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一、用途：由膨脹、減水組分配制而成，適用于-10℃至40℃氣溫下施工。用于后張法預(yù)應(yīng)力管道壓力灌注水泥凈漿。
五、壓漿：壓漿的目的是使預(yù)應(yīng)力筋與混凝土結(jié)成整體。要求在張拉工作完畢后應(yīng)盡快壓漿，以防預(yù)應(yīng)力筋在孔道內(nèi)因潮濕生銹而降低強(qiáng)度。壓漿之前要將夾片、錨環(huán)之間的空隙用水泥漿封實(shí)，水泥漿達(dá)到強(qiáng)度后即可進(jìn)行封錨。 （1）水灰比的確定：壓漿前首要工作是清孔，即用高壓水沖洗孔道，使之充分濕潤(rùn)，以利壓漿。壓漿所用水泥全部采用42.5級(jí)普硅水泥（出廠期不宜超過(guò)20d）。規(guī)范規(guī)定水灰比范圍為0.36±0.02，而在實(shí)際施工中若按此水灰比進(jìn)行拌制，則灰漿過(guò)于稀薄且泌水率也較大，超過(guò)規(guī)范規(guī)定的4%。這樣灰漿泌水后收縮產(chǎn)生間隙，孔道不能被填滿，使之與混凝土不能有效地連成整體，從而影響共同承載能力。為了保證施工質(zhì)量，工地經(jīng)過(guò)反復(fù)試配得到的灰漿稠度在14～18s，符合規(guī)范要求并且得到確認(rèn)。 （2）灰漿的拌制及壓漿順序：灰漿的拌制量受時(shí)間限制，一次拌制量不宜過(guò)多，要求隨拌隨用，一般間隔時(shí)間以不超過(guò)40min為宜。在壓注過(guò)程中要不斷攪動(dòng)，防止因其沉淀、結(jié)塊而堵塞真空泵，影響壓漿質(zhì)量。壓漿要緩慢、均勻連續(xù)進(jìn)行，壓漿順序由低至高。25m梁每片梁斷面均有4個(gè)孔道分上、下2層，孔道成曲線布置，兩端高中間低。壓漿時(shí)為了更有效地排氣和泌水，先由下層孔道開始注漿而后再上層孔道。制取邊長(zhǎng)為70.7mm的立方體試塊28d的抗壓強(qiáng)度均超過(guò)30MPa，符合設(shè)計(jì)要求。 （3）提高壓漿質(zhì)量的措施：出漿口有灰漿逸出時(shí)，為使孔道內(nèi)灰漿密實(shí)應(yīng)關(guān)閉出漿口，并保持0.7MPa的一個(gè)穩(wěn)壓期，時(shí)間不少于3min。出漿口的關(guān)閉要根據(jù)水泥漿的渾濁程度確定，初始出漿口往外逸的是清水，繼而是混雜的漿水，最后是灰漿。待出漿口逸出的全部是灰漿時(shí)再用木塞將出漿口堵住，加壓3min直至出現(xiàn)泌水。泌水應(yīng)在24h內(nèi)被灰漿全部吸收。壓漿設(shè)備性能的好環(huán)對(duì)壓漿質(zhì)量有很大的影響。輸漿管長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)。長(zhǎng)度超過(guò)30m時(shí)，壓力相應(yīng)提高，則對(duì)設(shè)備的性能提出更高要求，加大了投入?；覞{稠度不能過(guò)稀也不能過(guò)稠，過(guò)稀則孔道填不飽滿，過(guò)稠則真空泵吸管容易被堵塞。灰漿的稠度宜控制在14～18s。氣溫對(duì)壓漿質(zhì)量影響很大。壓漿時(shí)氣溫不宜過(guò)高，也不能低于5℃，當(dāng)氣溫高于35℃時(shí)，壓漿應(yīng)在夜間進(jìn)行。張拉、壓漿結(jié)束后即可進(jìn)行封錨作業(yè)。封錨時(shí)需將錨具及梁體預(yù)留鋼筋有機(jī)地結(jié)成整體，確保預(yù)應(yīng)力梁的整體質(zhì)量，同時(shí)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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采用EPS型水泥灌漿劑配制預(yù)應(yīng)力梁管道灌漿液 試 驗(yàn) 報(bào) 告 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 試驗(yàn)?zāi)康模嚎疾觳捎肊PS－C型水泥灌漿劑與冀東42.5普通硅酸鹽水泥混合配制預(yù)應(yīng)力梁管道用的注漿液在負(fù)溫養(yǎng)護(hù)條件下的性能。 試驗(yàn)方法：將秦沈線現(xiàn)場(chǎng)制梁所用的冀東42.5普通硅酸鹽水泥與不同摻合料混合制成適合于施工使用的水泥凈漿液，并制成強(qiáng)度試件和膨脹試件，經(jīng)負(fù)溫養(yǎng)護(hù)后測(cè)定試件的膨脹性能和力學(xué)性能指標(biāo)。 試驗(yàn)依據(jù)：GB8077－2000混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法 JC476－2001混凝土膨脹劑 JC475－2004混凝土防凍劑 養(yǎng)護(hù)條件：-12℃冰箱中養(yǎng)護(hù)7d，再在-3℃～5℃大氣中放置至20d。 試驗(yàn)結(jié)果：見(jiàn)下表。
