预应力管道压浆（精选11篇）
预应力管道压浆 篇1
1 真空辅助压浆的工作原理
压浆前, 先用真空泵抽吸预应力孔道中的空气, 使孔道的真空度达到-0.07～-0.1MPa, 然后在孔道另一端用压浆泵以一定的压力将搅拌好的水泥浆体压入预应力孔道。这就可以减少孔道中阻力, 加速了浆液的流动, 形成一个连续且迅速的过程, 缩短了灌浆时间, 提高了生产工效;在真空状态下, 孔道内的空气、水份以及混在水泥浆中的气泡被消除, 减少孔隙、泌水现象, 确保了孔道灌注的密实性和浆体的强度, 以及预防和克服对预应力筋的腐蚀, 从而最大限度地提高了结构的耐久性和安全性;而且在水泥浆中, 由于降低水灰比, 添加专用的外加剂, 从而减少浆体的离析、析水和干硬收缩, 同时提高浆体的强度。
2 真空辅助压浆的基本要求
2.1 人员要求
所有参与的人员必须经过培训, 主要操作人员能熟练掌握该施工工艺。
2.2 仪器设备要求
进行真空辅助压浆所用到的仪器设备有水泥浆搅拌机, 压浆泵, 真空泵, 真空压浆组件, 各种接头阀门, 浆桶等。对于水泥浆搅拌机, 压浆泵, 真空泵在使用前必须经过计量或校准, 符合要求后方可使用。对于真空压浆组件, 各种接头阀门在使用前检查其密封性, 确保不漏气。
2.3 浆体要求
除了具有足够的抗压强度和粘结强度, 还必须保证有良好的防腐性能和稠度, 不离析、析水, 硬化后孔隙率低、渗透性小, 不收缩或低收缩。对浆体大体要求如下:
2.3.1 水泥。
采用强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
2.3.2 水。
拌和用水必须清洁, 水中的氯化物离子含量不超过0.1%。
2.3.3 外加剂。
应具有高效减水、增强的功能, 无泌水、不含有引起钢筋锈蚀的物质, 具有适度的微膨胀性, 以补偿水泥浆体的塑性收缩、干缩收缩和自身体积收缩变形, 并具有适度的缓凝和保持流动性的能力。
2.3.4 预应力管道。
预应力管道可采用金属波纹管和塑料波纹管, 宜采用塑料波纹管。
2.3.5 水灰比。
0.3～0.4之间。在满足各方要求的前提下, 尽可能采用低的水灰比。
3 真空辅助压浆施工工艺
3.1 准备工作
3.1.1 张拉施工完成后, 要切除外露的钢绞线 (注意钢绞线的外露量≤30mm) , 进行封锚
3.1.2 在压浆施工前将锚垫板表面清理, 保证平整, 在保护罩底面与橡胶密封圈表面均涂一层玻璃胶, 装上橡胶密封圈, 将保护罩与锚垫板上的安装孔对正, 用螺栓拧紧
3.1.3 清理锚垫板上的压浆孔, 保证压浆通道通畅
3.1.4 确认浆体配合比
3.1.5 检查材料、设备、附件的型号或规格、数量等是否符合要求
3.1.6 按设备原理图进行各单元体的密封连接, 确保密封罩、管路各接头的密封性
3.2 试抽真空
启动真空泵并关闭阀门, 观察真空压力表的读数, 应能达到-0.07～-0.1MPa。当孔道内的真空度保持稳定时 (真空度越高越好) , 停泵1min, 若压力降低小于0.02MPa即可认为孔道能基本达到并维持真空。如未能满足此数据则表示孔道未能完全密封, 需在压浆前进行检查及更正工作。
3.3 拌制水泥浆
3.3.1 拌浆前先加水空转数分钟, 使搅拌机内壁充分湿润, 将积水倒干净
3.3.2 先将称量好的水 (扣除用于溶化固态外加剂的那部分水) 倒入搅拌机, 之后边搅拌边倒入水泥, 在搅拌3～5min直至均匀
3.3.3 将溶于水的外加剂和其它液态外加剂倒入搅拌机, 再搅拌5～15min, 然后倒入盛浆浆桶
3.3.4 倒入盛浆桶的浆体应尽量马上泵送, 否则要不停地搅拌
3.4 压浆
3.4.1 启动真空泵抽真空, 使真空度达到-0.07～-0.1Mpa并保持稳定。
3.4.2 启动灌浆泵, 当灌浆泵输出的浆体达到要求的稠度时, 将泵上的输送管阀门打开, 开始灌浆。灌浆过程中, 真空泵保持连续工作。
3.4.3 待真空泵端的空气滤清器中有浆体经过时, 关闭空气滤清器前端的阀门, 稍后打开排气阀, 当水泥浆从排气阀顺畅流出, 且稠度与灌入的浆体相当时关闭抽真空端所有的阀门。
3.4.4 灌浆泵继续工作, 压力达到0.5～0.6Mpa, 持压2分钟。
3.4.5 关闭灌浆及灌浆端所有阀门, 完成灌浆。
3.4.6 拆卸外接管路、附件, 清洗空气滤清器及阀等。
3.4.7 完成当日灌浆后, 必须将所有粘有水泥浆的设备清洗干净。
3.4.8 安装在压浆端及出浆端的球阀, 应在灌浆后一小时内拆除、清洗。
4 真空压浆注意事项
4.1 终张拉完毕后, 必须在48h之内进行管道压浆作业。采用真空辅助灌浆工艺。压浆时及压浆后3d内, 梁体所处环境温度不得低于5℃。
4.2 张拉施工完成后, 清水冲洗, 高压风吹干, 安装两端锚垫板上压浆孔、联接管和联接阀, 进行封锚, 抽真空。
4.3 搅拌好的水泥浆要做到基本卸尽, 在全部灰浆卸出之前不得投入未拌和的材料, 更不能采取边出料边进料的方法, 严格控制浆体配比。水泥浆采用二级拌制, 启动电机使搅拌机运转, 然后加水, 再缓慢均匀地加入水泥, 拌和时间不少于3min;然后将调好的水泥浆放入压浆罐, 压浆罐水泥浆进口处设2.5mm×2.5mm过滤网, 以防杂物堵管。
4.4 严格控制用水量, 否则易造成管道顶端空隙。
4.5 对未及时使用而降低了流动性浆体, 严禁采用加水的办法来增加灰浆的流动性, 配制时间过长的浆体不应再使用。
4.6 水泥浆出料后应尽量马上泵送, 否则应不停搅拌防止离析。
5 常见问题及预防措施
5.1 预应力孔道注浆不密实
5.1.1 现象
水泥浆从入口压入孔道后, 前方通气孔或观察孔不见有浆水流过, 或有的是溢出的浆水稀薄。钻孔检查发现孔道中有空隙, 甚至没有灰浆。
5.1.2 原因分析
a、灌浆前孔道未用高压水冲洗, 灰浆进入管道后, 水分被大量吸附, 导致灰浆难以流动。b、孔道中有局部堵塞或障碍物, 灰浆被中途堵住。c、灰浆在终端溢出后, 持续荷载继续加压时间不足。d、灰浆配制不当。如所用的水泥沁水率高、水灰比大, 灰浆离析等。
5.1.3 防治措施
a、孔道在灌浆前应以高压水冲洗, 除去杂物、疏通和湿润整个管道。b、配制高质量的浆液。选用的水泥可用强度等级不低于42.5MPa的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥, 灰浆水灰比宜控制在0.3～0.4, 沁水率宜小于2%。灰浆应具有良好的流动度并不易离析, 可掺入适量的减水剂和微膨胀剂, 但不得使用对管道和预应力索有腐蚀作用的外掺剂, 掺量和配方应根据试验确定。
5.2 预应力孔道灌不进浆
5.2.1 现象
灰浆灌不进孔道, 压浆机压力却不断升高, 水泥灰浆喷溢但出浆口未见灰浆溢出。
5.2.2 原因分析
孔道内落入杂物, 波纹管内径过小, 穿束后管内不通畅, 管道或排气孔受堵, 浆液通过困难。
5.2.3 防治措施
用高压水多冲几次, 尽可能清除杂物。
6 结束语
虽然真空辅助压浆这项施工工艺的具体操作并不复杂, 然而, 其压浆质量有时却因一些小小的操作不当而"差之毫厘, 失之千里"。因此, 在实际操作过程中, 我们要掌握其各个细节的具体要求, 确保压浆的质量。
摘要：孔道压浆是后张法预应力构件非常关键的的一道工序, 多年来, 由于孔道压浆达不到预期的效果, 压浆后的预应力管道浆体不饱满, 压浆的密实度差, 甚至强度不足, 构件投入使用一段时间后出现预应力孔道渗水、预应力孔道附近混凝土碳化程度高, 影响了结构的安全和结构的耐久性。为弥补普通压浆的不足, 提高孔道压浆质量, 现在大家普遍采用真空辅助压浆对后张法预应力孔道进行压浆。
关键词：后张法,孔道压浆,真空辅助
参考文献
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[5]曹妍, 王芮文.桥梁预应力孔道真空辅助压浆施工技术, 施工技术, 2009年6期.
