混凝土預應力智能壓漿機原理及大循環智能壓漿工藝實現

王其偉 飛鵬 陳德軍

摘 要：介紹常用智能壓漿機的主要組成部分、工作原理及優點。然后介紹大循環壓漿工藝在制漿、儲漿、壓漿的注意事項。然后以混凝土預制梁大循環智能壓漿為例，介紹大循環智能壓漿作業的部分技術要點。最后總結及智能壓漿的部分注意事項。

關鍵詞：預應力；壓漿；智能；大循環

中圖分類號：U445.57 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）15-0115-02

0 引言

隨著科技的發展，自動化技術越來越廣泛地應用于建筑工程施工中，自動化、智能化的工程機械不斷涌現，并迅速得以應用，不僅提高了工程施工的效率，也成為工程質量控制的重要手段之一。

智能壓漿機屬于移動式灰漿攪拌儲料輸送設備，主要包括水泥灰漿高速攪拌裝置和水泥灰漿儲料（低速攪拌防凝固）輸送裝置。智能壓漿機可用于制備水泥灰漿及其它粉料與液體物料的攪拌混合，制成有一定流動性的混合物，可應用于后張預應力壓漿、瀝青路面就地冷再生制漿，隧道邊坡防護制漿噴漿等，適用于道路、鐵路、橋梁和隧道等工程施工，是現場施工的理想設備。

智能壓漿機是一種自動化程度較高的制漿設備，最常見的應用之一是，混凝土結構或構件在完成張拉后，對孔道進行壓注水泥漿，一方面起到對預應力筋的防護作用，保證結構物的耐久性；另外使預應力筋通過灰漿與周圍混凝土結成整體，增加錨固的可靠性，提高結構的抗裂性和承載能力。

這里介紹智能壓漿機的工作原理，及使用智能壓漿機實現混凝土預制梁的大循環壓漿施工工藝。首先介紹智能壓漿機的機械結構，其次介紹灰漿的制作和壓漿注意事項，然后介紹如何使用智能壓漿機完成混凝土預應力梁的大循環壓漿，最后總結了智能壓漿機的優缺點，并有針對性地提出建議。

1 智能壓漿機的機械結構

1.1 智能壓漿機概述

智能壓漿機一般包括供料配料裝置、攪拌制漿裝置、儲漿裝置、壓漿裝置及相應的管道、閥門等組件，以及相應的控制系統組成，如圖1所示，并設置超壓自動報警控制功能，以保證施工中的安全。

1.2 智能壓漿機的機械結構和自動化控制原理

供水裝置主要由水箱、水泵、流量計及管道組成。水泵將水箱中的攪拌用水經流量計計量后送入攪拌制漿裝置的攪拌制漿筒中。攪拌制漿裝置主要由攪拌制漿筒及攪拌裝置組成。制成的灰漿經蝶閥流入儲漿桶中存儲。儲漿桶有低速攪拌裝置，使灰漿保持一定穩定性和流動度壓漿泵將儲漿桶內的灰漿加壓并輸送到預應力管道中。壓力測量控制裝置主要由進漿壓力表、返漿壓力表、返漿壓力調節閥等組成，進漿壓力表能夠準確測量管路中灰漿的壓力，供自動控制系統獲取該壓力，壓漿過程中自動記錄該壓力值。

系統可完成水計量、攪拌時間控制、灰漿壓力測量、灰漿攪拌等功能，有效保證了灰漿質量；進漿壓力表、返漿壓力表等壓力測量控制裝置可以時刻顯示和記錄壓漿過程中的壓力，為監控灰漿質量提供了保證。

由于環境、氣候等多方面的原因，在實際應用中，常常會出現計量精度下降的情況發生，從而影響工程施工。

2 使用智能壓漿機實現預應力橋梁的大循環壓漿

2.1 大循環壓漿的概述

傳統壓漿工藝中，因缺少可靠的壓力測量和控制措施，壓漿壓力不穩定，孔道內的漿液易產生氣塞，造成壓漿不密實；二是缺少操作簡便的精確計量裝置，造成水膠比不穩定，泌水率過大時，孔道內容易形成積水而銹蝕鋼絞線。使用智能壓漿機實現預應力橋梁等混凝土構件的大循環壓漿，有效彌補了上述不足，減少了人為因素的影響，有效提高了壓漿質量，有效保證了橋梁的施工質量，得到了業內專家的一致認可，并逐漸得以普及。部分智能型壓漿機還具有壓漿數據記錄功能，借助計算機技術將水膠比、壓力等數據保存下來，實現施工質量的監控。