 審核： 報(bào)告單位：鐵道部科學(xué)研究院鐵建所
電話：（010）63249535 郵編：100081 地 址：北京市西外大柳樹路2號(hào) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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后張預(yù)應(yīng)力高性能灌漿料體積穩(wěn)定性 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 在后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，灌漿具有保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋不受銹蝕和傳遞應(yīng)力等重要作用。但由于長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)灌漿料不夠重視，灌漿料技術(shù)落后于整個(gè)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，限制了其發(fā)展應(yīng)用。 相比砂漿或混凝土，灌漿料由于不含砂石等骨料，其收縮相對(duì)較高。凝結(jié)前，由于不受約束，灌漿料的收縮會(huì)在預(yù)應(yīng)力筋與管壁之間形成空隙；凝結(jié)后，在預(yù)應(yīng)力筋和管壁的約束作用下，形成收縮應(yīng)力，當(dāng)收縮應(yīng)力大于灌漿料本身的抗拉應(yīng)力時(shí)，會(huì)形成裂縫。兩者的結(jié)果均會(huì)導(dǎo)致灌漿料保護(hù)作用喪失，加速了預(yù)應(yīng)力的銹蝕和結(jié)構(gòu)的破壞。故后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)要求灌漿除需具備無(wú)泌水、可泵性良好和較長(zhǎng)的施工時(shí)間、高抗氯化物滲透性等優(yōu)良性能外，還應(yīng)具備良好的體積穩(wěn)定性。 改善灌漿料體積穩(wěn)定性的主要方法為加入早期膨脹劑和中后期膨脹劑。日前，一般用鋁粉和UEA分別做早期和中后期膨脹劑。但鋁粉反應(yīng)過(guò)快，在灌注之前就已經(jīng)大幅度膨脹，灌注后的有效膨脹低；增加鋁粉含量又會(huì)增大氣孔率、降低灌漿料的堿度，使灌漿料的抗?jié)B性能差，削弱其保護(hù)效果。UEA屬于鈣礬石吸水膨脹，膨脹效果一般在28d內(nèi)結(jié)束，有的甚至在14d左右即結(jié)束，無(wú)后期膨脹作用，另外UEA膨脹由于大量吸水，降低灌漿料的流動(dòng)性，且養(yǎng)護(hù)條件較高，不利于施工。故先進(jìn)膨脹劑的開發(fā)運(yùn)用是灌漿料技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵．．由于缺少水泥基材料的變形，尤其是塑性階段變形的有效測(cè)試方法，此項(xiàng)技術(shù)的研究受到嚴(yán)重的阻礙。國(guó)內(nèi)外有關(guān)灌漿料技術(shù)研究文獻(xiàn)較少，多為結(jié)合重點(diǎn)工程進(jìn)行的試驗(yàn)報(bào)告。 本文在運(yùn)用先進(jìn)的外加劑技術(shù)、科學(xué)的測(cè)試方法的基礎(chǔ)上，配制出高性能灌漿料并重點(diǎn)研究外加劑對(duì)灌漿料體積穩(wěn)定性能的改善作用及機(jī)理、水灰比的變化對(duì)灌漿料體積變化率的影響和灌漿料體積變化率隨齡期的變化關(guān)系等。 1、原材料與試驗(yàn)方法 1.1試驗(yàn)材料 (1)外加劑 由于后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)灌漿料質(zhì)量有著較高的要求，外加劑需同時(shí)具備多種改善水泥漿體性能的功能，才能配制出滿足要求的高性能灌漿料。