浅谈后张法孔道压浆浆液配合比设计

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【摘 要】随着预应力结构的普遍应用，后张法孔道压浆施工质量越来越受到工程界的重视与关注。目前后张预应力孔道压浆的工程质量是一个薄弱环节，如何进行后张法孔道压浆浆液配合比的设计与试验，直接影响达到孔道压浆的成败。在此，针对工程中孔道压浆浆液的配合比设计与试验问题进行探讨。

【关键词】后张法；浆液；设计；

近几年，预应力结构后张法孔道压浆的工程质量一直是一个薄弱环节，这是因为多年来我们所沿用的传统压浆方法和工艺存在着很多不确定因素。同时，浆液的质量控制标准要求较低，浆液的性能不佳，对压浆的质量产生影响，从而导致孔道压浆不密实，产生空洞，使预应力筋产生腐蚀，降低结构的耐久性。成功的压浆必须建立在可靠的材料品质和性能以及先进技术和合理工艺的基础上，传统的压浆方法经大量工程实践证明并不是十分可靠，如果浆液的性能不佳、操作上稍有疏忽，很容易在管道内产生空洞，即使采用二次压浆的方法，也不能完全保证管道内浆液的密实性。而且浆液泌水现象的存在，会在管道内长期积水，有可能使预应力筋和锚具产生锈蚀。因此，浆液性能的好坏直接影响到预应力结构的耐久性，在此，针对某高速公路孔道压浆的施工应用，浅谈浆液配合比的设计与试验。

一、浆液原材料的选择与检验

《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011的颁布实施，对水泥浆液的各项性能指标的质量规定了较高的要求。特别是将压浆材料的水胶比进行了较大幅度的调整，限制在0.26～0.28之间。随着高性能聚羧酸减水剂等新材料、高速搅拌机等新设备的开发，使得低水胶比成为可能。这样使压浆材料的性能满足压浆施工工艺的需求，保证了工程结构的质量。

1、水泥或专用压浆料、专用压浆剂

水泥应采用性能稳定、强度等级不低于42.5的低碱硅酸盐或低碱普通硅酸盐水泥，水泥的性能应符合国家标准要求。目前，普通水泥的标准稠度用水量较大，不易设计出水胶比满足0.26～0.28的浆液。因此，若采用水泥为胶凝材料配制浆液，必须与水泥生产厂家进行沟通，尽量采用低碱、需水量低的硅酸盐水泥进行试配。

随着新桥规的颁布实施，我国一些压浆料等新材料迅速发展，目前市场常用的有两类，一类为专用压浆料，是由水泥、高性能减水剂、膨胀剂和矿物掺合料等多种材料干拌而成的混合料，在施工时按设计的水胶比拌和后即可使用；另一类为专用压浆剂，是由高性能减水剂、膨胀剂和矿物掺合料等多种材料干拌而成的混合剂，在施工现场按一定比例与水泥、水拌和后使用。

2、外加剂

外加剂应与水泥具有良好的兼容性，且不得含有氯盐、亚硝酸盐或其他对预应力筋有腐蚀作用的成分。减水剂宜用减水率在20%以上、稳定、坍落度损失较小的高性能减水剂。膨胀剂宜采用钙矾石系或复合型膨胀剂，不得采用以铝粉为膨胀源的膨胀剂或总碱含量0.75%以上的高碱膨胀剂。

3、矿物掺合料

矿物掺合料宜采用Ⅰ级粉煤灰、磨细矿渣或硅灰，其质量要符合国家标准要求。矿物掺合料根据工程需要进行选用，有利于提高浆液的性能。

4、拌和水

水中不应含有对预应力筋或水泥有害的成分，每升水中不得含有350mg以上的氯化物离子或任何一种其他有机物，宜采用符合国家标准的清洁饮用水。

二、浆液配合比的设计与试验

1、配合比的计算。浆液配合设计可参照《普通混凝土配合比设计手册》JGJ55中体积法进行设计，然后根据实测表观密度对配合比进行校正。

式中：

mc―计算配合比每立方米浆液中水泥用量（kg/m3）

mw―计算配合比每立方米浆液中水的用量（kg/m3）

mp―计算配合比每立方米浆液中膨胀剂的用量（kg/m3）

ρc―水泥表观密度（kg/m3）

ρj―减水剂表观密度（kg/m3）

ρp―膨胀剂表观密度（kg/m3）

2、配合比的检验与调整

用体积法计算出每立方米水泥、减水剂、膨胀剂、水质量后，首先进行初始流动度检验，当初始流动符合要求，继续检测其余指标。若初始流动不符合要求，则需调整减水剂与水质量或更换原材料，重新设计。孔道压浆浆液配需检测的指标为浆液凝结时间、流动度、泌水率、压力泌水率、自由膨胀率、充盈度、抗压强度、抗折强度、对钢筋的锈蚀作用检测。以上控制指标是为了保证预应力孔道压浆具有较好的流动度，具有一定的保塑性能；低泌水率，不离析，无沉降；适宜的凝结时间；在塑性阶段具有良好的补偿收缩能力，硬化后产生微膨胀；具有一定的强度。

浆液配合比一般设计一至三个不同的水胶比进行各项指标检验，对浆液配合比进行优化设计，选择各项指标均满足要求的配合比作为施工配合比。若个别指标不符合要求，则需重新设计或更换原材料重新设计。当浆液拌合物表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2%，配合比可维持不变；当二者之差超过2%时，应将配合比中各项材料用量均进行校正。

式中：

δ―浆液配合比校正系数

ρc，t―浆液实测表观密度（kg/m3）

ρc，c―浆液表观密度计算值（kg/m3）

三、孔道压浆的工程实际应用

本项目主要预应力构件为后张法35m预制箱梁，预应力管道为金属波纹管。采用专用压浆料配制浆液。浆液配合比及各项指标检验结果见下表：

四、后张法预应力孔道压浆的施工要点

1、压浆必须及时。由于张拉后预应力筋的内部碳晶体结构会重新分布，晶体间的间隙加大，水分子和不良气体极易侵入，使预应力筋产生锈蚀。因此，在预应力筋张拉后要尽快压浆。此外，在预应力筋刚刚完成张拉锚固时，结构的抗裂性能最差，及时压浆则可促进浆液的凝固，使之与结构结合为整体，提高结构的抗弯刚度，从某种程度上增强结构抵抗开裂的能力。

2、压浆必须密实。密实性是预应力孔道压浆施工中最关键的问题，应从压浆材料、压浆设备、压浆工艺、组织管理方面加强控制。

五、结语

要真正提高后张预应力孔道压浆的质量，需要从多方面进行综合考虑，首先应保证压浆材料的品质和性能，优化配合比设计；其次应使用满足拌制水泥浆浆液要求的机具设备；以及应采用正确的压浆技术工艺。但不论采用何种压浆材料、机具设备和技术工艺，都与施工的精心程度有着极大的关系，换言之，材料、机具设备和技术工艺仅是保证后张预应力孔道压浆质量的必要条件，而精心管理、精心施工则是其充分条件。

参考文献：

[1]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）

[2]《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2011）

[3]《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55-2011）