预应力管道压浆 篇2
(1)、可以消除普通压浆法引起的气泡，同时，孔道中残留的水珠在接近真空的情况下被汽化，随同空气一起被抽出，增强了浆体的密实度，
(2)、消除混在浆体中的气泡。这样就避免了有害水积聚在预应力筋附近的可能性，防止预应力筋的腐蚀。
(3)、浆体中的微沫浆及稀浆在真空负压下率先流入负压容器，待稠浆流出后，孔道中浆体的稠度即能保持一致，使浆体密实度和强度得到保证，
(4)、孔道在真空状态下，减小了由于孔道高低弯曲而使浆体自身形成的压头差，便于浆体充盈整个孔道，尤其是一些异形关键部位。对于弯型、U型、竖向预应力筋更能体现真空灌浆的优越性。
(5)、作为一种全面的技术，真空辅助压浆要求施工现场具有高水平的质量管理，包括高水平的管理人员和操作队伍。这样，由于这种方法本身的性质决定了它具有高水平的质量控制。
预应力管道压浆 篇3
关键词：后张法预应力；压浆；不密实；防治措施
中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：1007-3973(2010)010-012-02
1、引言
后张法预应力梁，即先预制梁体。后张法预应力混凝土预制粱在大跨度的桥梁中应用广泛，其结构多为T型梁或箱型。后张法预应力梁孔道压浆是否密实，直接关系到预应力梁中的预应力永久存在的稳定性与耐久性。据相关资料介绍，压浆不密实是导致现实中采用预应力梁的各种桥梁垮塌的主要原因之一。那么可以看出，工程中，后张法预应力梁孔道压浆的密实与否，直接影响和决定了采用此方法的预应力梁质量的控制好坏，所以，确实是一个值得探讨的问题。
2、概述
在混凝土工作时会伴随着裂缝的产生，因为裂缝的产生，会使得结构构件的刚度降低等一系列不利因素。但是倘若一味的去满足裂缝的要求，就必定需要增加钢筋的使用量和加大构件的截面尺寸大小，也就会使得整体自重以及用钢量过大。为了避免这种情况的发生，充分利用好钢筋和混凝土的性能，工程中预先对受拉区混凝土处施加一定的压应力，在工作时能够对由于荷载产生的拉应力进行抵消，而使混凝土能避免开裂，这也就是预应力混凝土的概念。张拉方法可以分为先张与后张，本文则重点论述后张法。所谓后张法[post-ten-sioning method]总的来说就是指：先浇注混凝土构件，待混凝土过了其养生期而结硬，此后用预应力筋在混凝土中张拉固定，再压浆成型制得预应力混凝土。下面通过对后张法的施工工艺、具体分类以及自身特点进行一一论述。
2.1后张法的施工工艺以及有无黏结情况分类
先制作好预留预应力筋摆放孔道的混凝土构件，在混凝土满足其养生时期(一般是28天)后，混凝土已经达到某规定的强度，此时穿入预应力筋于孔道中，安装好锚具和各相关部件，进行张拉，等到张拉到一定的拉力之后，利用锚具固定，使混凝土能够获得一定的压应力。最后在混凝土与钢筋之间注入水泥砂浆，此过程即为压浆，使预应力筋与混凝土构件形成整体，此种也称之为有黏结的预应力混凝土。
还有一种叫做无黏结预应力混凝土，它不同于有黏结的情况，它的施工和普通混凝土没有什么差别，不用预留孔道，直接将钢筋放入设计的位置，在钢筋外表面包上一层套管或者塑料纸，直接浇注混凝土养护成型，最后再张拉锚固即可。
两种各有各得特点：有黏结的由于粘结力的作用会使得混凝土的压应力降低，工程中应该尽量减少这种黏结，但是这种方法简便许多，生产效率高，比较适合在现场施工；而无黏结的可以使预应力混凝土不受到粘结力的影响，有效的预压应力明显高于有黏结的，降低了造价，提高质量，比较适合大跨度的情况。
2.2相比普通钢筋混凝土，后张法预应力混凝土的特点
2.2.1优点方面
(1)大大的提高了构件的刚度与抗裂性能。通过预先施加压应力后，使得构件在外部荷载的作用下减缓出现缝隙或者不出现缝隙，使其使用功能得到有效的改善。不会出现脆性断裂和超出正常使用极限状态，增加了结构的耐久性能。
(2)可以减少材料的使用量，降低自身重量。如果采用后张法张拉，那么其结构就必须采用高强度材料，同样的强度要求，采用了高强度的材料会降低材料的使用量也就节省了钢材的使用，降低了结构的自重，在诸多工程，例如大跨径桥梁，它们的自重需求很大，采用了预应力混凝土就会有明显的优越性。
(3)能够减小竖向剪力，提高抗剪性能。在结构梁体中，常常需要一些曲线状钢筋布置，此种钢筋可以使梁体在支座附近的竖向剪力减小，这样也可以减小梁腹板的尺寸大小达到减小腹板厚度、减轻自重的目的。
(4)可以提高构件稳定性，增加质量安全可靠性。现实中常常会运用到柱状混凝土结构构件，譬如桥墩，墙柱。当这些受压构件长细比过大超过某一限度时，在外部荷载力作用时有可能发生失稳破坏。但是对钢筋混凝土柱状结构预先施加压力，使得钢筋拉得很紧，不容易被压弯，稳定性得到很大的提高，为使用的安全性提供了有力的保障。
(5)提高耐疲劳性能。由于预应力钢筋受到了大力的张拉，在钢筋需要收缩或再张拉变得不容易，一定程度上保证了稳定，提高了构件长时间的耐疲劳性能，尤其在大型的桥梁工程中更加体现此功用。
2.2.2缺点方面
(1)相比普通混凝土，其施工工艺较复杂，在施工过程中，对施工质量要求很高，在施工期间必须要有专业的施工队伍。
(2)要增加很多专门的施工设备，如张拉工具、压浆设备、锚固器材等。耗费很多人力财力。
(3)成本较大，工程费用过大。由于开始工作花费巨大，对于一些小型的工程不适合采用此种方法，也就有了一定的局限性。
3、后张法预应力混凝土孔道压浆的作用
3.1排除孔道內的气体和水
预应力混凝土预留孔道径大于预应力筋的直径，只有压浆的时候才会填充空隙，从而排除了内部的水分和气体。
3.2保护预应力筋不锈蚀
在拉压预应力筋时，会有空隙，当压浆时会把空隙填充，也就避免了预应力筋受到气体和水分影响而锈蚀。
3.3增强梁体内的密实程度。
在预留孔道插入预应力钢筋进行锚固后，仍然会有一定得空隙存在，空隙会产生各种的危害，当压浆后，这部分空隙被填充，增加了密实程度使钢筋与混凝土形成一个整体。
3.4减轻锚具的作用负担
孔道压入浆体后，钢筋与混凝土形成了整体，由于黏结力的存在，也就不用锚具单单作用，减轻了锚具的作用负担。
4、产生孔道压浆不密实的原因
4.1工程设计方面
(1)在制作拉筋孔道时，由于工程及受力的要求，经常需要制作成曲线形状，在一些曲线长或者曲折多的地方会出现在折弯处有堵塞现象，使得水泥砂浆不容易压入充实。
(2)在制作混凝土时，质量没有得到很好的保证，就会使得在孔道内壁过于粗糙，粗糙的孔道内壁摩阻太大，压浆时，浆液不能很深入、很彻底的充满。
4.2施工工艺方面
(1)施工中孔道质量不好，可能出现孔道直径粗细不均或有偏孔、颈缩孔现象，预应力筋只能勉强插入，水泥浆液难以压入，难免有不密实的情况出现。
(2)孔道内有串孔现象，内部有漏、并且外部封锚不是很严实，不能保持持久的预压应力。
(3)梁体中的排气孔设置不当，尤其是连续梁，形成排气孔之间不连通，尤其是在一些曲线孔道段，特别容易形成空气无法排除而滞留之中阻止浆液的进入而形成一些空洞。
(4)在施工之前，对预应力筋进行编束、扎捆时不是很合理使得孔道不畅，而形成网状堵塞，在压浆时出现不密实的问题。
(5)在配置混凝土时，由于水灰比配的偏大时，不但使得混
凝土强度降低，而且会增大泌水率，由于蒸发或水被吸收，原来被水占的空间形成了空洞，同样就产成了压浆不严实问题。
(6)也有可能是外加剂使用不当，如膨胀剂。当膨胀剂用量过少，膨胀效果不明显，而形成压浆发生不密实现象。
5、孔道压浆不密实的防治措施
欲实施孔道压浆不密实的措施就要针对造成压浆不密实的每一条原因，对每一条原因都考虑出适当的方法，一一对应、对症下药、正确处理。除此之外，还需重点介绍一下影响压浆质量好坏的各个重要因素：
