新型壓漿材料在預(yù)應(yīng)力孔道上的應(yīng)用

于國(guó)忠

(黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150070)

?

新型壓漿材料在預(yù)應(yīng)力孔道上的應(yīng)用

于國(guó)忠

(黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150070)

首先對(duì)新型壓漿材料的發(fā)展歷程進(jìn)行概括，結(jié)合在預(yù)應(yīng)力孔道上的應(yīng)用來(lái)進(jìn)行，并對(duì)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中存在的缺陷問(wèn)題做出總結(jié)。其次重點(diǎn)介紹新型壓漿材料和設(shè)備應(yīng)用過(guò)程中的優(yōu)異性能，以及需要注意的技術(shù)要點(diǎn)，幫助提升工程施工質(zhì)量。

新型壓漿材料；預(yù)應(yīng)力孔道；流動(dòng)性；零泌水；微膨脹

1 預(yù)應(yīng)力混凝土孔道壓漿普遍存在的缺陷

雖然預(yù)應(yīng)力孔道壓漿應(yīng)用后解決了大量工程承載問(wèn)題，但在使用期間仍然存在一些問(wèn)題有待完善。該種技術(shù)常常應(yīng)用在陳舊建筑物的加固施工中，通過(guò)合理設(shè)計(jì)能夠達(dá)到預(yù)期的加固效果，壓漿是針對(duì)混凝土漿料來(lái)進(jìn)行的，在對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，水分與骨料配合比例很難掌握，一旦超出了規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，很容易造成壓漿困難。石灰等物質(zhì)遇水后體積會(huì)發(fā)生改變，但這種膨脹反應(yīng)也是由限度的，只有掌握好這一標(biāo)準(zhǔn)，才能確保工作期間不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。一旦水灰投放比例超出了正常范圍，便會(huì)造成嚴(yán)重的適用安全問(wèn)題，漿料不能被固定在指定的施工位置，凝固期間也容易受到外界振動(dòng)而產(chǎn)生形變，受力形式因此也發(fā)生了改變，建筑物使用期間穩(wěn)定性受到了影響。除此之外，漿料養(yǎng)生階段也存在大量的問(wèn)題，沒(méi)有達(dá)到規(guī)定時(shí)間拆卸磨具，結(jié)構(gòu)表面會(huì)產(chǎn)生裂縫，使用期間潮濕氣體通過(guò)裂縫侵入到鋼筋材料表面，引發(fā)材料氧化問(wèn)題。

2 新型孔道壓漿材料的性能

2.1 低水膠比、高流動(dòng)性

經(jīng)理論計(jì)算，水泥完全水化時(shí)所需水灰比為0.257，壓漿材料的水灰比也應(yīng)該在0.26～0.28之間，所以在壓漿材料的水化過(guò)程中會(huì)有多余的水必然泌出，泌出的同時(shí)在體系中形成泌水通道和水泡，泌水通道和水泡中的水蒸發(fā)后形成孔隙，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)缺陷，這將大大減少水泥石抵抗荷載的實(shí)際有效斷面，而且可能在孔隙周?chē)a(chǎn)生應(yīng)力集中，影響灌漿料硬化后的后期強(qiáng)度和耐久性。孔隙的存在降低了水泥石強(qiáng)度，也降低了水泥石對(duì)鋼絞線的握裹力，影響了梁體結(jié)構(gòu)與鋼絞線受力傳遞的均勻性，造成安全隱患，從而影響工程質(zhì)量。傳統(tǒng)壓漿材料的水灰比在0.35～0.45之間，而新型預(yù)應(yīng)力孔道灌漿材料的水灰比在0.26～0.28之間(實(shí)際使用時(shí)為0.27)，既能滿足目前灌漿施工的需要，又保證了工程結(jié)構(gòu)的性能。在此水灰比范圍內(nèi)，灌漿材料的強(qiáng)度得到了進(jìn)一步的保證，并具有高效早強(qiáng)的效果。

在傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力管道灌漿過(guò)程中，還存在著灌漿不飽滿、斷漿、管道高點(diǎn)無(wú)漿等一些問(wèn)題，這除了與灌漿工藝有關(guān)外，其實(shí)與灌漿材料的流動(dòng)性有密切的關(guān)系，即流動(dòng)度越好則施工越容易，灌漿效果越好。因此，新型灌漿材料的流動(dòng)性在10～17 s之間。此特點(diǎn)特別考慮到目前特大型、大型橋梁建設(shè)過(guò)程中預(yù)應(yīng)力管道設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，考慮到長(zhǎng)箱梁、管道波形高差過(guò)大的灌漿保障問(wèn)題。