本次試驗(yàn)選用一種灌漿料專用復(fù)合外加劑(簡(jiǎn)稱外加劑)，該外加劑為粉體，灰白色，密度約為2.5g/cm3，外加劑的主要組分如下：①抗泌水組分；②高效減水組分；③流變性能改性及穩(wěn)定組分；④阻銹組分；⑤膨脹組分(早期和中后期)等。 (2)水泥 由于外加劑中含有多種組分，外加劑改善水泥漿體的效果較難控制，故要求盡量選用不摻混合材或摻量較少的硅酸鹽水泥，也可用普通硅酸鹽水泥。本次試驗(yàn)選用P?O42 .5R普通硅酸鹽水泥。 1.2試驗(yàn)方法 攪拌方法：高速離心攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速為2 500r／in，攪拌時(shí)間為5min。 凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度和氯離子含量等測(cè)試方法可參考較成熟的混凝土或水泥凈漿的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在此不作贅述。下面簡(jiǎn)單介紹灌漿料其它幾個(gè)重要性能的較有效的測(cè)試方法。 (1)流動(dòng)性能 Post Tensioning Grouts Specifications(PTGS)規(guī)定試驗(yàn)方法參照ASTM C939—97《Standard Test Method for Flow of Grouts for Preplaced—Aggregate Concrete(Flow Cone Method)》，用1 725mL新拌漿體從流錐中流下的時(shí)間即流動(dòng)度來(lái)表示漿體的流動(dòng)性能，并在漿體放置30min后，重新攪拌30s，再次測(cè)試其流錐時(shí)間。30min后的流動(dòng)度可表示灌漿料保持流動(dòng)性能的能力。 (2)抗?jié)B性能 PTGS規(guī)定試驗(yàn)方法參照ASTM C 1202—97《Standard Test Method for Electrical Indication of Concrete’S Ability to Resist Chloride Ion penetration》，即目前普遍采用的電量法。而與之有所區(qū)別的是采用30V直流電。原因是水泥漿體由于不含骨料，其抗?jié)B性能比混凝土較差，用30V的電壓可避免產(chǎn)生過(guò)高溫度。 (3)泌水性能和早期膨脹率 PTGS規(guī)定毛細(xì)泌水和早期膨脹率試驗(yàn)方法參照ASTMC940—98a《Standard Test Method for Expansion and Bleeding of Freshly Mixed Grouts for Preplaced—Aggregate Concrete in the Laborator》但作了少許修改，即試驗(yàn)通過(guò)測(cè)量在有預(yù)應(yīng)力筋如存在的條件下，800mL新拌水泥漿體的3h內(nèi)各階段的膨脹率和泌水率。試驗(yàn)裝置見(jiàn)圖1.此試驗(yàn)方法更好地模擬了灌漿料的真實(shí)工作環(huán)境，測(cè)量得到的數(shù)據(jù)更具意義。 (4)硬化后的體積變化率 PTGS~規(guī)定試驗(yàn)方法參考ASTM C1090—96《Standard Test Method for Measuring Changes in Height of Cylindrical Specimens from Hydraulic—Cement Grouts》，試驗(yàn)通過(guò)測(cè)試圓柱體(直徑：(76±1)mm，高度：(152±2)mm)硬化漿體不同養(yǎng)護(hù)齡期的高度變化率，來(lái)表示灌漿料的體積變化率。鑒于ASTM C1090—96中測(cè)試裝置的復(fù)雜性，筆者根據(jù)其原理對(duì)測(cè)試裝置做出以下改進(jìn)，試驗(yàn)測(cè)試裝置如圖2。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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2 、性能指標(biāo) 表 1 性能指標(biāo)
3 、試驗(yàn)結(jié)果與分析 表 2 流動(dòng)性能
表 3 泌水率
