杨 栋

(忻州公路分局勘察设计所,山西 忻州 034000)

后张法预应力混凝土孔道压浆作为目前公路桥梁中使用较广泛的工艺,施工工法比较成熟,主要目的是通过凝结后的水泥浆体将预应力传递至混凝土结构中,并防止预应力筋的锈蚀;施工中,如果孔道压浆的强度、膨胀率等达不到技术要求,将影响整个结构的耐久性;本文从原材料的控制、水泥浆液的技术性能、孔道压浆的施工操作要点等三个方面进行了论述,作为保证孔道压浆质量的参考。

1 原材料的控制

后张法预应力混凝土的原材料主要包括:预应力金属波纹管和水泥浆液,其中水泥浆液由水、水泥及外加剂组成。

1)预应力金属波纹管:主要由黑色和镀锌的钢带经过波纹管的机器,波浪形的端口互相咬合加工而成,在出厂之前,需进行的试验项目包括:刚性试验、抗渗试验、抗拉实验、抗拔实验和抗弯实验等;进场后,如工地试验室无法对其进行检测,应委托具有相应检测资质的试验单位进行送样检测,主要的检测项目包括:外观质量、直径、径向刚度、抗渗抗弯曲性能,检测合格后方可进行使用。

2)水:对水的质量检测很重要,往往忽视的是对水的检测,其中水中氯化物的含量必须在允许的范围内,每升水中不得含有500 mg的氯化物离子或其他有机物质;如超出允许范围,会对预应力筋进行腐蚀,破坏水泥的结构组成,影响水泥浆液的质量;水泥浆液的拌制,优先选用饮用水,在条件差的艰苦环境,饮用水无法满足的情况下,应对水进行氯化物含量及化学成分的分析,符合要求后方可使用。

3)水泥:水泥的选用宜采用不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,由于矿渣水泥一般早期强度较低,泌水性较大,一般不建议使用,如受特殊条件限制,需进行试验后方可使用,其中氯化物的含量不得超过规定的数值,不得含有对预应力筋腐蚀的其他有害物质,在检测中,除试样外,要留有样品备查。

4)外加剂:作用主要是为了增加水泥浆液的流动性和微膨胀的特性,在施工中,应通过与水泥、水的具体掺量通过试验确定,主要检测的项目有:减水率、水胶比、泌水率、收缩率、稠度、1 h后稠度等指标考虑外加剂的选用。

2 水泥浆液的技术性能

水泥浆液的主要目的是为了防止预应力筋的锈蚀,水泥浆液与预应力之间的粘结力,主要起着传递结构的预应力的作用,所以,对水泥浆液的密实性要求较高。

1)在施工过程中,要按照规范要求的抽样比例,对水泥浆液的稠度、泌水率、膨胀率及强度等进行检测。

2)水泥浆液必须具有一定的强度,并符合设计要求;对截面较大的孔道,水泥浆液中可掺入不得高于水泥质量50%的细砂,通过试验确定配合比,保证水泥浆液的质量。

3)水泥浆液在压浆后,容易产生收缩,应对压浆的密实性和水灰比进行控制,不宜过大,控制在0.4~0.45之间,当掺入外加剂时,水灰比可控制在0.35。

4)水泥浆液的泌水率最大不得超过3%,拌合后3 h宜控制在2%左右,泌水在24 h内重新全部被浆吸回;水泥浆液应具有一定的微膨胀,膨胀率不得大于10%;浆液的稠度宜控制在14 s~18 s之间。

3 孔道压浆的施工操作要点

1)对金属波纹管进行安装时,要按照设计要求采用定位钢筋固定牢固,接头应采用大一号直径型号的同类管道套管连接,与管道严密结合,在管道的下方最低端应留有排水孔,上方最高处应留有排气孔;安装完成后,应对管道进行清孔检查,如管道内可能存在油污杂质,应采用对预应力筋无腐蚀作用,用水稀释后的中性洗调剂或皂液进行冲洗,完成后,采用空压机等不含油质的机械进行冲洗干净,使积水从排水孔中流出,使管道内干燥洁净,检查合格后,两侧进行封堵。

2)水泥浆的拌制应视压浆的时间、天气情况等因素确定,不能超过规定的时间,一般在30 min~45 min之间,必要时,应通过试验检测水泥浆液的流动性和稠度,不得通过加水等措施增加水泥浆液的流动性,致使水泥浆液的配合比破坏,影响工程质量。

3)压浆时,应从管道的一端开始,当管道较长时,可两端同时进行,缓慢、均匀、不间断的进行压浆,管道内的排气孔应保证畅通,顺利排气;当管道较多时,应连续压浆,对采用掺外加剂的水泥浆液时,如果泌水率较小,试验结果表明管道一次压浆可达到饱满,可采用一次压浆,当排气孔排出水泥浆液,且与拌制的水泥浆液相同时,可认为管道饱满;未掺加外加剂的浆液,应采用二次压浆的方法,两次压浆的间隔在规定的范围内,一般控制在30 min~45 min之间,时间较长时,应重新拌制。

4)压浆过程中,对水泥浆液应进行取样检测,每工作班组应留取不少于3组70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的试件,标准养护28 d,检测抗压强度作为水泥浆液质量评定的依据,强度必须符合设计要求,当设计无要求时,不得小于30 MPa。

5)当压浆完成后,应检查压浆的密实情况,如有不实,应采取措施进行处理;为保证管道的水泥浆液的密实,对出浆口应及时的关闭,采用木塞封堵压浆口,保持不小于0.5 MPa的稳压期,不得少于2 min;在压浆过程中及压浆后,结构混凝土的温度不得低于5 ℃,不得高于35 ℃,气温较低时,应采取保温措施,气温较高时可选择在夜间施工。

6)当需要封锚的混凝土,应对压浆口进行清理冲洗干净,端部的混凝土进行凿毛,并设置钢筋网片,浇筑封锚混凝土,封锚混凝土的强度不得低于结构混凝土强度的80%,且不得低于30 MPa。

7)当压浆的强度达到设计要求后,方可对构件进行吊移和吊装,否则,不得移动构件。

4 结语

后张法预应力混凝土孔道压浆的质量,是保证整个构件质量的关键之一,通过原因分析,质量控制,预防措施,达到预期的目标,真正发挥孔道压浆的作用,提高技术管理水平,不断追求技术的进步,也是本文的目的所在。