較高的速度會在孔道內產生過大的壓力，造成泛漿。

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4 真空輔助壓漿的優越性

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。

（1）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。

（2）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，使漿體密實度和強度得到保證。

（3）孔道在真空狀態下，減小了由于孔道高低彎曲而使漿體形成的壓頭差，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真空灌漿的優越性。

（4）作為一種全新的技術，真空輔助壓漿要求施工現場具有高水平的質量，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決定了它具有高水平的質量控制。

采用正確的工藝是使用此項技術的前提條件，采用配套的錨具組裝件、成孔性能良好的塑料波紋管，使用專用設備、專用漿體外加劑、標準化的施工規程以及專業施工人員都是保證工藝得以正確實施必不可少的條件。