外加劑中的高效減水組分及流動(dòng)性能改性組分通過(guò)分散、引氣等作用，有效地降低了水灰比，提高了漿體的流動(dòng)度。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，水灰比在 0.27 時(shí)，已滿足流動(dòng)度的要求，隨著水灰比的增大，流動(dòng)性能逐漸提高，但是變化相同的水灰比差值時(shí)，改善的幅度卻明顯降低。 表 4 抗壓強(qiáng)度
強(qiáng)度與孔隙率成反比。一般減小水灰比或增加水化程度會(huì)降低孔隙率、減小大的毛細(xì)管孔隙尺寸和體積，因此對(duì)強(qiáng)度有利。但當(dāng)水灰比過(guò)低時(shí)，會(huì)影響水化程度。此外加劑中相關(guān)組分提高強(qiáng)度的途徑主要有： (1) 高效減水組分大幅度降低水灰比、增加各種顆粒的分散均勻性，提高水化程度； (2) 中后期膨脹組分與水泥水化產(chǎn)物進(jìn)行二次水化，水化產(chǎn)物可填充、切斷水泥石中的毛細(xì)管孔隙，改善漿體的密實(shí)性。由試驗(yàn)結(jié)果可知，灌漿料具有很高的抗壓強(qiáng)度， 28d 均在 70MPa 以上。水灰比在 0.29 時(shí)強(qiáng)度最高， 28d 可達(dá) 8lMPa 。
6h 電流測(cè)試曲線見(jiàn)圖 3 ，電通量測(cè)試值見(jiàn)表 5 。 表 5 電通量
大毛細(xì)孔及一些氣孔的數(shù)量、尺寸及連續(xù)決定性滲透性能。外加劑改善漿體密實(shí)性的機(jī)理如前所述。由試驗(yàn)結(jié)果可知，灌漿料漿體具有良好的抗?jié)B透性，電通量值均小于 l 000C ，遠(yuǎn)低于控制指標(biāo)。水灰比對(duì)電通量的影響較大，電通量值隨著水灰比的降低而下降，灌漿料的抗?jié)B能力提高。 表 6 初凝時(shí)間和總氯離子含量
由試驗(yàn)結(jié)果可知，外加劑中的緩凝組分使灌漿料的凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)到 10 ～ 12h ，很好的滿足了施工的需要；總氯離子含量均小于 0.01 ％，即外加劑在保證灌漿料綜合性能的同時(shí)，沒(méi)有引入有害雜質(zhì)氯離子。
灌注后的灌漿料處在混凝土中心預(yù)應(yīng)力孔道的一定空間下，由于凝結(jié)前的水化收縮，必將在預(yù)應(yīng)力筋灌漿料孔道璧體系中產(chǎn)生空隙，產(chǎn)生的空隙則會(huì)成為氯離子等有害雜質(zhì)滲入的快速通道，大幅度降低灌漿料的保護(hù)作用，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋的過(guò)早銹蝕。另外，硅酸鹽水泥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，如果此化學(xué)減縮只依靠硬化后的膨脹組分的膨脹作用來(lái)補(bǔ)償，勢(shì)必導(dǎo)致中后期膨脹組分的使用量加大，一方面增大了成本，另外還可能由于膨脹應(yīng)力過(guò)大而造成結(jié)構(gòu)損傷，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的安全性不利。綜上所述，后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)要求灌漿料具有良好的塑性階段體積膨脹性能。
灌注后的灌漿料處于硬化混凝土孔道中心，根據(jù)現(xiàn)有的資料顯示，即使在自干燥現(xiàn)象比較嚴(yán)重的混凝土中，硬化以后的混凝土核心，相對(duì)濕度也在 75 ％～ 80 ％以上，且孔道中的灌漿料水泥水化后的多余水分不宜排出，故盡管水分無(wú)法從外部得以補(bǔ)充，硬化后的灌漿料中后期變形主要原因仍然為自收縮。
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應(yīng)用實(shí)例 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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真空灌漿在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土孔道灌漿中的應(yīng)用 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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1、工程概況