2.2 大循環壓漿的實現

如圖1所示，是使用智能壓漿機實現預制梁大循環壓漿過程的示意圖。

工作過程大致分為：制漿、儲漿、壓漿三個過程，壓漿完畢還需要對壓漿機及輸送管道閥門進行清洗等。

（1）制漿：輸入灰漿的配比，開啟攪拌電機，開啟水計量程序，水箱中的水經水泵、流量計計入攪拌桶；將已計量的水泥等制漿劑緩慢投入攪拌桶中，邊投料邊攪拌。

（2）儲漿：灰漿攪拌完畢后，打開出漿閥，灰漿從攪拌桶流入儲漿桶。

（3）壓漿：管道按圖1所示連接好后，開啟出漿調壓閥和返漿調壓閥，及梁體兩端的四個手動球閥；啟動螺桿泵，灰漿經出漿壓力表測壓后沿管道進入梁體下端的進漿管道，經過梁體另一側的連接管道進入返漿管道，然后由返漿壓力表測壓，最后經返漿調壓閥進入儲漿桶。根據進漿壓力表和返漿壓力表數值，適當調節出漿調壓閥和返漿調壓閥，以返漿口滿足規范最低壓力值來設置灌漿壓力，可以保證沿途壓力損失后管道內仍滿足規范要求的最低壓力值。在流量均勻的情況下，使返漿壓力表數值不小于規范要求的壓力。（2011版橋涵施工技術規范7.9.8條規定“對水平或曲線管道，壓漿壓力宜為0.5～0.7Mpa）。

壓漿時，對于豎向孔道和曲線孔道，應該從最低點的壓漿孔壓入，在最高點的排氣孔排氣和泌水，適當控制壓漿速度，應緩慢、均勻，不要中斷，依次打開和關閉所有最高點的排氣孔，使孔道內的氣體徹底排除。當進、出漿口壓力差保持穩定后，可判定管道充盈。

當返回端漿液達到規定的稠度，飽滿出漿后，關閉出漿調節閥，保持孔道內壓力不小于0.5Mpa，穩壓時間不小于3分鐘，穩壓期間持續補充漿液進入孔道，保證密實。

穩壓一定時間后，關閉梁體兩側的手動球閥，拆卸輸送管道，壓漿過程結束。

表1為20米預制箱梁壓漿時的數據。

大循環智能壓漿工藝彌補了真空壓漿工藝上的不足，可以精確控制漿液質量，引入“循環”壓漿新概念，使漿液在管道內循環流動，使管道內的空氣和雜質徹底排出，能夠精確控制壓漿壓力和穩壓時間，從而確保預應力管道中的漿液密實。

3 結語

使用智能壓漿機實現大循環智能壓漿，利用計算機自動控制技術，能較容易實現壓漿質量的控制，根據實際應用，其主要有以下幾個特點：（1）能夠使管道內的空氣和雜質徹底排出。管道內灰漿從返漿口導流至儲漿桶，再從出漿口泵入管道，漿液在管道內持續循環，形成大循環回路，通過調整壓力和流量，將管道內空氣通過返漿口徹底排出，還可帶出孔道內殘留的雜質，從而保證管道漿液內無氣室、氣倉，管道內漿液密實。（2）可以精確控制灌漿壓力。精確測量管道壓力損失，以返漿口滿足規范最低壓力值來設置灌漿壓力，保證沿途壓力損失后管道內仍滿足規范要求的最低壓力值。關閉返漿口后較長時間內保持不低于0.5MPa的壓力。（3）能夠準確控制水膠比。按施工配合比自動加水，準確控制加水量，從而保證水膠比符合要求。（4）大循環是一次壓注兩個孔道，工效提高1倍。

大循環智能壓漿出現機率較大的幾個問題有：（1）壓漿機清洗不徹底，殘留灰漿凝結硬化，造成壓力測量不準確，管道閥門不靈活，接管道接口密封不嚴等。（2）封堵管未擰緊，管口銹蝕等造成封堵不嚴，造成漏漿、保持壓力時壓力下降。建議封堵管涂抹潤滑油，以延長使用壽命，封堵管需定期更換。

大循環智能壓漿工藝，使得預應力管道壓漿從傳統的“事后檢測”到“事中監控”，對壓漿的相關參數從被動測試到主動控制，有效解決了傳統壓漿工藝存在的問題，使得后張預應力管道壓漿質量提高了一個臺階，對保證預應力橋梁結構的耐久性意義重大。

相信，大循環智能壓漿工藝在施工中會得到更廣泛的應用。希望此文能給工程人員以借鑒，不足之處敬請批評指正。

參考文獻

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