后张法预应力混凝土真空辅助压浆工艺在密实度控制方面的应用
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摘 要：后张法预应力混凝土工艺越来越成熟，本文结合孔道压浆不密实的症状表现，从设计和施工方面，分析了造成孔道不密实的原因，提出了相应的防治措施。
中图分类号：TV331文献标识码： A
1 前言
在有粘结的后张法预应力混凝土结构中，预应力筋张拉、锚固之后，需接着进行孔道压浆。孔道压浆的主要目的是防止预应力筋的腐蚀，并为预应力筋与结构混凝土之间提供有效的粘结使之形成整体。为此，孔道压浆必须饱满、密实，并有强度要求。在有粘结后张预应力混凝土结构中。预应力筋在高应力状态下的腐蚀成为工程界极为关注的敏感问题。因此，工程界对有粘结后张预应力混凝土结构的传统压浆法灌浆防腐的可靠性产生了怀疑．并探索更为可靠和有效的途径。真空辅助压浆工艺应运而生。
2.1 真空辅助压浆工艺的原理及其特点
真空辅助压浆工艺的基本原理：压浆以前，在孔道的一端用真空泵对预应力孔道进行抽真空，使孔道内处于-0.06～-0.1MPa之间的负压状态，真空度不小于80 ，然后在孔道的另一端用压浆机以大于0.6MPa的压力将水泥浆注入预应力孔道，由于孔道内处于真空状态，不能形成气泡；而且有孔道内外的大气压力差，增加了水泥浆在孔道中的压力，提高了水泥浆的流动速度。
与传统的压浆方法相比，真空辅助压浆工艺具有以下优点：
(1)增加了水泥浆的流动性，使施工连续、迅速。
(2)消除了传统的压浆方法所引起的气泡、水泡、气囊和水囊，增强了浆体的密实度和饱满度。
(3)水泥浆中的小泡沫和稀浆，在真空负压下首先流进负压容器，孔道中浆体较好地保持了稠度，使浆体密实度和强度得到保证和提高，特别对于高低弯曲的孔道和长大孔道更能体现真空压浆的优越性。
(4)保证了预应力钢筋免受氧化和锈蚀，提高了工程质量。
2.2 孔道压浆不密实的症状表现
孔道压浆不密实的症状主要表现为：
（1）压浆初凝后，从进浆孔或排气孔用探测棒可探测到是否饱满，有无空洞。
（2）计算的浆体压进孔道总量小于孔道总孔隙量。
（3）多波曲线孔道，特别是竖向多波曲线孔道波峰顶排气孔未冒浆。
（4） 压浆增压时，不能保证恒定的压力。
（5）梁体因蜂窝、裂缝等内部隐蔽缺陷而漏浆。
（6）封锚不严而漏浆。
（7）上下或左右孔道串孔等。
以上这些原因可造成压浆不饱满、不密实的质量隐患，而且有些当时不易被发觉，一旦造成压浆不密实、不饱满，又未及时发现并妥善处理，就犹如埋下一颗定时炸弹，将直接影响结构物的使用寿命。
2.3造成孔道压浆不密实的原因分析
（1）穿入力筋后设计孔道空隙狭窄，水泥浆不易压入。
（2）设计孔道曲线长、曲率小、曲折点多。
（3） 设计规定的成孔材质不佳，孔道内摩阻系数大。
（4）施工中成孔质量不好，孔道直径粗细不匀或有偏孔、颈缩孔现象，力筋勉强可以穿入，但水泥浆无法通过。
（5） 成孔材质选用不当，特别是抽拔棒成孔时操作不当，孔壁粗糙、坍落、掉皮、波浪、皱折等。
（6） 孔道串孔，内漏、封锚不严，不能保压持荷。
（7）排气孔设置不当，特别是连续梁，多波段；竖曲线超长孔道若波峰处的排气孔不通，在某些曲段易形成空气滞留穴阻止进浆而造成空洞。
（8）力筋编束、捆扎时，扎丝过密、松弛，穿束时绑扎丝在孔道不畅处受阻，堆积挤压，形成网状塞栓，压浆时此处过水过气而不过浆。
（9）制浆不规范，稀稠失控或过滤不好，有硬块杂物造成孔道堵塞。
（10）水灰比不当；水灰比过大，不但强度降低，而且泌水率增大，水占空间，水被吸收或蒸发后，即形成孔洞。
（11）外加剂用量不当，如膨胀剂，若用量过小膨胀效果不明显，膨胀系数小于水泥收缩系数，空缺无物补实就会造成压浆不饱满。
