淺論真空壓漿在預應力混凝土結構中的應用

摘要：真空壓漿施工工藝本身有較高水平質量控制，采用真空壓漿技術能保證孔道壓漿的均勻性，能形成一個密實的、不透水的保護層，并能很好的消除空隙。文章介紹了真空壓漿技術的原理，并重點介紹了真空壓漿技術的施工工藝、施工注意事項，及真空壓漿技術相對傳統壓漿技術的優點和帶來的經濟效益。

關鍵詞：預應力管道;真空壓漿;混凝土梁

1、真空壓漿原理

真空壓漿的基本原理是首先將孔道系統密封，其次在孔道的一端（即錨墊板壓漿孔處）使用抽真空泵對孔道抽真空，使之產生-0.06～-0.10 MPa的真空度，然后用壓漿泵將攪拌好、檢測合格的水泥漿從另一端錨墊板壓漿孔壓人，直至充滿整條孔道，并加以不小于0.5 MPa的正壓力，直至水泥漿從真空端流出，流動度符合規范要求，特定的排漿管將多余漿液排出，關閉出漿閥后，保持一個壓力不小于0.5 MPa的穩壓期，持續時間不小于3 min，以保證孔道內水泥漿充分包裹預應力筋，充滿整條管道，使孔道壓漿充盈度合格。

2、施工工藝

2.1 設備及組件

（1）水泥漿攪拌機。攪拌機的轉速不低于1000r/min，葉片的線速度不宜小于10 m/s，最高線速度宜限制在20 m/s以內。攪拌機儲料罐應帶有攪拌功能，以確保漿體的流動性。攪拌罐與儲料罐之間應有過濾網，網眼不大于3 mm×3 mm。

（2）壓漿機。壓漿機應采用連續式壓漿泵，其特點是連續工作，漿體壓力無波動，泵送漿體無氣泡，密封性強。

（3）抽真空泵。真空泵應能達到0.10 MPa的負壓力。

（4）其他組件。內接直徑20 mm的鋼管;直徑20mm的活接頭;直徑20 mm × 15 mm的異徑三通;直徑15 mm的鋼管和排水管;直徑15 mm的閥門;直徑20mm的鋼管;帶鋼絲透明軟管、真空壓力表;直徑40mm× 20mm異徑彎頭;直徑40 mm鋼管;直徑15 mm× 10 mm的異徑接頭;直徑15 mm的閥門;直徑15 mm的網紋水管、鋼扣碗、橡膠墊、高強壓漿管（橡膠管，應滿足能承受壓漿過程中的壓力不小于2 MPa的要求）、計量及稱重設備等。

2.2 對漿液的要求

漿液除了滿足不離析、不析水，硬化孔隙低、滲透性小，不收縮或低收縮等表觀要求外，其性能還應符合下列技術指標要求：

（1）水膠比。0.26～0.28。

（2）流動度。初始流動度10～17 S、30 min流動度l0～20 s、60 min流動度10～25 S。

（3）泌水率。24 h自由泌水率為零，3 h鋼絲間泌水率不大于0.1%。

（4）凝結時間。初凝不小于5 h，終凝不大于24h。

（5）7 d強度。抗折強度不小于6 MPa，抗壓強度不小于40 MPa。

（6）28 d強度。抗折強度不小于10 MPa，抗壓強度不小于50 MPa。

（7）自由膨脹率。3 h為0～2%，24 h為0～3%。

（8）充盈度。合格。

所使用的原材料和配合比需經監理工程師批準。漿液攪拌好后，應在監理工程師見證下檢測水膠比、流動度、溫度等指標，合格后才能進行孔道壓漿。

2.3 對原材料的要求

（1）水泥。應采用供應性能穩定、強度等級不低于42.5級的低堿硅酸鹽或低堿普通硅酸鹽新鮮水泥。

（2）水。最好為飲用水，氯化物含量應小于350mg/L，水中不能有雜物和有機質。按照每包水泥（50kg）計算用水量后，確定相應容器。

（3）外加劑。應與水泥具有良好的相容性，且不得含有氯鹽、亞硝酸鹽或其他對預應力筋有腐蝕作用的成分。

壓漿原材料中氯離子含量不應超過膠凝材料總量的0.06%，比表面積應大于350 m /kg，三氧化硫含量不應超過6.0%。在配制漿液混和物時，水泥、外加劑、水的稱量均