2、基本原理 真空灌漿是在孔道的一端采用真空泵抽預(yù)應(yīng)力孔道中的空氣，使之產(chǎn)生－0.1MPa左右的真空度，然后在孔道另一端用灌漿泵將優(yōu)化后的水泥漿從孔道的另一端灌入，直至充滿整條孔道，并加以≥0.7MPa的正壓力，以提高預(yù)應(yīng)力孔道灌漿的飽滿度和密實(shí)度，從而提高后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)安全度和耐久性。 3、施工設(shè)備 采用由某公司研制生產(chǎn)的專用真空灌漿設(shè)備，它主要由空氣管道系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、灌漿系統(tǒng)等組成，主要設(shè)備如圖2所示。
（1）輸送量為3m3Ph的UBL3螺桿式灌漿泵，配套高壓橡膠管1根（抗壓能力≥2MPa）。 （2）排量為120m3Ph的SZ02型水環(huán)式真空泵，真空壓力表1個(gè)，QSL020型空氣過(guò)濾器1個(gè)，15kg左右秤1臺(tái)。 （3）灰漿攪拌機(jī)1臺(tái)。 （4）預(yù)應(yīng)力箱梁中采用了彎曲的布筋方式，原設(shè)計(jì)的<50金屬波紋管雖能滿足小半徑的布筋要求，但是金屬管沒(méi)有永久的防腐能力，壓口接縫不很緊密，不足以抵抗水的滲漏和到達(dá)漿體以及預(yù)應(yīng)力筋，故采用更能體現(xiàn)真空灌漿優(yōu)越性的HVMSBG050的塑料波紋管，在強(qiáng)度和耐腐蝕方面，有更好的保護(hù)作用。同時(shí)塑料波紋管為擠出成型，接頭處用內(nèi)墊密封圈的卡套連接，全管能達(dá)到不漏氣。 4、水泥漿配合比試驗(yàn)研究 水泥漿的配合比直接影響到灰漿強(qiáng)度和灌注密度，尤其對(duì)于真空灌漿來(lái)說(shuō)，是施工工藝的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。配合比主要遵循低水灰比和多成分的原則，以達(dá)到減少空隙、泌水和水泥漿在凝結(jié)硬化過(guò)程中的收縮變形的目的。 （1）水泥漿體的性能要求 1）有較好的流動(dòng)性能，流動(dòng)度>140mm。初凝時(shí)間為3～4h，在1.725L漏斗中，水泥漿的稠度15～45s，最多不得大于50s。 2）灌注后泌水率低，小于水泥漿初始體積的2％，4次連續(xù)測(cè)試的結(jié)果平均值<1％，拌和后24h水泥漿能自吸收。 3）水泥漿體在凝固前應(yīng)具備一定膨脹作用，使?jié){體灌入后脹滿整個(gè)孔道。以克服預(yù)應(yīng)力縱向、斜向、上彎曲部位壓漿不飽滿不密實(shí)的缺點(diǎn)。漿體應(yīng)具備硬化中期（14d左右）微膨脹性，以補(bǔ)償中后期水泥漿體的自然收縮。 4）漿體應(yīng)具有足夠的抗壓強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度，不低于30MPa，最好和梁混凝土相匹配，滿足預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土構(gòu)件間的有效應(yīng)力傳遞。 （2）水泥漿原材料選擇 金剛牌42.5級(jí)普硅水泥，符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的地下水?？紤]到夏季溫度高的因素，采用了EPS－P劑。 （3）試驗(yàn)方法 灌漿材料泌水率、膨脹率和的試驗(yàn)方法分別參照J(rèn)TJ04102000《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》附錄G010、G011；膨脹試驗(yàn)參照J(rèn)G476092《混凝土膨脹劑標(biāo)準(zhǔn)》；抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)參照GB50203098《磚石工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》。 （4）試驗(yàn)結(jié)果分析 1）流動(dòng)度試驗(yàn) 固定水灰比為0.38試驗(yàn)測(cè)定在不同摻量下對(duì)水泥靜漿流動(dòng)度的影響和在0.4％摻量下20℃與40℃下流動(dòng)度隨時(shí)間的變化，結(jié)果如圖3、圖4所示。