5.1优选配合比
在各种实验及工程实践中可知，水泥砂浆的配合比是否恰当严重决定了压浆质量的好坏，所以优化好配合比，不仅能够保证足够的强度，还能有效地改善泌水率和膨胀系数的大小。在众多的现实工程施工中，经过配合比的优化比选，取得各种比较有效的作用。
5.2谨慎使用膨胀剂
膨胀剂是加在水泥浆中的，在水泥砂浆凝固过程中，水泥与膨胀剂发生化学反应，产生气体，这样气体就会使得水泥体积发生膨胀，也就有可能影响了压浆的质量。为了避免这种情况，故工程中多采用发气铝粉作为膨胀剂。
5.3适当提高压浆稳压持荷的压力
一般情况下，在压浆过程中，压力保持在0.4Mpa-0.6Mpa之间，稳压持荷的时间保持大于或等于5分钟，稳压压力保持在0.6Mpa-0.8Mpa之間。
5.4当出现压浆不是很密实的情况
常采用的方法是后期加压，在进行填充水泥砂浆补充密实。
6、结束语
近年来，工程中频频出现由于压浆不密实的情况而导致各种悲剧的发生已经让我们逐步认识到了孔道压浆密实的重要性。我想，只要一开始就在压浆质量的管理方面和预应力梁制作流程中加大控制力度，那么在压浆密实方面一定会取得较好的效果，也定能改变预应力混凝土梁的质量，提高桥梁等大型建筑在使用中的安全性。
参考文献：
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[4]李乔，混凝土结构设计原理[M]，北京：中国铁道出版社,2009
预应力管道压浆 篇4
关键词：桥梁工程,预应力管道,压浆质量
近年来，随着我国交通基础建设规模不断增大，预应力梁的使用也变得越来越普遍，在后张法梁的施工过程中，预应力管道压浆是桥梁施工质量控制的关键工序之一。实践表明，在以往施工的一些桥梁由于施工、管理不到位，预应力管道漏浆或压浆不到位，导致桥梁早期损坏或还不到设计寿命。因此，管道压浆问题应引起工程建设各方的高度重视。本文针对压浆工艺的特点，分析研究施工过程中常见的质量问题，并提出相应的解决方法和措施。
1 常见的质量问题及原因
受各种因素的影响，在孔道压浆过程中经常出现各种各样的问题，主要表现在：
(1)孔道堵塞导致压浆困难。由于预留孔道不畅通，有异物堵塞以及波纹管不合格，接缝不严密而出现漏浆现象。
(2)压浆孔、排气孔堵塞。由于锚垫板与模板之间有空隙，水泥浆易堵塞压浆孔和排气孔;别外，砼浇注过程中，排气孔和波纹管脱离。
(3)压浆不饱满。其原因是水泥浆泌水率过大，压浆不到位。
2 预防及及处理方法
2.1 针对上述第一种情况，应采取以下预防和处理措施：
2.1.1 压浆之前，用空压机检查孔道是否通畅，严禁孔道内积水。
2.1.2 波纹管一定要经过验收合格后方可使用，并在使用前做好泌水试验和抗压试验。
2.1.3 波纹管接头留有20cm以上的重叠，并用医用胶布或透明胶带将接头缠牢。
2.1.4 砼浇筑过程中，人工来回抽动预应力钢绞线，防止漏入的水泥浆凝固堵塞孔道，或是在波纹管内穿PVC管。
2.1.5 砼振捣过程中，应避免振捣棒碰撞波纹管。
2.1.6 选择适宜的压浆设备，并准备备用机械，压浆宜使用活塞式压浆泵，以防止出现故障。
2.1.7 压浆泵在使用过程中应经常检修，确保设备的完好率。
2.1.8 压浆因故中断20分钟以上，应立即采取措施将浆和积水排出。
2.2 针对第二种情况，应采取以下预防和处理措施：
2.2.1 在锚垫板与模板间夹1cm左右海绵并上紧固定螺丝。
2.2.2 在砼浇筑过程中，应经常检查排气孔是否通畅，有无堵塞现象。
2.2.3 针对第三种情况，应采取以下预防及处理措施：
配置合适的水泥浆。水泥浆的强度应符合设计规定，当设计无具体规定时，应不低于30MPa。水泥浆的技术条件应符合下列规定：水灰比一般宜采用0.40～0.50，当掺入少量减水剂时，水灰比可减少至0.35;水泥浆的泌水率最大不得得超过3%，拌和后3h泌水率宜控制在2%，泌水应在24h内重新全部被浆吸回;通过试验后，水泥浆中可掺入适量的膨胀剂，但其自由膨胀率应小于10%;水泥浆稠度宜控制在14～18s范围内。使水泥浆有良好的和易性、流动性及压浆后的密实性。
3 压浆过程控制
3.1 水泥浆自拌制至压入孔道的延续时间，应视气温情况而定，一般在30～45min范围内，水泥浆在使用前和压注过程中应连续搅拌，对于因延迟使用所致的流动度降低的水泥浆，不得通过加水来增加其流动性。
3.2 压浆时，对曲线和竖向孔道应从最低点的压浆孔压入，由最高点的排气孔排气和泌水，压浆顺序宜先压注下层孔道。
3.3 压浆要均匀、缓慢、连续地进行，并应将所有最高点的排气孔依次一一放开和关闭，较集中和邻近的孔道，宜尽量先连续压浆完成，不能连续压浆时，后压浆的孔道应在压浆前用压力水冲洗通畅。压浆压力应适宜，压浆的最大压力一般0.5～0.7MPa，当输浆管道较长时，可适当加大压力，竖向预应力孔道的压浆最大压力可控制在0.3～0.5MPa;每个孔道压浆至最大压力后, 应保持一定的稳压时间;压浆饱满的标志是:压浆达到孔道的另一端并出浆, 每个排气孔排出与规定稠度的水泥浆相同，为保证管道中充满灰浆，关闭出浆后，应保持不小于0.5MPa的一个稳压期，该稳压期不宜少于2min。
3.4 压浆过程中及压浆后48h内，结构混凝土的温度不得低于5℃，否则应采取保温措施，当气温高于35℃时，压浆宜在夜间进行。
3.5 压浆管道堵塞，可采用开膛方法处理。先向孔道内注水，根据注水量找出孔道堵塞的大体位置，然后按钢束座标找出孔道堵塞的具体位置，在该处开膛取出异物，并在该处设压浆孔或排气孔，然后进行压浆。
4 结束语
预应力管道压浆 篇5
真空压浆需要在桥梁主梁预应力筋张拉完成后进行，真空压浆技术主要原理为：压浆前先使用真空泵等设备将预应力孔道内残留空气吸除干净，将孔道的真空度控制在负压0.1MPa，之后在孔道另一端通过压浆机将水泥浆压入预应力孔道，产生相应压力。因为孔道内的空气数量少，浆体中不容易产生气泡。另外，由于孔道与压浆泵之间存在有一定的压差，能够使灌浆密实性和饱满度明显提高。水泥浆中随着水灰比的下降，可添加专门的添加剂，降低浆体离析现象发生率，使浆体强度有明显提升。
1.2桥梁后张法预应力施工真空压浆技术应用优势
预应力管道压浆 篇6
【关键词】超声阵列；压浆密实度；换能器
1.引言
超声波检测混凝土结构缺陷是目前比较有效的无损检测方法。但是超声波检测方法也具有一定的局限性，当测试孔道压浆饱满程度时，由于混凝土结构组分的复杂性，也无法实现孔道缺陷的定量分析。大量的学者对超声波检测预应力管道压浆质量进行了研究，提出了多种检查方法和理论。朱自强、密士文等以超声回波法为基础研究了T梁的压浆质量超声检测，进行了超声阵列检测试验研究，集合了多条超声波，因而超声波灵敏度和能量衰减均得到改善。
本文也以超声阵列方法为基础，进行了超声阵列法的预应力波纹管压浆密实度试验研究，研究了超声阵列法的分布形式、超声阵列换能器数量及波纹管材质对超声阵列检测结果的影响。以期更好的对波纹管压浆密实度进行定性和定量判断。
2.超声阵列检测原理和步骤
2.1超声阵列检测原理
超声波检测压浆密实度时，能量衰减较大。如何提取超声波能量衰减的弱信号成为当前研究的主题。超声阵列法正好解决了这个问题，该技术的核心思想是通过设置不同的延时时间，使波束的能量同时聚焦在指定位置来增强超声波的能量。基本原理如图1所示。
超声阵列法中各个换能器的延时时间设置是超声阵列法是否成功的关键点。目的是使多个换能器同时聚焦增强超声波能量。一般的计算超声延时以离聚焦点最远的换能器为初始激发点，离聚焦点最近的换能器为末端激发点，依次延时激发，因而各个换能器的激发时间为：