2.4 孔道压浆不密实的防治措施
为防止孔道压浆不密实的产生，须采取以下措施：
（1）优选配合比：水泥浆配合比是压浆质量的关键。优良的配合比设计是控制孔道压浆质量的前提，优化组合的水泥浆配合比，既能保证足够的强度，而且能有效地控制泌水率及有效膨胀系数。
（2）慎用膨胀剂：水泥浆中的膨胀剂，是在水泥浆凝固过程中，膨胀剂和水泥发生反应，产生气体，使水泥体积产生膨胀。一般选用发气铝粉作为膨胀剂。
（3）适当提高压浆稳压持荷压力：压浆过程中，压力一般应保持在0.4 MPa～0.6 MPa之间，稳压持荷时间不少于3 min，稳压压力保持在0.5 MPa～0.6 MPa之间。
（4） 采用后期加压补浆法补充密实。对于竖曲线锚固点处在上部的孔道，因泌水无法排出而占据孔道空间，水干后此处形成空洞(此缺陷在封锚前可从进浆孔用探条探测到)，可用高压黄油枪或按照补充密实原则自制手动压力补浆泵进行后期补浆，效果较好。
（5）注意事项
1)在压浆之前如发现孔道内残留有水分或脏物，则需考虑使用空压机先将残留物吹走，确保真空压浆工作能够顺利进行。2)整个连通孔道的气密性要认真检查，合格后方能进入下一道工序。3)浆体搅拌时，水、水泥和添加剂的用量都必须严格控制。4)必须严格控制用水量，否则多加的水，会全部泌出，造成孔道顶部有孔隙；对未及时使用而降低了流动性的水泥浆，严禁采用增加水的办法来增加其流动性。5)压浆应缓慢、匀速进行，不得中断。水泥浆压入孔道内的速度控制在5 m／min～15 m／min。6)搅拌好的浆体每次应该全部卸尽，在浆体全部卸出之前，不能投入未拌和的材料，也不能采用边出料边进料的方法拌和。7)向搅拌机添加任何一种添加剂时，要注意在浆体搅拌一定时间后再加入。8)安装在压浆端及出浆端的阀门和接头，在浆体初凝后尽快拆除，并清洗干净。9)水泥浆在搅拌或泵送过程中温度不应高于25℃ ，真空压浆环境温度范围为：一1O℃ ～35℃。环境温度超过35℃ 时，选择气温较低时进行压浆。10)启动真空泵时先将与之连接的阀门打开，停泵时先关闭该阀门。11)确保水泥浆不进入真空机内，一旦发生，立即停机处理。
3 结语
由于真空压浆施工工艺本身具有较高水平的质量控制，加上采用了合理配合比的水泥浆，在施工中减少了孔道对水泥浆的阻力，加速了浆液的流动，形成一个连续且迅速的过程，缩短了压浆时间，提高了生产工效；在真空状态下，孔道内的空气、水分以及混在水泥浆中的气泡被消除，减少孔隙、泌水现象，确保了孔道压浆的密实性和浆体强度，从而最大限度地提高了结构的耐久性和安全性；另外封锚和压浆可分开进行，也可一次完成，保证了结构的美观和整体性；但真空压浆对水泥浆的配合比以及孔道的密封及预应力体系的锚固安全性也提出更高的要求；同时作为一个单项系统工程，在工序安排上，要从预应力孔道布置开始实施配套，作为一项操作性很强的项目，又要求操作人员对工作流程清晰，技术全面，配合协调好。目前国内众多专家普遍认为，此项技术是提高预应力孔道压浆质量的最佳方案，随着科学技术的发展，真空压浆技术将会有更广阔的应用空间。
参考文献
1、中华人民共和国行业标准：客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准 铁建设（2005）160号
2、中华人民共和国行业标准：铁路混凝土工程施工质量验收补充标准 铁建设（2005）160号
3、《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210-2005）铁道部经济规划研究院 2005年9月22日实施
4、混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204－2002