以質量計精確到±1%。

2.4 壓漿施工步驟

（1）當全部預應力筋張拉完畢，并確認合格后，方可切割除超長的預應力筋。切割時只能用砂輪鋸切斷，切割后預應力筋的外露長度不得小于20～30 mm。用螺栓將鋼扣碗與錨墊板螺絲孔連接，其中間加墊橡膠墊片，使錨板及夾片、外露鋼絞線全部扣住。封堵必須嚴密，做到不漏漿、不漏氣。壓漿管和抽真空管由鍍鋅水管引出，引出端帶螺紋。

（2）壓漿前，應清除梁體管道內雜物與積水，嚴禁在管道內有水的情況下進行抽真空壓漿。

（3）檢查攪拌機、壓漿泵、真空泵及配套設備的性能，把真空泵、壓漿設備按順序連接起來，檢查設備部件及使用狀態是否完好，以及高強橡膠輸漿管及其他連接處連接是否牢固。在使用真空泵時應先將水閥打開，再開抽真空泵;關泵時先關水閥，后停抽真空泵。

（4）根據經過監理工程師批復的水泥漿配合比確定施工配合比，攪拌水泥漿，首先將提前計量好的水倒人攪拌機內，然后將水泥以每包為單位加入攪拌機內，同時加入20% ～30% 的外加劑，啟動攪拌機攪拌2～3min，然后緩慢將剩余外加劑倒入，再攪拌約3 min。對未及時使用而降低了流動性的水泥漿，嚴禁重拌后使用。拌和時觀察水泥漿的流動度，壓漿過程中，水泥漿應不間斷攪拌?，F場測定水泥的出機口流動度、溫度，看是否滿足技術指標要求，否則應重拌水泥漿，直至符合要求為止。漿液壓入梁體管道之前，應首先開啟壓漿泵，使漿液從壓漿泵嘴排出一部分，以消除壓漿管路中的空氣、水和不能使用的漿。當排出的漿體流動度與攪拌機儲料罐中的流動度一致時，才能與壓漿端管道連接。

（5）真空壓漿施工設備連接見圖1。首先把閥門3、閥門4關掉，打開閥門1、閥門2，先將真空泵上的水閥打開，啟動真空泵進行抽真空。當真空達到-0.06～ -0.08 MPa時，打開閥門4，啟動壓漿機。如果真空度達不到要求，應停止作業，檢查各管件連接部位，直到真空度達到要求再進行作業。

（6）在壓漿過程中要保持真空泵開啟狀態，持續一段時間后，當看到閥門1、閥門2、閥門3之間的透明三通管內有漿液通過時，立即關掉抽真空泵及閥門2，并打開閥門3。

（7）注意察看流向廢漿池內的漿液情況，當漿液流動度符合規范要求時，關掉閥門3，繼續壓漿，使管道內壓力處于不小于0.5 MPa的一個穩壓期，該穩壓期不宜小于3 min，再關掉閥門4。當管道較長時，最大壓力宜為1.0 MPa。梁體豎向預應力筋管道壓漿的最大壓力可控制在0.3～0.4 MPa。

（8）壓完一個預應力管道后，將活接頭拆下清洗干凈，然后接到另一條預應力管道上進行壓漿，其余接頭不要拆動。重復上述步驟，開始對其他預應力管道進行壓漿。真空壓漿后10 h可以將兩端閥門拆下，清洗干凈后存放。