泥漿的流動(dòng)度，水灰比愈大，流動(dòng)度愈大，同時(shí)泌水率也愈大，初凝時(shí)間越長(zhǎng)；減水劑摻量增加，流動(dòng)度明顯地增大，同時(shí)泌水率也增大。緩凝高效減水劑摻量大于0.55％會(huì)引入過(guò)量空氣而使初凝緩慢，降低混凝土強(qiáng)度。因此本試驗(yàn)采用緩凝高效減水劑摻量為0.4％。 相同環(huán)境溫度下，水泥漿的出機(jī)溫度不同，對(duì)漿體的流動(dòng)度影響較小，但在儲(chǔ)存一定時(shí)間（  大約為40min）后，流動(dòng)度明顯減小，同時(shí)出機(jī)溫度越高流動(dòng)度下降越快，因此要嚴(yán)格出機(jī)溫度在22℃左右，并在40min內(nèi)水泥漿全部用完。緩凝高效減水劑同時(shí)具有的緩凝作用，可以使在高溫條件下的水泥漿體具有良好的保塑性。2）膨脹試驗(yàn) 本試驗(yàn)根據(jù)采用了鋁粉和UEAOH兩種混凝土膨脹劑，分別作用于漿體的凝結(jié)前膨脹和中期膨脹，使?jié){體凝結(jié)前的膨脹率和中期膨脹率大有提高。 a）凝結(jié)前試驗(yàn)：凝結(jié)前膨脹是在水泥凝結(jié)前加入鋁粉，利用水泥水化過(guò)程中不斷析出氫氧化碳，水泥水化初期漿液中Ca(OH)2處于飽和狀態(tài)，亦即處于高堿狀態(tài)，此時(shí)鋁粉與堿溶液的OHO反應(yīng)生成氫氣，形成許多分散均勻的氣泡，使?jié){體發(fā)生膨脹，從而使灌漿孔道的彎處和鋼絞線的空隙處脹滿。試驗(yàn)采用摻不同量的鋁粉，測(cè)3h體積膨脹率，要求凝結(jié)前膨脹率為1％左右，因?yàn)?％的含氣量對(duì)水泥漿的強(qiáng)度損失不大。試驗(yàn)分析得出鋁粉摻量以0.005％為宜，鋁粉反應(yīng)在3h內(nèi)基本完成，第2、3h膨脹很小，因此摻鋁粉的水泥漿必須在加水拌和后立即灌注，否則對(duì)凝結(jié)前膨脹率影響較大。 b）中期膨脹試驗(yàn)：中期膨脹是利用UEA加入水泥漿中生成大量的膨脹性結(jié)晶物水化硫鋁酸鈣（即鈣釩石），使?jié){體產(chǎn)生適當(dāng)膨脹，在鋼筋和混凝土預(yù)留孔道的約束下，在漿體結(jié)構(gòu)中建立0.2～0.7MPa預(yù)壓應(yīng)力，這一膨脹應(yīng)力可大致抵消漿體在硬化過(guò)程中產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，從而防止或減少漿體收縮開裂，并使?jié){體致密，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，并增加漿體與預(yù)應(yīng)力筋的握裹力。但如果膨脹率過(guò)高，則有可能使?jié){體產(chǎn)生較大的膨脹應(yīng)力，反而不利于整體結(jié)構(gòu)，因此要嚴(yán)格控制自由膨脹率小于10％。試驗(yàn)分析得出UEA的摻量為5％時(shí)，其28d限制膨脹率為0.04％～0.06％，適合水泥漿體補(bǔ)償收縮功能。UEA的摻量是按等量取代膠凝材料的內(nèi)摻法，這一點(diǎn)必須在配合比時(shí)引起注意。 （5）漿體配合比的選擇 經(jīng)過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)，最后確定的配合比和有關(guān)性能見(jiàn)下表。 漿體配合比和有關(guān)性能
（1）灌漿前準(zhǔn)備工作：①?gòu)埨瓿珊?，切斷外露的鋼絞線（鋼絞線外漏30～50mm），清水沖洗，高壓風(fēng)吹干，然后進(jìn)行封錨。②清理錨墊板上的灌漿孔，保證灌漿通道通暢。③定出抽吸真空端及灌漿端，抽吸真空端位于高處錨座上的灌漿孔，灌漿端置于低處錨座上的灌漿孔。 （2）按真空灌漿施工設(shè)備連接圖連接裝好各部件，并檢查其功能，進(jìn)行試抽真空。 （3）試抽真空：將灌漿閥、排氣閥都關(guān)閉，抽真空閥、出漿端閥門打開，啟動(dòng)真空泵抽真空，觀察真空壓力表讀數(shù)，真空度達(dá)到-0.08～-0.1MPa并保持穩(wěn)定，停泵1min，壓力要能保持不變。 （4）攪拌水泥漿：攪拌水泥漿之前加水空轉(zhuǎn)數(shù)分鐘，將積水倒凈，使攪拌機(jī)內(nèi)壁充分潤(rùn)濕。裝料時(shí)首先將稱量好的EPS－P倒入攪拌機(jī)，之后邊攪拌邊倒入水泥，再攪拌3～5min直至均勻。