新型压浆材料在预应力孔道上的应用

于国忠

(黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150070)



新型压浆材料在预应力孔道上的应用

于国忠

(黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150070)

首先对新型压浆材料的发展历程进行概括，结合在预应力孔道上的应用来进行，并对技术应用过程中存在的缺陷问题做出总结。其次重点介绍新型压浆材料和设备应用过程中的优异性能，以及需要注意的技术要点，帮助提升工程施工质量。

新型压浆材料；预应力孔道；流动性；零泌水；微膨胀

1 预应力混凝土孔道压浆普遍存在的缺陷

虽然预应力孔道压浆应用后解决了大量工程承载问题，但在使用期间仍然存在一些问题有待完善。该种技术常常应用在陈旧建筑物的加固施工中，通过合理设计能够达到预期的加固效果，压浆是针对混凝土浆料来进行的，在对强度进行设计时，水分与骨料配合比例很难掌握，一旦超出了规定标准，很容易造成压浆困难。石灰等物质遇水后体积会发生改变，但这种膨胀反应也是由限度的，只有掌握好这一标准，才能确保工作期间不会发生严重的质量问题。一旦水灰投放比例超出了正常范围，便会造成严重的适用安全问题，浆料不能被固定在指定的施工位置，凝固期间也容易受到外界振动而产生形变，受力形式因此也发生了改变，建筑物使用期间稳定性受到了影响。除此之外，浆料养生阶段也存在大量的问题，没有达到规定时间拆卸磨具，结构表面会产生裂缝，使用期间潮湿气体通过裂缝侵入到钢筋材料表面，引发材料氧化问题。

2 新型孔道压浆材料的性能

2.1 低水胶比、高流动性

经理论计算，水泥完全水化时所需水灰比为0.257，压浆材料的水灰比也应该在0.26～0.28之间，所以在压浆材料的水化过程中会有多余的水必然泌出，泌出的同时在体系中形成泌水通道和水泡，泌水通道和水泡中的水蒸发后形成孔隙，导致结构缺陷，这将大大减少水泥石抵抗荷载的实际有效断面，而且可能在孔隙周围产生应力集中，影响灌浆料硬化后的后期强度和耐久性。孔隙的存在降低了水泥石强度，也降低了水泥石对钢绞线的握裹力，影响了梁体结构与钢绞线受力传递的均匀性，造成安全隐患，从而影响工程质量。传统压浆材料的水灰比在0.35～0.45之间，而新型预应力孔道灌浆材料的水灰比在0.26～0.28之间(实际使用时为0.27)，既能满足目前灌浆施工的需要，又保证了工程结构的性能。在此水灰比范围内，灌浆材料的强度得到了进一步的保证，并具有高效早强的效果。

在传统的预应力管道灌浆过程中，还存在着灌浆不饱满、断浆、管道高点无浆等一些问题，这除了与灌浆工艺有关外，其实与灌浆材料的流动性有密切的关系，即流动度越好则施工越容易，灌浆效果越好。因此，新型灌浆材料的流动性在10～17 s之间。此特点特别考虑到目前特大型、大型桥梁建设过程中预应力管道设计的复杂性，考虑到长箱梁、管道波形高差过大的灌浆保障问题。

2.2 零泌水

传统预应力施工工艺中，材料静止状态下会分泌出水分，内部水分减少后浆料会发生不同程度的沉降，并不能满足使用需求。应用新型压浆材料后，浆料中的水分在压力作用下会被排出，剩余水分含量也在合理范围内，材料能够将水分锁在其中，并不会过多的泌出，这一点是传统材料所不具备的。根据施工需求提起预制好浆料，根据施工实验检测结果显示，新型材料在3 h毛细泌水率为0，24 h自由泌水率为0，压力泌水率在压力达到0.36 MPa时小于1%，完全能够达到使用标准含水量，灌注完成后也不会分泌出多余的水分。这一点在建筑工程中十分必要，钢筋材料要在干燥无污染的环境下使用，零泌水性达到了这一标准，钢筋材料不会受到潮湿气体的侵蚀，施工完成质量也能够得到保障。

2.3 塑性阶段和硬化阶段的微膨胀

由于压浆材料在水化过程中，不可避免地存在干燥收缩和沉降收缩，因此浆体完全水化后体积减缩量非常大，导致硬化后的灌浆料内部产生较大的收缩应力，一旦应力大于抗拉强度，则会产生收缩裂缝，加速预应力筋的锈蚀。因此，要求压浆材料在水化的各个龄期都要有适当的膨胀率。新型压浆材料的3 h自由膨胀率为0.08%(标准要求0～2)、24 h自由膨胀率为0.19%(标准要求0～3)；从而补偿各个龄期的浆体收缩。浆体在塑性阶段存在膨胀，则浆体在应力的作用下更容易进入钢丝间，保证浆体可以完全充填整个管道，从而实现对预应力钢绞线的更有效保护。灌浆料浆体硬化后的适度膨胀可以抵消水泥后期自身收缩产生的收缩应力，而不至于产生收缩裂缝。

2.4 强度高

桥梁等建筑结构中对承载性能要求高，使用预应力技术可以减轻结构自重对基层带来的影响。新型压浆原料在强度上有明显的提升，预应力体积更小，施工环节也更方便进行，对于施工期间常常会出现的裂缝问题，也得到了很好的解决。浆料中含有的水分越多，流动性也就越强，使用后很难达到规定的强度标准。压浆材料解决了流动性方面的干扰问题，通过改变水分与水泥石灰之间的比例，能够实现增强结构强度的目的，但要考虑是否能够与原结构紧密粘连，避免发生过于干燥而无法灌注的情况。根据施工过程中测量得到的结果，可

以了解到水泥与石灰之间的比例在0.26～0.28范围内是最合理的。使用新型材料时，实际使用时水灰比为0.27，其3 d抗压强度可达到40～45MPa，7 d强度可达到60 MPa以上(一般设计28天抗压强度为50 MPa)，7 d抗折强度便达到了10～12 MPa(标准要求为≥6 MPa)；并且后期强度不倒缩。

耐久性压浆材料不得含腐蚀预应力钢材的成分， 28 d抗冻等级大于500，耐久性好，增加结构物使用寿命。

3 结 论

新型预应力压浆材料严格限制水胶比在0.26～0.28之间，既能满足施工需要又保证了工程结构的性能。压浆材料的配制浆体要求零泌水，材料中不含腐蚀预应力材料成分，从根源上解决了桥梁压浆的耐久性问题。保证了压浆材料在各个龄期的微膨胀，从而抵消浆体的收缩量，加强对钢绞线的保护。优良的力学性能，超高的富裕系数使得压浆材料的使用更加便捷，现场施工更加方便，配合使用适合的搅拌和压浆设备，达到最高效率。

2016-02-15

U445

C

1008-3383(2016)12-0126-02