2.2 零泌水

傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力施工工藝中，材料靜止?fàn)顟B(tài)下會(huì)分泌出水分，內(nèi)部水分減少后漿料會(huì)發(fā)生不同程度的沉降，并不能滿足使用需求。應(yīng)用新型壓漿材料后，漿料中的水分在壓力作用下會(huì)被排出，剩余水分含量也在合理范圍內(nèi)，材料能夠?qū)⑺宙i在其中，并不會(huì)過(guò)多的泌出，這一點(diǎn)是傳統(tǒng)材料所不具備的。根據(jù)施工需求提起預(yù)制好漿料，根據(jù)施工實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果顯示，新型材料在3 h毛細(xì)泌水率為0，24 h自由泌水率為0，壓力泌水率在壓力達(dá)到0.36 MPa時(shí)小于1%，完全能夠達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)含水量，灌注完成后也不會(huì)分泌出多余的水分。這一點(diǎn)在建筑工程中十分必要，鋼筋材料要在干燥無(wú)污染的環(huán)境下使用，零泌水性達(dá)到了這一標(biāo)準(zhǔn)，鋼筋材料不會(huì)受到潮濕氣體的侵蝕，施工完成質(zhì)量也能夠得到保障。

2.3 塑性階段和硬化階段的微膨脹

由于壓漿材料在水化過(guò)程中，不可避免地存在干燥收縮和沉降收縮，因此漿體完全水化后體積減縮量非常大，導(dǎo)致硬化后的灌漿料內(nèi)部產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力，一旦應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度，則會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫，加速預(yù)應(yīng)力筋的銹蝕。因此，要求壓漿材料在水化的各個(gè)齡期都要有適當(dāng)?shù)呐蛎浡省Ｐ滦蛪簼{材料的3 h自由膨脹率為0.08%(標(biāo)準(zhǔn)要求0～2)、24 h自由膨脹率為0.19%(標(biāo)準(zhǔn)要求0～3)；從而補(bǔ)償各個(gè)齡期的漿體收縮。漿體在塑性階段存在膨脹，則漿體在應(yīng)力的作用下更容易進(jìn)入鋼絲間，保證漿體可以完全充填整個(gè)管道，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的更有效保護(hù)。灌漿料漿體硬化后的適度膨脹可以抵消水泥后期自身收縮產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，而不至于產(chǎn)生收縮裂縫。

2.4 強(qiáng)度高

橋梁等建筑結(jié)構(gòu)中對(duì)承載性能要求高，使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以減輕結(jié)構(gòu)自重對(duì)基層帶來(lái)的影響。新型壓漿原料在強(qiáng)度上有明顯的提升，預(yù)應(yīng)力體積更小，施工環(huán)節(jié)也更方便進(jìn)行，對(duì)于施工期間常常會(huì)出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題，也得到了很好的解決。漿料中含有的水分越多，流動(dòng)性也就越強(qiáng)，使用后很難達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。壓漿材料解決了流動(dòng)性方面的干擾問(wèn)題，通過(guò)改變水分與水泥石灰之間的比例，能夠?qū)崿F(xiàn)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的目的，但要考慮是否能夠與原結(jié)構(gòu)緊密粘連，避免發(fā)生過(guò)于干燥而無(wú)法灌注的情況。根據(jù)施工過(guò)程中測(cè)量得到的結(jié)果，可

以了解到水泥與石灰之間的比例在0.26～0.28范圍內(nèi)是最合理的。使用新型材料時(shí)，實(shí)際使用時(shí)水灰比為0.27，其3 d抗壓強(qiáng)度可達(dá)到40～45MPa，7 d強(qiáng)度可達(dá)到60 MPa以上(一般設(shè)計(jì)28天抗壓強(qiáng)度為50 MPa)，7 d抗折強(qiáng)度便達(dá)到了10～12 MPa(標(biāo)準(zhǔn)要求為≥6 MPa)；并且后期強(qiáng)度不倒縮。

耐久性壓漿材料不得含腐蝕預(yù)應(yīng)力鋼材的成分， 28 d抗凍等級(jí)大于500，耐久性好，增加結(jié)構(gòu)物使用壽命。

3 結(jié) 論

新型預(yù)應(yīng)力壓漿材料嚴(yán)格限制水膠比在0.26～0.28之間，既能滿足施工需要又保證了工程結(jié)構(gòu)的性能。壓漿材料的配制漿體要求零泌水，材料中不含腐蝕預(yù)應(yīng)力材料成分，從根源上解決了橋梁壓漿的耐久性問(wèn)題。保證了壓漿材料在各個(gè)齡期的微膨脹，從而抵消漿體的收縮量，加強(qiáng)對(duì)鋼絞線的保護(hù)。優(yōu)良的力學(xué)性能，超高的富裕系數(shù)使得壓漿材料的使用更加便捷，現(xiàn)場(chǎng)施工更加方便，配合使用適合的攪拌和壓漿設(shè)備，達(dá)到最高效率。

2016-02-15

U445

C

1008-3383(2016)12-0126-02