2.2超声阵列法检测的基本步骤
超声阵列法是通过多个换能器不同方位达到聚焦的实现缺陷定性和定量分析的目的。因而超声阵列法检测步骤可以分为2个部分：（1）缺陷位置大致确定；（2）缺陷位置具体确定。流程如下：
3.超声阵列法室内模型试验研究
本文采用的波纹管模型为预制缺陷灌浆混凝土试件。混凝土构件长60cm，厚16cm。试件中布置2个波纹管管道，波纹管直径均为85mm，采用金属波纹管和塑料波纹管，比较超声阵列法进行测试。
空洞率最左侧是100%，模拟空管情况；最右侧为0%，模拟灌浆密实情况；中间有9个递减尺寸泡沫，模拟缺陷的大小。
4.超声阵列检测及结果分析
（1）模型试件整体波速确定
超声阵列法换能器聚焦时需要对换能器延时时间进行设置，故而需要确定模型试件的整体波速。通过一组发射和接收换能器不同位置探测，取平均值为4231m/s。
（2）波纹管缺陷位置的确定
波纹管浆液缺陷为预制缺陷，故而通过超声阵列检测进行验证检验。取塑料波纹管空洞率为50%段和空洞为0段进行波纹管缺陷位置确定。在目标段上布置15个换能器同時发射超声波，换能器延长时间为0。两种空洞率下的不同时间的波场图如下：
图5可知，当存在波纹管空洞时，波场展现出一定强反射区域，通过波速和反射时间可以求得空洞缺陷波纹管大致位置，即78.3mm。与预制空洞的位置深度符合。故而该方法可以用来确定波纹管内空洞位置。
（3）超声阵列精确探测
求得了波纹管内空洞大致位置后，就可以将阵列超声波聚焦检测波纹管缺陷位置。即使多组超声波同时达到指定区域。以表1中检测3为基本对象，求得各个换能器延迟时间，根据延迟时间依次激发换能器，进行波纹管空洞定量检测。模型不同方位检测结果集合如下：
图5（a）中能量最大的区域为钢绞线区域，由于超声波能量达到钢绞线时发生了强反射造成。在钢绞线左侧，出现了能量异常的区域，由于存在的空洞引起，该区域与预制的空洞区域较为一致。图5（b）中强反射区域为钢绞线所在位置，强反射区域较集中，没有显示空洞区域。可见，超声阵列检测波纹管空洞能够较好的实现空洞位置的定性和定量分析。
（4）超声阵列法的不同检测工况分析
以波纹管缺陷空洞率为50%的缺陷位置为检测对象，按照表1工况形式进行对比检测，具体的检测结果如表2所示。
由表2可知，不同材质的波纹管影响了空洞区域反射强度，超声波穿透金属波纹管能力较塑料波纹管强，检测空洞区域面积大。塑料波纹管中，超声波穿射区域受换能器数量、换能器间距影响，换能器数量越多，超声波聚焦能力越强，检测区域就越大，换能器间距越大削弱了超声波聚焦的能力，减少了检测的区域。换能器分布形式对检测结果影响不大。
表2中的检测均未完全检测出空洞面积，表明单一布置检测不能有效的检测所有的空洞区域，超声阵列法需要从多个方位进行检测，集中检测的结果方能得到完整的缺陷图像。
5.结论
根据本文的试验和分析结果可以得到以下结论：
（1）超声阵列法通过设置延时时间后，能够使多个换能器在指定区域进行聚焦，从而做到了定量和定性分析不同材质的波纹管内缺陷。
（2）超声阵列法使用的换能器数量越多，超声波聚焦能力越强，检测区域越大。换能器间距越大，检测能力越弱。单一的改变换能器分布形式对检测结果影响不大。
（3）单一分布形式的超声阵列检测不能检测出所有的波纹管内缺陷，需要多方位的进行超声阵列的检测，才能检测出所有缺陷区域。
参考文献
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预应力管道压浆 篇7
该桥为分离式立交桥, 桥面设计宽为24.5m, 主孔为30+40+30m的预应力砼连续箱梁, 采用2×20m的预应力空心板, 设计荷载等级:汽车-超20级, 挂车-120, 地震烈度按8级设防。其连续箱梁所用钢绞线的规格型号为高强度、低松弛的Φ15.24钢绞线, 钢束由9-15根钢绞线组成。预应力管道采用波纹管, 其内径为8.0cm。此外, 为避免预应力筋受外界空气腐蚀而老化, 确保预应力筋的经久耐用, 设计上要求预应力管道采用真空灌浆施工技术。
众所周知, 传统的压浆法灌浆, 是在0.5~1.0Mpa的压力下, 将水灰比0.4~0.45的稀水泥浆压入孔道, 这种做法容易发生水泥浆离析、析水、干硬后收缩, 产生孔隙, 留下隐患。为此有必要将传统压浆工艺进行改进, 将真空辅助压浆工艺等技术应用于预应力施工中, 使灌浆工艺更加完善合理。其基本原理为:在压浆之前, 首先采用真空泵抽吸预应力孔道中的空气, 使孔道内的真空度达到80%以上, 使之产生-0.06至0.1Mpa的真空度, 然后用灌浆泵将优化后的水泥浆从孔道的另一端灌入, 并加以≥0.7Mpa的正压力。由于孔道内只有极少的空气, 很难形成气泡;同时, 由于孔道与压浆机之间的正负压力差, 大大提高了孔道压浆的饱满度和密实度。减小了水灰比, 选用专用的添加剂, 提高了水泥浆的流动度, 减小了水泥浆的的收缩, 从而保证了浆体的可施工性、充盈孔道的密实性和提高硬化浆体的强度。
2 真空压浆工艺流程
2.1 压浆设备及配件的要求
水环式真空泵1台, 配真空压力表1个 (量程0.1~0.6MPa) , 空气过滤器 (QSL-20型1个) 。灌浆泵1台, 配套高压橡胶管。灰浆搅拌机1台。称量用的计量仪器设备, 能供给灌浆操作的所有材料。水桶、贮浆桶。连通接口、阀门开关等小型机具。
2.2 压浆前准备工作
确认材料种类、品质、数量是否已验收合格, 并将外加剂按每包水泥量 (50Kg) 计量作好准备。
孔道:检查孔道、排气孔和出浆口是否畅通, 若堵塞, 则必须对管道进行疏通 (禁止用水疏通) 。特别是排气孔, 因排浆孔是设在管道最高点的, 是观察管道内浆的饱和情况, 确认畅通, 管道密封及封锚:在锚索张拉完毕后, 根椐施工规范要求, 切割预应力筋, 锚具端部留有3公分长度, 用湿润的水泥团封住, 若想提前压浆可选用环氧树枝对孔道端口进行密封, 保证密实。为确保水泥团不脱落及养护其间不开裂, 在水泥封锚作出后, 又用双层塑料薄膜纸密封并绑扎在锚具上。对于其它可能漏气的连接点, 采用玻璃胶及密封生料带进行密封, 从而保证孔道的密封。灌浆孔、排气孔 (抽真空管) 由镀锌水管引出, 引出端带螺纹。灌浆管设置在预留孔道的下部, 观察孔 (即排浆孔) 应设在管道的最高点。
检查所有设备连接及电源、水管路、材料准备到位情况, 施工平台等措施, 检查孔道及封锚的密封工作。
检查灌浆泵的输送管和吸浆管是否存在有干灰和其它杂物, 球阀是否堵塞, 否则需拆除清洗干净。
检查真空泵是否正常工作, 压力表是否正常。
检查搅拌机是否工作正常, 有无漏水情况, 搅拌的浆体是否均匀, 搅拌后的浆体能否达到要求。
2.3 浆体配合比的选用及搅拌
浆体配合比的确定。因浆体设计是压浆工艺的关键之处, 合适的水泥浆应是:和易性好 (泌水性小、流动性好) ;硬化后孔隙率低, 渗透性小;具有一定的膨胀性, 确保孔道填充密实;高的抗压强度;有效的粘接强度;耐久性。
为了防止水泥浆在灌注过程中产生离析以及硬化后开裂, 并保证水泥浆在管道中的流动性, 掺加少量的添加剂。
配合比的试拌及各项指标要求:水泥:外加剂:水:混合物=1:0.005:0.35:0.09。稠度18s, 抗压强度7d:32.0Mpa、28天:50.8Mpa。施工配合比的材料用量:水泥:混合物:外加剂:水=1197:118:4:5.99:419。水灰比0.3~0.4。