攪拌水泥漿應(yīng)注意：①水泥漿出料后應(yīng)馬上進(jìn)行泵送，否則要不停地進(jìn)行攪拌；②必須嚴(yán)格控制用水量，否則多加的水全部泌出，容易造成管道頂端出現(xiàn)空隙；③對(duì)未及時(shí)使用而降低了流動(dòng)性的水泥漿嚴(yán)禁采用增加水的辦法來(lái)增加灰漿的流動(dòng)性；④拌和水泥漿的水溫不能超過(guò)7℃，必要時(shí)采用冰塊投入水中。 （5）灌漿：將灰漿加到灌漿泵中，在灌漿泵的高壓橡膠管出口打出漿體，待這些漿體濃度與灌漿泵中的濃度一樣時(shí)，關(guān)掉灌漿泵，將高壓橡膠管接到孔道的灌漿管上，扎牢。關(guān)掉灌漿閥，打開真空閥、出漿端閥門，啟動(dòng)真空泵抽真空，使真空度達(dá)-0.08～-0.1MPa并保持穩(wěn)定，啟動(dòng)灌漿泵，打開灌漿閥，開始灌漿，當(dāng)漿體經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器時(shí)，關(guān)掉真空泵及真空閥，打開排氣閥。觀察排氣管的出漿情況，檢查所壓出水泥漿稠度，直至稠度與灌入的漿體相當(dāng)時(shí)及流動(dòng)順暢后，關(guān)閉排氣閥和出漿端閥門，灌漿泵繼續(xù)工作，在≥0.7MPa下，持壓2～3min。關(guān)閉灌漿泵及灌漿端閥們，完成灌漿。拆卸外接管路、附件，清洗空氣濾清器及沾有灰漿的設(shè)備。按3N4→2N3→2N2→2N1的順序依次灌漿。 （6）注意事項(xiàng)：①嚴(yán)格掌握材料配合比，誤差不能超過(guò)l％。②灰漿進(jìn)入灌漿泵之前應(yīng)通過(guò)1.2mm的篩子。③真空泵應(yīng)低于整條管道，啟動(dòng)時(shí)先將連接的真空泵的水閥打開，然后開泵；關(guān)泵時(shí)先開水閥，后停泵。④灌漿工作宜在灰漿流動(dòng)性下降前的30～45min內(nèi)進(jìn)行，孔道一次灌漿要連續(xù)。 6、結(jié)論與體會(huì) 真空灌漿的關(guān)鍵在于合理確定水泥漿的配合比，嚴(yán)格按照加料順序進(jìn)行攪拌。在灌漿過(guò)程中，保證出漿溫度在25℃以下，水泥漿在真空輔助下，快速灌漿口流向出漿口時(shí)，關(guān)掉真空裝置時(shí)，必須讓排氣孔冒漿一段時(shí)間，測(cè)定濃度達(dá)到進(jìn)漿口水泥漿濃度后才能關(guān)閉出漿口閥門。判定真空灌漿是否成功的條件是：兩端均冒出與進(jìn)漿相同稠度的漿液，且無(wú)明顯氣泡，在≥017MPa情況下持壓2～3min為標(biāo)準(zhǔn)。值得注意的是灌漿前孔道用壓力水沖洗的問(wèn)題，必須采取有效措施排（高壓風(fēng)）除孔道中的積水，否則在灌漿初期增大了水灰比，這一步切不可忽視。 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)普遍采用壓力灌漿，由于漿體中含有氣泡，滲水后易腐蝕鋼筋，對(duì)于通過(guò)灌漿握裹鋼材來(lái)傳遞預(yù)加應(yīng)力給結(jié)構(gòu)混凝土的作用將有所削弱。在嚴(yán)寒地區(qū)，這些水會(huì)結(jié)成冰，脹裂構(gòu)件，造成嚴(yán)重的后果；另外水泥漿容易離析、析水，干硬后收縮，析水會(huì)產(chǎn)生孔隙，致使強(qiáng)度不夠，粘結(jié)不好，為工程留下隱患。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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應(yīng)用實(shí)例2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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嶺澳核電站預(yù)應(yīng)力灌漿用EPS-P型灌漿劑配制水泥漿 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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1、緩凝水泥漿用原材料
