真空辅助压浆的原理和在无粘结预应力①现浇箱梁施工领域的应用|预应力真空压浆记录

　　【关键词】真空压浆；无粘结预应力；真空泵；灌浆泵　　前言：　　随着桥梁建设的发展和预应力技术的日渐成熟，对预应力管道的压浆质量要求越来越高。因为压入管道的浆体起到了对预应力钢绞线的保护作用，而如果压浆不密实，那么钢绞线就直接和空气还有水蒸汽接触，产生严重的锈蚀，对预应力系统构成严重的威胁，进而为整个桥梁的质量留下了难以弥补的隐患。据相关消息，于2000年12月31日建成通车的武汉市江汉三桥（又称晴川桥，该桥为下承式钢管混凝土系杆无铰拱桥，系杆是该桥的主要受力构件），在开通不到3周年的时候断了2根系杆。断头在锚头附近，根据专家分析，由于系杆内预应力钢束未得到应有的密封保护而锈蚀，使整个梁体结构受到一定程度破坏，而不得不封闭维修。由此可见，对预应力钢束的密封保护是整个预应力结构物施工的关键点。
　　在先张法有粘结预应力混凝土结构中，预应力钢筋（钢绞线）和混凝土直接接触，具有良好的粘结性和密封性，一般来讲，不存在预应力筋受到锈蚀的威胁。而在后张法无粘结预应力混凝土结构中，预应力钢筋（钢绞线）是在塑料波纹管内工作的，从客观上讲，它是注定要和空气与水蒸汽接触的，所以压浆质量的好坏直接决定了预应力体系的质量。传统的压浆工艺是在0.5～0.7MPa②的压力下，将水泥浆压入管道,这种做法容易发生水泥浆体的离析、析水干硬后收缩，产生空隙，留下隐患。所以近些年涌现出了一些新兴的压浆工艺。
　　真空辅助压浆技术是近年来国内兴起的新技术，该技术以真空技术来辅助管道压浆，对保证长管道压浆的质量起到良好的作用。得到了国内土木工程界的普遍认可，值得业内同行推广应用。本文就以济南黄河大桥A标项目部的无粘结预应力现浇箱梁为例，详细介绍这种新兴的管道压浆技术。
　　一、真空辅助压浆原理
　　真空辅助压浆工艺的基本原理是在管道压浆之前，密封整个管道体系，通过真空泵抽吸预应力孔道中的空气，当80%以上的空气被抽出时，真空表显示的管道内压力为-0.08Mpa,（真空机抽出空气的效率，一般按每小时抽出空气的体积（m3）计，真空辅助压浆所要求的抽真空率为≥40m3/h，而我项目部部使用的MBV80型真空泵的抽真空率则为：80 m3/h，显然是符合要求的.）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管道并保持一定的压力，（持压时间≥2min）由于孔道内只有极少数空气，浆体中很难形成气泡；同时，由于孔道内和压浆泵之间的正负压力差，大大提高孔道内浆体的饱满和密实度。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。
　　二、真空压浆的准备工作
　　1．压浆设备
　　必备的设备：灰浆搅拌机、压浆泵、MBV80型真空泵、透明带钢丝塑料管、真空压浆组件、各种接头阀门、浆桶。
　　建议准备的设备：测速漏斗、秒表、0?C～100?C温度计、试模、防水胶带、封锚胶泥、密封胶、排气管、防水手套、压浆管接头。
　　2．预应力管道的检查和清理
　　（1）张拉施工完成后，切除外露的钢绞线，（严禁用电弧焊切割，建议用砂轮切割，钢绞线的外露量应≤30mm）最好用封锚胶泥进行封锚。
　　（2）清理锚垫板表面，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。安装时应在锚具表面和螺栓表面涂上一层密封胶。
　　（3）清理锚垫板上的压浆孔，保证压浆通道通畅并确保管道的密封性能良好。
　　（4）安装锚垫板时，应使压浆端的进浆口位于下方，而抽真空端的抽气孔则应位于管道上方。
　　（5）用压力泵从入浆口持续稳定的压入清水，目的是冲出管道内可能污染和锈蚀钢绞线的脏物。清水从出浆口连续不断的流出至少10s，且无明显污染后方可停止压水。
　　（6）采用空压机，吹尽管道内积水，持续时间不得小于3min。
　　3．试抽真空
　　关闭阀门观察真空压力表的读数，应能达到负压力0.08MPa 。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。
　　4. 拌浆
　　（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；
　　（2）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）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；
　　（4）倒入盛浆桶的浆体应尽量马上泵送，否则要不停地搅拌；
　　我项目部通过若干次实验所得的配合比如下：(重量比)
　　水：40 (SO4-2浓度≤ 0.01%, Cl-浓度≤ 0.05%, 不含糖份或悬浮有机质)
　　水泥：100 (山铝-42.5R)
　　膨胀剂：6.4 (中科院-ZY)
　　外加剂：1.06(北京华迪-NF-2-6)
　　拌浆完成后，现场技术人员须对浆体进行取样检测，具体检测项目和指标如下：
　　流动度：拌和好后的流动度＜ 30S ；
　　泌水性：小于浆体初始体积的 2%，四次连续测试结果的平均值小于 1% ；
　　初凝时间： 3h ～ 4h ；
　　稠度：在 1.725L 漏斗中，水泥浆的流速应在 14s ～ 18s之间；
　　强度：28天强度应大于设计值50MPa。
　　三、压浆过程
　　将水泥浆出口及入口接上密封阀门。将真空泵连接在出浆口处，压浆泵接在入浆口。压浆泵、预应力管道、真空泵是以串联的形式相接的。我项目部为了把好质量关，确保压入预应力管道内浆体的强度，把搅拌好的浆体注入7×7×7cm3试模内，待其达到凝期，做水泥净浆抗压强度试验。