水泥浆的搅拌:搅拌水泥浆之前, 加水空转数分钟, 将积水倒净, 使搅拌机内壁充分湿润。搅拌后的水泥浆要做到基本卸尽。在水泥浆卸出之前不得再投入原材料, 更不能采取边出料边进料的施工方法。根据浆体配合比, 首先将部分水泥、膨胀水泥、外加剂及80%的水倒入搅拌机中进行搅拌, 搅拌要均匀。水一定要严格按配合比要求的用量加入, 否则多加的水会全部泌出, 易造成管道顶端有空隙。对未及时使用而低流动性的水泥浆, 严格采用随意加水的办法来增加其流动性。搅拌时间应保证水泥混合均匀, 注意观察水泥浆稠度。出浆时必须对浆体做稠度试验, 灌浆过程中, 水泥浆的搅拌应不间断, 若中途换管或停止时, 为防止水泥浆沉甸应让水泥浆在储浆桶和灌浆泵之间进行循环流动, 直到泵送为止。
2.4 抽真空及灌浆
启动真空泵进行抽真空, 同时将水泥浆倒入储浆桶中并接在灌浆泵上, 在接在箱梁砼构件阀上前先打出一部分浆体。等这些浆体的浓度与灌浆泵中的浓度一样时, 将输送管接到孔道的灌浆管上 (阀1) , 扎牢。
启动真空泵抽真空后, 当孔道的真空度达到-0.08Mpa以上并稳定时, 就打开阀门1, 启动灌浆泵开始灌浆。在灌浆过程中应注意观察料斗中的水泥浆下降是否正常, 压力表读数是否正常, 要保持浆体的稠度, 灌浆过程中, 要注意料斗中的浆体不能有沉积现象, 要有专人负责用工具进行搅拌。当一切正常, 观察到浆体滤清器有浆体经过时, 应立即关掉真空泵及球阀3, 打开球阀2。
观察排气管的出浆情况, 当浆体稠度和灌入之前稠度一致, 关掉排气阀2, 仍继续灌浆并持压2分钟, 使管道内的压力表读数保持0.3~0.5MPa (但不能超过0.7Mpa) , 最后关掉球阀1。将输送管拆下, 真空泵端的球阀拆卸, 清洗空气滤清器, 然后接到另一组孔道, 按以上步骤开始灌另一组孔道。
2.5 清洗
灌浆完成后, 拆掉空气滤清器, 清洗输浆管、搅拌机、阀门、空气滤清气器。
2.6 施工注意事项
锚头密封后, 经过24h后开始灌浆。压浆时间尽量要选择在天气气温较低时进行, 以预防水分挥发快造成堵管。输浆管应选用牢固结实的橡胶管, 抗压力≥1Mpa, 灌浆过程不易破裂, 连接要牢固, 不得脱管。灰浆进入灌浆泵时应通过筛孔为1.2mm的网筛进行过滤。真空泵启用时应注意:启动时先将水阀打开, 同时开泵;关泵时先关水阀, 后停泵。灌浆宜在灰浆流动性未下降的30-45min时间内进行, 孔道灌浆要连续一次性完成。中途换管道时间内, 继续启动灌浆泵, 让浆体循环流动。搅拌出的浆体在灌浆前必须做流动度试验, 同时取3组7.07cm×7.07cm×7.07cm立方体试件, 养护7天后测其强度, 并作好记录。
结束语:
综上所述, 进行预应力管道真空压浆, 其整个过程, 除了需要一系列的小型配件及辅助工具外, 还需要从头到尾, 对各道工序的技术要求做到了如指掌。本人相信, 只要我们严格地按照以上这些要求进行细心操作, 并严格做好浆体质量、压浆压力等几道主要工序的控制, 基本上也就保证了真空压浆的施工质量。
参考文献
[1]王海榜.真空辅助压浆施工工艺[J].桥梁建设, 2005.
预应力管道压浆 篇8
随着预应力技术的不断发展与完善, 预应力在桥梁、建筑等结构中的应用也更加广泛。后张预应力的材料一般采用非镀锌的高强度平行钢丝、钢绞线或钢筋。预应力束 (筋) 张拉完成后, 采取往管道内压注纯水泥浆的方法对预应力材料进行防腐蚀的保护。由于目前施工中压浆工艺、材料、操作、检查等方面普遍存在的不足, 极易发生压浆的质量问题。检查中发现管道压浆不饱满的比例较高, 由于管道内水泥浆不密实, 水、空气容易侵入管道内, 造成预应力材料腐蚀, 导致构件中的预加应力损失或完全丧失, 影响结构的耐久性, 甚至会造成结构破坏的严重后果。本文对引起管道压浆质量的若干问题进行分析, 使预应力管道压浆质量能够得到可靠保证。
1压浆质量问题的主要原因
1.1 工艺方面
目前, 施工中通常采用一次压浆工艺, 不能保证预应力管道压浆密实。压浆时管道内水泥浆不饱满, 水泥浆泌水不能充分排除。压浆完成水泥浆收缩后, 管道中的空隙较大。
1.2 材料方面
压浆用的水泥浆性能差, 水灰比大, 易离析、泌水多、收缩大, 导致出浆口处及高位处管道内无水泥浆, 泌水较多处水泥浆强度下降。另外水泥浆中有结块, 会堵塞管道, 影响压浆质量。
1.3 施工方面
大多数工程的管道压浆操作人员未经专门培训, 缺乏管道压浆的基本知识, 施工时不按压浆施工规程操作。施工机具设备简陋, 压浆效果差。同时管道压浆是隐蔽工程, 由于预应力系统上没有设置检查孔, 施工中又无其它检查措施, 因此管道压浆中的质量毛病不易被发现。
2预防措施
2.1 改善压浆工艺
为确保压浆密实, 将压浆工艺流程调整为:施工准备→制浆→压浆→补浆→检查。
2.2 提高压浆材料性能
2.2.1 水 泥
水泥宜采用泌水率较低的标号425以上的普通硅酸盐水泥, 矿渣水泥质量不稳定, 且泌水率偏大, 不宜采用。制浆时不要使用受潮水泥。
2.2.2 减水剂
掺用高效减水剂, 可以降低水泥浆的水灰比, 从而使水泥浆的收缩率、泌水率下降, 同时又能获得较好的流动度与可泵性要求。
2.2.3 膨胀剂
掺加适量膨胀剂, 使浆体硬化后的收缩得到部分补偿, 不产生或减小水泥浆收缩, 增加管道的密实度。
2.2.4 水泥浆配合比
水泥浆的配合比应通过级配试验优化比选后确定。除水泥浆强度、收缩率、流动度、泌水率等性能指标应满足规范与设计提出的有关要求。
2.3 施工注意事项
2.3.1 施工准备
施工前应对操作人员进行培训, 明确操作要点。压浆机具设备是保证压浆质量的重要条件, 宜选用压浆效果较好的活塞压浆机, 压浆机压力应根据预应力束的构造布置 (如:高差、长度) 等确定。当进浆口与出浆口高差较大, 压浆机压力满足不了时, 可将压浆机位置抬高, 以克服高差压力。在管道上合理布置出浆孔、排气孔, 以利排除管道中的空气与稀浆, 使浆体连续密实。压浆前应用压力水冲洗管道, 并将管内水排干。用水泥浆对预应力锚板周围进行防漏浆封闭时, 应注意锚板上外露钢绞线不要封闭, 以利水泥浆泌水沿钢绞线缝隙排除。
2.3.2 制 浆
按试验确定配合比配制水泥浆, 用筛具过滤后, 倒入储浆桶, 且应不停地搅拌, 以防止水泥浆沉淀、不均匀 (浓浆流动性差, 容易引起堵管;稀浆收缩大, 水泥浆空隙大) 。水泥浆储备应足够, 方可开始压浆。
2.3.3 压 浆
应采取由下至上连续进行压浆的方法, 压浆过程中, 应注意压浆泵、输浆管内绝不能有空气混入, 以防水泥浆的不连续或浆体中有气泡。压浆不宜过快, 应缓慢连续均匀进行, 使稀浆和有气泡浆充分压出, 形成连续、稳定的浓浆, 方可暂停压浆。
有些工程采取二次压浆工艺, 在压浆实践中, 我们发现这种工艺并不能保证管道内水泥浆密实, 且二次压浆的时机较难掌握, 经常因水泥浆结硬较快, 而发生爆管现象, 影响正常压浆。
2.3.4 补 浆
压浆后随着泌水的排除, 管道顶部会产生空隙, 这时, 可采取补浆措施, 使管道中的空隙填满。补浆方法:利用排气孔作为补浆孔, 连通后进行注浆回补, 补浆时间应到排气孔连续出浓浆为止, 实践表明:补浆效果较好, 可填充管道顶部空隙。
2.3.5 检 查
水泥浆达到设计强度应对管道进行必要的检查。为方便施工、监理方检查, 设计方应要求在锚具上设置检查孔 (可利用锚板上的一个索孔当检查孔) 。检查合格后及时封闭排气孔及其它孔口, 并切除多余外露钢绞线 (筋) , 浇筑封锚混凝土, 使锚具与外露预应力筋不受腐蚀。
2.3.6 试 验
压浆结束前, 在出浆口处留取水泥浆试样, 做水泥浆性能 (如强度、稠度、泌水率等) 质量评定试验。