2)同一配合比漿體的泌水率也受漿體出機(jī)溫度和存放環(huán)境溫度影響。漿體出機(jī)溫度相同時(shí)，3h的泌水率隨存放環(huán)境溫度的提高而減?。辉诖娣怒h(huán)境溫度相同時(shí)，3h的泌水率隨出機(jī)溫度的提高而增大。 3)同一配合比漿體的出機(jī)流動(dòng)度隨出機(jī)溫度的提高而變小。10h的流動(dòng)度與出機(jī)流動(dòng)度差值和存放的環(huán)境溫度與出機(jī)溫度相關(guān)，其隨環(huán)境溫度的提高而變小，而隨出機(jī)溫度的提高而變大。 4)在試驗(yàn)室小批量緩凝漿體試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，漿體溫度在出機(jī)6h左右基本與環(huán)境溫度相近；當(dāng)環(huán)境溫度低于30℃時(shí)，漿體10h的溫度總是高于環(huán)境溫度1～3℃。此種外加劑的某摻量和某水灰比的配合比的緩凝漿體，只適合于出機(jī)溫度和環(huán)境溫度為某一區(qū)間的特定情況下的施工。所以嶺澳核電站由試驗(yàn)中篩選出適用于大氣溫度為5～35℃、漿體出機(jī)溫度為≤15℃～35℃。其外加劑摻量和水灰比均不相同。出機(jī)溫度為20℃存放于20℃環(huán)境(按技術(shù)規(guī)格書規(guī)定)的性能見(jiàn)表2。 表2 漿體的性能
本試驗(yàn)的目的是在現(xiàn)場(chǎng)檢查用初步試驗(yàn)所規(guī)定的攪拌程序和確定的配合比按現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)施大批量生產(chǎn)的漿體，是否符合初步試驗(yàn)中所得出的合格標(biāo)準(zhǔn)，如有必要，便對(duì)配合比進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚，F(xiàn)場(chǎng)所用攪拌機(jī)為螺旋式攪拌機(jī)，攪拌功率7.5kW，葉片轉(zhuǎn)速1500r/min，容量為0.36m，。按現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度只能對(duì)EPS-P配合比進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果令人滿意，緩凝水泥漿的性能良好，可行性試驗(yàn)與初步試驗(yàn)結(jié)果相吻合，見(jiàn)表2。 3、全比例模擬孔道灌漿試驗(yàn) 為檢驗(yàn)已通過(guò)可行性試驗(yàn)的緩凝水泥漿是否適合于安全殼預(yù)應(yīng)力水平管、穹頂管和豎向管的填充，各選擇灌漿難度最大的管道進(jìn)行1：1模擬灌漿試驗(yàn)。水平管及穹頂管各兩根在專門搭設(shè)的平臺(tái)上進(jìn)行，均為Φ101.6×2㎜鋼管內(nèi)穿19T16鋼絞線，裝有承壓板和灌漿帽，但不張拉。水平管長(zhǎng)125.6m，穹頂管長(zhǎng)46m。豎向管為Φ139.7×2.9㎜，穿入36T16鋼絞線，裝有承壓板和灌漿帽，但不張拉。豎向管長(zhǎng)為46.9m并通過(guò)特制的三角架固定在安全殼的扶壁柱一側(cè)。水平管的灌漿方向從最接近拱起端向另一端進(jìn)行，穹頂管從一端到另一端，豎向管由下往上，灌漿泵采用法國(guó)產(chǎn)PH125泵，最大壓力11MPa，泵量143m3/h，漿體流動(dòng)度要求進(jìn)漿口和出漿口均為9～14s。豎向管的上端裝有重力罐，進(jìn)行重力自動(dòng)補(bǔ)漿。 試驗(yàn)過(guò)程中環(huán)境溫度最低為22.2℃，最高到30℃，進(jìn)漿口的漿體溫度最低為20.7℃，最高達(dá)29.9℃，漿體的流動(dòng)度為9.5～12.5s。試驗(yàn)比較順利，從按規(guī)定所鋸的截面和所開的窗口觀察漿體填充密實(shí)，符合技術(shù)規(guī)格書的要求，漿體性能試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。 4、預(yù)應(yīng)力灌漿用緩凝漿施工實(shí)踐 嶺澳核電站1號(hào)反應(yīng)堆安全殼預(yù)應(yīng)力孔道共556根，一次灌漿均用緩凝水泥漿，共用289.9m3，沒(méi)有報(bào)廢過(guò)一次，灌漿速度快、順利。本工程預(yù)應(yīng)力于1999年10月26日開始至2000年4月29日施工完畢，施工期間環(huán)境溫度最高達(dá)30.5℃，最低11℃。施工時(shí)的漿體溫度最低為9.9℃，最高達(dá)31℃；流動(dòng)度最小9.5s，最大11.7s，均在控制范圍內(nèi)。
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檢測(cè)報(bào)告 | |
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