（9）當梁體所有管道全部注完后關閉壓漿泵，完成壓漿。拆卸外接管、連接件。

（10）完成當日壓漿后，將所有使用過的輸漿管、壓漿泵、攪拌機、閥門、連接件等清洗干凈。

3、施工注意事項

為了更好地控制真空壓漿質量，結合施工實際情況，應注意以下問題。

（1）施工前必須制訂合理可行且符合規范要求的專項施工方案，經監理工程師批準后實施，對每位操作人員進行詳細認真的技術交底，確保操作人員對整個壓漿施工工藝要求都了如指掌、操作熟練。

（2）在后張預應力混凝土梁段制作時，波紋管之間的接口、波紋管與錨墊板的連接應緊密，壓漿孔應采用軟材料填充，梁體混凝土澆筑后再取出，以避免水泥漿進入壓漿孔。

（3）預應力筋終張拉后，應在48 h內進行管道壓漿施工，以確保預應力值準確，防止預應力筋銹蝕。

（4）壓漿前管道兩端的封錨要符合密封要求，使管道在壓漿時的真空度得到保證，注意壓漿管與排氣管的安裝方向。

（5）若壓漿管道為曲線，應在波紋管每個波峰的最高點靠同一端設立觀察閥，高出混凝土面20cm。

（6）輸漿管應選用優質高強橡膠管，帶壓壓漿時不易破裂，連接要牢固，不得脫落。中途換管時，啟動壓漿泵，保持漿液流動，防止沉淀堵管。

（7）攪拌好的水泥漿在壓人管道前必須做流動度、溫度檢測，符合技術指標要求后方可進行壓漿。

（8）壓漿順序先下后上，同一管道壓漿應緩慢、均勻地進行，一次完成，壓漿不得中斷。水泥漿自攪拌至壓入管道的間隔時間，不得超過40 min。儲料罐的儲漿體積必須大于所要壓注的一條預應力管道體積。

（9）壓漿過程中，每一工作班應制作3組標準養護試件（40 mm×40 mm×160 mm），進行抗壓強度和抗折強度試驗，作為質量評定的依據。對壓漿過程進行記錄。記錄項目應包括：壓漿原材料、配合比、攪拌時間、出機口流動度、漿液溫度、環境溫度、真空度、穩壓壓力及時間、現場壓漿負責人、監理工程師等。

（10）壓漿時漿液溫度應在5℃～30℃之間，壓漿過程及壓漿后2 d內，梁體及環境溫度不應低于5℃，否則應采取保溫措施，并應按冬季施工要求處理。在環境溫度高于35℃ 時，應選擇溫度較低的時段施工，如在夜間進行。

（11）管道壓漿時，壓漿端操作人員需戴防護眼鏡、穿雨靴、戴防水手套。膠管與壓漿泵及進口閥門連接牢固后，才能開始壓漿。擰壓漿閥時應站在孔道的側面，以防止漿體噴出傷人。

（12）壓漿強度未達到28 d強度要求之前，不得對梁體進行靜載試驗或其他加載。

（13）由于真空壓漿工藝技術要求高，對整個施工質量的控制，包括操作人員素質、機具設備性能等方面提出了較高的要求。任何細小環節的疏忽和失誤都很可能會影響到真空壓漿的施工質量。

4、結語

與普通壓漿相比，真空壓漿具有以下技術優點：（1）在抽真空的狀態下，管道內的空氣、水份以及混在水泥漿中的氣泡被消除（如在預應力孔道頂部以及錨具后面的氣泡），減少了漿液孔隙泌水現象。

（2）壓漿過程中管道具有良好密封性，使漿液穩壓并保證充滿整條管道。

（3）嚴格的漿液拌制，使其不會出現析水、干硬收縮等問題，消除了裂縫的產生，使壓漿的充盈度得到了保證。

（4）管道內漿液在真空狀態下，減小了由于管道高低彎曲而造成的漿液自身壓力差，便于漿液充滿整個預應力管道，對于彎曲、U型、豎向預應力筋更能體現真空壓漿的優越性。

（5）真空壓漿過程是一個連續、均勻且迅速的過程，縮短了壓漿時問。

該項目上使用真空壓漿施工工藝，在預應力管道壓漿的施工質量控制上比較理想，提高了后張預應力混凝土梁可靠性和耐久性。

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