3工程实例
厦深铁路长沙湾特大桥, 后张法预应力管道压浆, 压浆试验采取压浆+补浆+检查压浆工艺。经检查管道上预留的检查孔, 并解剖管道检查, 管道内水泥浆连续、密实。正式压浆施工亦采用以上压浆工艺, 取得了很好的效果。
水泥浆性能要求:水泥浆标号C50;水泥浆水灰比为小于0.35;水泥浆中掺加适量膨胀剂, 无明显的收缩与膨胀;泌水率为2%, 其拌和3 h后, 泌水率1%, 10 h泌水全被吸收;水泥泌水稠度13 s。初凝时间3 h, 终凝时间10 h。
4结束语
预应力管道压浆是隐蔽工程, 极易出现质量问题, 留下安全隐患, 应引起建设各方高度重视。不断地完善与改进管道压浆工艺流程、重视提高压浆材料的性能, 加强现场施工管理、由专业化队伍操作, 并加强施工中的监督、检查是确保管道压浆质量的关键。对于特殊的或重要的后张法预应力构件, 其压浆工艺应通过必要的模拟试验检验后确定。
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预应力管道压浆 篇9
1 压浆设备
压浆机具设备是保证压浆质量的重要条件,使用的机具不适当、不完备也不能很好地进行灌浆施工,因此,施工机具的性能、容量以及对工程是否合适,决定着施工的成败。
预防措施如下:
1)选择具有能够获得沁水率小、流动性好的灰浆机械,而滚动式搅拌机由于机体中的滚动高速旋转,使灰浆产生涡流,不但搅拌不均匀,而且会产生离析。当灌注数量特别多时,最好采用能够搅拌的旋转搅动罐。
2)灰浆泵要缓慢而又不混入空气地灌注灰浆。灰浆泵有电动和手动两种。灌注大型预应力灰浆时,应选用电动灰浆泵,否则宜选用手动灰浆泵,对于灌注量较大的应采用电动泵(活塞式),若灌注压力在0.5 MPa以上,最好设置使灰浆可由旁通管流走的装置;此外,还应当装有能准确读出灌注压力的压力表,并事先标定好。
2 压浆配合比
水泥浆的配合比应通过级配试验优化比选后确定,水泥浆强度、收缩率、流动度、沁水率等指标应满足规范与设计提出的有关要求。
预防措施如下:
1)灰浆稠度是决定能否可靠地进行灌浆作业的重要因素,还应考虑气温、管道直径、灌注长度、灌注数量以及灌注机具等来决定。当管道与预应力钢材之间的间隙较大时,因管道内有较宽的灌注通道,灰浆能较容易地由灌入孔流向排出孔;当管道与预应力钢材的间隙较小时,灰浆不容易由灌入孔流向排出孔,特别是预应力钢丝群起筛网作用,在灌入的灰浆前部会积存较干的灰浆,因此过于干稠的灰浆易造成堵塞。
2)灰浆不但能把预应力钢材完全包裹住,而且其抗压强度应不低于图纸规定,且不低于30 MPa。
3)水泥宜采用沁水率较低的不低于425号硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,在制浆时不使用受潮水泥以免堵塞管道;寒冷季节施工时可使用早强水泥以缩短灰浆的养生时间,炎热季节施工,应避免使用早强水泥,可掺加缓凝剂;掺用高效减水剂,可降低水泥浆的水灰比,可使水泥浆的收缩率、沁水率下降,同时又能获得较好的流动度与可泵性要求;掺加适量膨胀剂,使浆体硬化后的收缩得到部分补偿,增加管道的密实度。
4)水中不允许含有对灰浆和预应力钢材产生不良影响的物质,水灰比大小直接影响灌注质量,如果水灰比增大则灰浆强度降低,粘着强度要减小,沁水性与收缩也要增大,管道中的灰浆就不可能灌饱密实,但水灰比过小则灌浆不充分,因此水灰比一般控制在0.4～0.45之间,掺入减水剂时,水灰比可减小到0.35。
5)灰浆的配合比,必须考虑由施工季节、所需时间、使用材料、施工机具、预应力钢材的锚固方法等加以决定;孔道压浆一般采用水泥浆,大孔隙的孔道,水泥浆中可掺入适量的细砂。
3 灌浆
大多数工程的管道压浆操作人员未经专门培训,缺少基本常识,施工时不按压浆施工规程操作。施工机具设备简陋,压浆效果差。
1)灌浆前应进行培训,选择较好的活塞压浆机。应检查水泥、减水剂、膨胀剂等材料的数量、品质、种类是否齐全,压浆机具配套齐全。要用吹入的无油分压缩空气清洗管道;接着用含有氢氧化钙的清水冲洗管道,直到将松散颗粒除去及清水排出为止,再以无油分的压缩空气吹干管道。同时应将锚具周围的钢丝间隙和孔洞填封,以防冒浆。
2)水泥的拌和应首先将水加入拌合机内,再加水泥。充分拌和后,再加入掺加料,掺加料内的水分应计入水灰比内。拌和至少2 min,直至达到均匀的稠度。稠度宜控制在14 s～18 s之间。
3)水泥浆压入孔道的延续时间,一般不宜超过30 min～45 min,水泥浆在使用前和压注过程中应经常搅动。水泥材料在进入灰浆泵之前应通过1.2 mm左右孔眼的筛子,以防灌注通路发生堵塞。灌浆要缓慢进行,若过快,灰浆流淌不均匀,恐怕会留有间隙,灰浆泵的压力也会过高。当灰浆从排出口流不出时,应立即停止灌浆,并从排出口送进压缩空气或水,将灰浆排出管道外,用水彻底清洗管道,并查清原因,采取措施后,才可再进行灌注。
4)管道压浆尽可能在预应力钢筋张拉后立即进行,一般不超过14 d。应采取由下至上连续压浆的方法,由最低压浆孔压入,并且使水泥浆由最高点的排气孔流出,直到流出的稠度达到注入稠度。简支梁的管道压浆,应自梁一端注入,而在另一端流出连续稳定的浓浆时方可暂停压浆。
5)压浆后随着沁水的排除,管道顶部会产生空隙,这时可采取补浆措施,使管道中的空隙填满;补浆方法:在出浆处设置补浆罐,连通后进行注浆回补,补浆时间应到排气孔连续出浓浆为止。经验表明:补浆效果较好,能够填充管道顶部空隙。
6)出气孔应在水泥浆的流动方向一个接一个地封闭,注入管在压力下封闭直至水泥浆凝固。压满浆的管道应进行保护,在1 d内不受振动,管道内水泥浆在注入后48 h内,结构混凝土温度不得低于5℃,否则应采取保护措施。
7)压浆时,每一工作班应留取不少于3组试件,标养28 d,其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据,施工单位要具有完备的施工记录,包括每个管道的压浆日期、水灰比及掺加料、压浆压力、试块强度、阻碍事故细节和需要补做的工作。
4结语
1)预应力管道压浆是隐蔽工程,极易出现质量问题,留下安全隐患,应引起足够重视。2)不断的完善与改进管道压浆工艺流程、重视提高压浆材料的性能,加强现场施工管理、由专业化队伍施工,并加强监督、检查是确保管道压浆质量的关键。3)严格水泥品种和质量,水灰比要恰当,配合比要合理,减水剂和膨胀剂掺量要适宜,是保证灰浆质量的基础。4)按操作规程、施工规范严格施工,是保证压浆灌满、满实的关键。
摘要：针对预应力结构管道压浆中出现的质量通病,分析了其产生原因,从压浆设备、配合比、灌浆等环节提出了具体的预防措施,以完善后张预应力管道压浆施工工艺,确保后张预应力管道压浆质量。
关键词：预应力管道,压浆通病,预防措施
参考文献
后张法管道压浆要点分析 篇10
预应力钢束孔道压浆的目的,主要是防止预应力筋锈蚀,并通过凝结后的水泥浆将预应力传递至混凝土结构中。对防锈蚀而言,孔道压浆越早越好,而且可防止力筋的松弛,使构件尽快安装。下面结合施工过程中的实践经验,谈谈后张法管道压浆各工序的要点。
1 管道压浆前的准备工作
1)终张拉完毕后24 h复查,确认钢绞线无回缩、滑丝、断丝时,可对多余钢绞线进行切割,割丝处距离夹片外3 cm～5 cm。切割时,用电动砂轮机切割,严禁用电弧切割钢绞线。当采用氧割时,应避免飞溅熔渣损伤其他钢筋表面,并需对钢筋端部用砂轮或锉刀进行修整。2)检查梁端的封锚情况,应在压浆前48 h用高标号水泥净浆或掺加剂封锚,不得漏浆,方可压浆。检查水泥、管道压浆剂(膨胀剂)是否检验合格;是否有有资质的试验室出具的配合比料单。检查各种压浆设备(净浆搅拌机、压浆机)并试运转,运转状况良好、配件数量充足且有效、输浆管畅通、状况正常方可使用。压浆前先清洗管道内杂物和积水,同一管道压浆须连续进行,一次完成。3)管道压浆人员必须经过岗前培训并通过考试,持证上岗。纵张拉完毕,应在48 h内及时进行管道压浆,以免预应力钢束锈蚀和松弛。
2 压浆材料的技术条件
1)水泥浆的强度应该按设计要求的强度等级进行配制,设计无要求时不应该低于构件本身混凝土强度等级的82%,且不低于30 N/mm2。对截面积较大的孔道,水泥浆中可掺入适量的细砂。2)水泥宜采用硅酸盐水泥或普通水泥,强度等级不宜低于42.5,采用矿渣水泥时,应加强检查,以防止材料不稳定。3)水泥浆应有良好的和易性,其水灰比宜为0.4～0.45,掺入适量减水剂时,可减少到0.35;所用水及减水剂须对预应力钢筋无腐蚀作用。4)水泥浆的泌水率最大不得超过3%,拌和后3 h时泌水率宜控制在2%以内,24 h后须能全部被浆吸回。5)水泥浆中可通过试验掺入适当膨胀剂如铝粉等。铝粉的掺入量约为水泥用量的0.01%。但水泥浆掺入膨胀剂后的自由膨胀应小于10%。6)水泥浆稠度宜控制在14 s～18 s之间。稠度的测定用1 725 mL漏斗试验,水泥浆从漏斗流出的时间(s),即为水泥浆稠度。水泥浆面位置可用灌入1 725 mL水的方法找出,用点测规标记。7)水泥浆调制好后应经常搅动并应在30 min～45 min的时间内用完。
3 管道压浆
3.1 施工设备
水泥浆料必须采用机械搅拌,搅拌机的转速不低于1 000 r/min,桨叶的最高线速度限制在15 m/s。桨叶的形状应与转速相匹配,并能满足在规定的时间内搅拌均匀的要求。
3.2 搅拌工艺
搅拌前应先清洗施工设备,清洗后的设备内不应有残渣、积水,并检查搅拌机的滤网。管道压浆前,由实验室应事先对采用的压浆料进行试配,在装置浆体拌和物时,严格按照试验室开具的配合比料单执行,水泥、管道压浆剂、水等各种材料的称量应准确到±1%(均以质量计)。水灰比不大于0.33,经试验室验证试验,浆体性能各项质量指标均应满足表1要求后方可使用。计量器具均应经法定计量检定合格,且在有效期内使用。
浆体搅拌操作顺序为:首先在搅拌机内加入实验拌和水用量的80%～90%,开动搅拌机,均匀加入全部压浆剂,边加入边搅拌,然后均匀加入全部水泥。全部粉料加入后再搅拌2 min;然后加入剩余的10%～20%的拌和水,继续搅拌2 min。搅拌均匀后,现场进行出机流动度试验,每10盘进行一次检测;浆体在储料罐中应继续搅拌,以保证浆体的流动性,不应在施工过程中由于流动度不够额外加水。搅拌过程中,水泥及水不能外溢,搅拌过程中及搅拌后不得再往里加水或水泥,以保证水灰比的准确性。充盈度:无肉眼可见水囊,无直径大于3 mm的气囊;压浆剂中的氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0.06%。
3.3 压浆工艺
浆体压入梁体孔道之前,先应开启压浆,使浆体从压浆嘴排出少许,以排除压浆管路中的空气、水和稀浆。当排出的浆体流动度和搅拌罐的流动度一致时,方可开始压入梁体孔道。 压浆的最大压力不超过0.6 MPa。压浆充盈度应达到孔道另一端饱满并于排气孔排出与规定流动度的相同浆体为止。关闭出浆口后,应保持不小于0.5 MPa且不小于2 min的稳压期。 压浆顺序先下后上,同一管道压浆应连续进行一次完成,集中一处的孔道一次压完,以免孔道漏浆将临近孔道堵塞。浆体应拌合均匀,不得有团块,浆体搅拌完毕后,应尽快压入孔道,要对浆体进行不间断搅拌,禁止另行加水调整其流动度,从浆体搅拌到压入梁体的时间不应超过40min。压浆过程中经常检查压浆管道是否堵塞和漏浆。如不能连续一次灌满后间隔时间超过30min,立即用水冲洗干净,待处理后再压浆。压浆过程中如水泥浆污染到梁体,应立即用水冲洗干净。压浆时浆体温度应在5℃～30℃之间,压浆及压浆后3d内,梁体及环境温度不应低于5℃,否则应采取养护措施,在环境温度高于35℃,应选择温度较低的时间施工,如在夜间行进,当环境温度低于5℃时,应按冬季施工处理不宜在压浆剂中使用防冻剂。水泥浆搅拌好后应尽快压入孔道,置于储浆罐的浆体应继续搅拌,自搅拌至压入孔道的间隔时间一般不应超过40min。水泥浆不得泌水,压入管道的水泥浆应饱满密实,并具有微膨胀功能。工作完毕,全面冲洗设备,清洗场地。卸拔胶管时不得有水泥浆反溢现象。压浆强度未达到50MPa之前,不得进行静载试验或出场架设。
3.4压浆工作的检查
验证检验:制梁场每生产500孔梁应进行一次压浆密实度验证(不足500孔按500孔计)。开凿位置选择最不利位置,一般应于梁端管道弯起较高处;开凿时应首先测量并避让钢绞线及构造筋,开凿后的修补应按修补的相关要求的规定执行。孔道压浆应饱满密实,如有怀疑时应对孔道内的水泥浆密实性进行抽检验证。水泥浆的性能检验应严格按照试验操作规程要求进行。试件应取出浆口的水泥浆制作,并注明梁号及施工日期。
如梁体压浆后遇到气温突然下降时,应立即对梁体进行覆盖保温的措施,保证压浆后48d内梁体温度不低于5℃。
3.5压浆工作的注意事项
当发现异常情况时,应立即停机,先打开泄浆阀使压力下降,再排除故障。每班结束停机前,必须用清水自行清洗管路及灰浆泵内部,直至清洗干净。
通过对以上管道压浆各要点的分析,要求压浆时要精心组织,科学安排,严格按操作规程进行,方可确保压浆的质量要求。
参考文献
桥梁预应力真空压浆施工技术 篇11
传统压力灌浆中,浆体本身和施工工艺带有一定的局限性,主要表现为:灌入的浆体中常会含有气泡,当混合料硬化后,存集气泡会变为孔隙,成为自由水的聚集地。这些水可能含有有害成分,易造成预应力筋及构件的腐蚀;在北方严寒的地区,由于温度低,这些水会结成冰,可能会胀裂管道、形成裂缝,造成严重的后果。
为此有必要将传统压浆工艺进行改进,将真空辅助压浆工艺等技术应用于预应力孔道施工中,使灌浆工艺更加完善合理。其基本原理为:在压浆之前,首先采用真空泵抽吸预应力孔道中的空气,使孔道内的真空度达到80%以上,使之产生-0.06~-0.1MPa的真空度,然后用灌浆泵将优化后的水泥浆从孔道的另一端灌入,并加以≥0.7MPa的正压力。在真空辅助下,孔道中原有的空气和水被消除,同时混杂在水泥中的气泡和多余的自由水亦被消除,增强了浆体的密实度。浆体中的微沫浆及稀浆在真空负压下率先流入到负压容器,待稠浆流出后,孔道中浆体的稠度即能保持一致,使浆体密实和强度得到保证。真空辅助压浆的过程是一个连续且迅速的过程,缩短了灌浆时间。
2 真空压浆的理论形成
2.1 真空压浆的浆体在管道内充盈程度
采用真空泵抽吸预应力孔道中的空气,使孔道内的真空度达到负压真空度(-0.09~-0.1MPa),然后在孔道另一端用螺旋式压浆机以大于0.5MPa的正压力浆水泥浆压入孔道内。由于孔道内空气量很少,很难在浆体中形成气泡,同时由孔道与压浆机间的正负压力差,大大提高了孔道压浆的饱满度和密实度。但需要说明的是,对于孔道中的较多留存水分,单靠真空泵的作用,处理效果不明显,必须靠高压风吹干净。
2.2 传统成孔材料与真空压浆孔道材料区别
目前常用的成孔材料为金属波纹管,而真空压浆较理想的成孔材料为塑料波纹管。采用塑料波纹管的优点:
(1)真空灌浆孔道一般采用高质量的HDPE波纹管形成孔道,波纹管之间的接头采用相同材质的专用连接管,波纹管和锚垫板连接采用专用连接头,确保管道密闭,摒弃铁质波纹管和胶带的缠绕连接;
(2)提高预应力筋的防腐保护,可防止氯离子入侵而产生的电腐蚀;
(3)不导电,可防止杂散电流腐蚀;
(4)强度高,刚度大,不怕踩压,不易被振捣棒振破;
(5)减少张拉过程中预应力的摩擦损失;
(6)提高了预应力筋的耐疲劳能力。
3 浆体的配合比设计
3.1 浆体配合比确定
浆体设计是压浆工艺的关键之处,合适的水泥浆应是:
(1)和易性好(泌水性小、流动性好);
(2)硬化后孔隙率低,渗透性小;
(3)具有一定的膨胀性(不易过大),确保孔道填充密实;
(4)抗压强度高;
(5)有效的粘接强度和耐久性。
为了防止水泥浆在灌注过程中产生析水以及硬化后开裂,并保证水泥浆在管道中的流动性,掺入少量的添加剂。其主要作用:
(1)改善水泥浆的性质,降低水灰比,减少孔隙、泌水,消除离析现象。
(2)降低硬化水泥浆的孔隙率,堵塞渗水通道。
(3)减少和补偿水泥浆在凝结硬化过程的收缩和变形,防止裂缝的产生。
3.2 配合比的试拌及各项指标
(1)流动度要求:
搅拌后的流动度为18~25s;
(2)水灰比:
0.3~0.4,为满足可灌性要求,一般选用水泥浆的水灰比最好在0.3~0.38之间;
(3)泌水性:
小于水泥浆初始体积的2%;4次连续测试结果的平均值小于1%;拌和后24h水泥浆的泌水应能被吸收;
(4)初凝时间:
应大于6h;
(5)体积变化率:
0~2%
(6)强度:
7d龄期强度大于40MPa
(7)浆液温度:
5℃≤T浆液≤25℃,否则浆体容易发生离析。
4 真空压浆在现浇预应力混凝土连续箱梁施工中的应用
4.1 工程简介
青岛即平高速公路K7+507分离式立交桥,其上部结构为48+60+48m预应力混凝土连续结构箱梁,底板宽8.9m,顶板宽13.5m,有三道纵梁,每道纵梁分布12孔OVM15-12钢绞线束(管道孔径:Φ内90mm),底板分布12孔OVM15-9钢绞线束(管道孔径:Φ内80mm)。预应力孔道最长为155.872m,两张拉端高差2.8m。
4.2 工艺及施工的确定
为确保压浆的安全及质量,我们采取了以下措施:
(1)真空泵端设在高端。
压浆端设在底端,因高差2.8m引起的浆液静力压强为0.06~0.07MPa,而柱塞式灌浆机的设备能力为0.8~1.0 MPa,那么对高差造成的影响基本可忽略,却有利于压浆质量的保证。
(2)管道密封及封锚。
张拉完毕,将多余钢绞线切割,锚具端部留有3cm左右长度,用湿润水泥团封堵,为确保水泥团不掉落及养护期间不开裂,在水泥封锚后,又用双层塑料薄膜密封并绑扎固定在锚具上。
(3)工作水的循环:
因真空泵工作用水不方便,我们准备了一个2m3的水箱,与真空泵形成循环,从而节约了用水。
(4)施工时间。
考虑浆体的稳定及气温对压浆的影响,我们将压浆时间安排在夜间进行。
(5)浆体配比及指标,拌浆的连贯性。
由于管道较长,为减小孔道对浆体的阻力,我们修正了配比,水泥:水:高效减水剂=1∶0.38∶0.4%,使浆体流动度控制在22±2s,其他指标满足规范要求。为保证灌浆的连续性,每拌和好0.5m3后,才予以连续灌浆。
(6)施工机械设备的准备
①本次压浆抽真空施工采用MBV—80真空泵(如图1所示)
②本次压浆施工采用UBL3螺杆式压浆泵,主要参数:
输送量—3m3/h;最大工作压力—2.5MPa ;输送距离—水平400m,垂直90m;单机重—200kg。
(7)工艺
开动真空泵抽→混合料搅拌浆→搅拌成浆压浆→清洗配件
①压浆前检查——检查设备连接及电源、水管路、材料准备到位情况,施工平台等措施,检查封锚及孔道密封工作,高压水洗孔并用高压风将孔内积水吹干;
②压浆机安放——真空泵端设在高瑞,压浆机放在底瑞,要计算高差引起的浆液静力压强为0.07MPa(如两端高差3m),必须小于柱塞式压浆机压力0.8~1.0MPa,否则要采取措施,保证压浆质量。
③封锚做法——张拉完毕,用五齿锯切割钢绞线,锚具外留有3cm左右长,用水泥团封堵后外包双层塑料薄膜,并绑扎固定在锚具上。在两、三天后进行检查,对其漏气点,采用玻璃胶及密封生料带进行密封。
④工作循环用水——制做一个能存不小于2m3的水箱。
⑤浆体配合比及指标——因管道较长,且不能实现压浆接力的情况,为减小孔道对浆体的阻力,修改配合比为:水泥∶水∶高效减水剂=1∶0.38∶0.4%,使浆体流动度控制在22±2s,在拌制好0.5m3浆液后,才开始灌浆。
⑥管道处理——每压浆二到三孔为一组,每一组在灌浆之前先用水灰比0.45的稀浆压入孔道少许润滑,以减小孔道对浆液的阻力。
⑦压浆操作——在两端抽真空管及压浆管安装后,关闭进浆管球阀,开启真空泵。真空泵工作一分钟后压力稳定在-0.075~-0.08MPa,继续稳压1min后,开启进浆管球阀并同时压浆。
⑧压浆时间——对于圆管,从开始压浆至出浆口真空泵透明喉管冒浆历时5min左右,各管道比较一致;对于扁管,压浆历时2.5min左右,各管道也比较一致。
⑨补压及稳压——将真空泵、压浆机停机,把抽真空连接管卸下,将出浆端球阀关闭,用4磅锤将出浆端封锚水泥敲散,露出钢绞线间隙。再用压浆机正常补压稳压,看从钢绞线缝隙中是否会被逼出水泥浆,再持续补压稳压过程中,水泥浆由浓变稀,由稀变清,由流量大至滴出清水,此时压浆压力表稳定在0.8~1.0MPa。补压稳压结束。关闭球阀。补压稳定持续3min。球阀拆除清洗在半小时后到一个小时之间进行。
⑩转入下一孔道压浆。
4.3 结果
(1)通过现场试验水泥净浆各项指标及送检水泥净浆试块,3d时间强度超过30 MPa,认为水泥净浆合格。
(2)补压时,出浆端压力较大,通过钢绞线间隙泌出水分及稀浆,可喷出4m远。补压结束以泌水基本排空为度,稳压时间达到规范要求。
(3)孔道清洗吹干较仔细,灌浆净历时较为均匀一致。
(4)拆除两端球阀观察,锚垫板上进、排浆孔水泥浆较为硬实,不流淌,用手指按压,能够留下模糊指印。
(5)压浆两天后观察,压浆孔硬化,水泥浆有轻微外凸。
5 真空辅助压浆注意事项
(1)针对曲线孔道的特点,在波纹管每个波峰的最高点靠同一端立泌水管,泌水管为钢管,高出混凝土200mm,并带螺纹;
(2)输浆管应选用高强橡胶管,抗压能力≥1MPa,带压浆时不易破裂,连接要牢固,不得脱管;
(3)灰浆进入压浆泵之前应通过1.2mm的筛网进行过滤;
(4)搅拌后的水泥浆必须做流动度、泌水性试验,并浇注浆体强度试块;
(5)灌浆工作宜在灰浆流动性下降前进行(约30~45min时间内),孔道一次压注要连续;
(6)中途换管道时间内,继续启动压浆泵,让浆体循环流动;
(7)压浆孔数和位置必须作好记录,以防漏灌;
(8)储浆罐的储浆体积大于一倍所要压注的一条预应力孔道体积;
(9)压浆时每工作班应留取不少于3组的70.7mm×70.7mm×70.7mm的立方体试件,标准养护28d,检查其抗压强度,作为评定水泥浆质量的依据;
(10)预应力梁在压浆强度达到设计要求后方可移动和吊装;
(11)真空压浆应真实填写施工记录。
6 结语
采用真空辅助压浆技术比传统压浆方法可以明显地提高孔道压浆的密实度,其孔道压浆的充盈度可以达到97%以上;真空辅助压浆技术可以很好地解决传统灌浆方法中的气泡造成的孔洞和不密实,它是高质量灌浆的一个强有力的手段,从而确保一个密实、不透水的预应力筋保护层,提高桥梁结构的耐久性。总之,采用真空辅助压浆技术可推动我国预应力工程技术的发展,提高工程的质量,延长桥梁的使用寿命,该技术具有良好的推广应用价值并有较高的经济效益和社会效益。
摘要：通过对后张法预应力真空压浆技术的分析,结合在青岛即平高速公路现浇预应力混凝土连续箱梁施工中的应用,论述真空压浆技术在预应力桥梁施工中的重要性。