摘要:我国的桥梁建设在过去几十年中取得了巨大的成就和进步,在桥梁建设过程中开始普遍使用预制箱梁,真空辅助压浆工艺被逐渐应用到预制箱梁的制作过程中。真空辅助压浆工艺在技术上进行了大量的改进,增强了压浆的紧密性,提升了预应钢筋的防腐性能,进而增加了预制箱梁的整体质量。本文首先简要介绍了真空辅助压浆工艺及其优势,然后基于预制箱梁对工艺流程进行了研究。希望通过本文的探究,能让我们对真空辅助压浆工艺有更好的了解。
关键词:预制箱梁;真空辅助压浆;试验探究
1、引言
近些年来,随着我国桥梁建设的飞速发展,后张法预应力技术被广泛应用到桥梁建设过程中,但是在预制箱梁的建造过程中仍然采用传统的压浆技术。传统的压浆技术具有一定的缺陷,主要表现在以下几个方面。首先就是压入的泥浆中存在一定量的气泡,紧密程度差,因此存在的气泡在浆体硬化之后就会变成孔隙。这些空隙不但会影响预制箱梁的结构质量,还可能存留一些水分,进而对预应钢筋造成腐蚀;当温度降低到零度以下的时候,存留的水分还可能结冰膨胀,对预制箱梁造成破坏。还有传统的压浆技术使用的浆体粘结强度差,很容易产生析水收缩,影响预制箱梁的质量。真空辅助压浆工艺的出现,不仅克服了传统压浆工艺的缺点,还改进了压浆工艺,是一种更高效、更高质量的压浆工艺。因此,为了更好地提高桥梁建设的整体质量,需要改进传统的压浆技术,加强对真空辅助压浆工艺的研究应用。
2、真空辅助压浆工艺
早在二十世纪九十年代,欧美等发达国家就已经开始推广使用真空辅助压浆工艺,并且得到了这些国家的普遍认可。我国作为世界上铁路和公路通车里程最长的国家,桥梁建设一直是最关键的部分。随着社会的发展,桥梁建设有了更高标准要求,因此需要更好、更高效的预制箱梁制造工艺。根据我国近些年来使用后张法制造预制箱梁的经验表明,真空辅助压浆工艺可以提升压浆效果,保证预制箱梁的质量。
2.1真空辅助压浆法工艺原理。真空辅助压浆工艺首先需要将预制箱梁进行密封处理,通过抽真空设备从一端去除内部的空气(真空度:—0.06~—0.08MPa),然后在预制箱梁的另一侧把浆体泵入(泵入压力:0.5~0.6MPa)保压。真空辅助压浆工艺是通过抽真空过程,将预制箱梁内部的绝大数空气被排出,存留的少数气体在浆体中不能够形成气泡。在预制箱梁内部和真空压浆机之间会产生压力差可以去除浆体内部多余的水分,提高浆体的紧密性。
2.2真空辅助压浆工艺的优点。真空辅助压浆工艺相比传统的压浆工艺有很多优势,主要表现在以下几个方面。首先就是去除掉了浆体内部的气体,提高了浆体的紧密性。真空辅助压浆工艺过程中,预制箱梁内部的绝大多数气体被排出,且注浆过程始终处于负压状态,浆体内产生少数的气泡仍能被抽出,因此浆体产生气泡空隙的可能性降低,提高了浆体的紧密性。其次就是改进了浆体的水灰比,提高了浆体的强度。真空辅助压浆工艺通过控制水灰比提升了浆体的性能,浆体的稠度高,极少数的自由水在浆体硬化时被完全吸收。因此浆体内部不会存在游离水分,浆体收缩性减小,提高了浆体的强度。最后就是提升整体的预制箱梁质量,缩短建造周期。普通的压浆工艺进行压浆过程时需要进行二次压浆,这样制作的预制箱梁不仅整体质量得不到保证,建造过程繁琐、周期长。真空辅助压浆工艺中每个预制箱梁的建造周期只有几分钟左右,且不需要进行二次注浆,不仅节省了建造时间,还提升了预制箱梁的整体性。
3、真空辅助压浆工艺流程
3.1材料及配比指标。真空辅助压浆工艺所需要的材料就是常见的水泥、压浆剂(真空辅助压浆浆体需要加入一定量的后张有粘结预应混凝土专用外加剂)、和水。浆体性能直接影响到预制箱体的质量,浆体性能的好坏主要通过控制水灰比来实现。
表1最佳工艺条件下的指标
3.2工艺试验流程探究。真空辅助压浆工艺主要流程如下:
压浆前准备:首先需要检查外部的固定锚是否紧实,其次检查压浆机器并进行预压浆,各方面正常后才可以进行压浆操作。在钢绞线割除之后,需要立即进行锚头封堵处理,保证在压浆的过程中不出现漏浆状况。浆体的温度保持在5℃~30℃,温度低于此温度时需要进行保温处理。
浆体搅拌:搅拌前需要对设备进行清理,浆体搅拌的顺序为:加入总需水量80%~90%的水和全部的压浆剂,最后将所有的水泥边搅拌边加入。完全搅拌后的几分钟后添加总水量10%~20%的水,继续搅拌2min。搅拌完全之后对浆体进行流动度检测,大约10盘进行一次检测。最后将合格的浆体通过2.0mm×2.0mm的过滤网后通入储料罐。
压浆施工:预应钢筋进行终张拉之后的48h内,就要进行压浆操作,压浆强度保证大于50MPa。打开压浆泵,先将少量搅拌均匀的浆体排出,去除稀浆和管道里的水。当浆体的排出速度和搅拌的流动匹配时,进行完全压浆。整个压浆过程的压力需要保持在0.6MPa左右,且在关闭出浆口后的压力需在0.5MPa左右稳定保持3min。压浆前需要抽真空,真空泵的负压力至少达到0.092MPa且孔道内的真空度需保持在-0.06MPa~-0.08MPa。压浆的过程保证先下后上,并且需要连续进行,一次完成。压浆的整个过程都需要经常检查压浆管道是否存在堵塞,压浆间隔大于三十分钟时,要及时用清水清理干净管道。压浆时的温度也需要保持在5℃~30℃,温度低于5℃或者高于30℃时要采取调温措施,比如在浆体中加入防冻剂等。进行压浆时都需要制作对应的压浆试件(40mm×40mm×160mm),记录制作日期及编号。还需要做好压浆记录,比如:材料配比、日期、浆体温度等。压浆结束卸掉管头时不能存在浆体溢出的状况,最后全面清洗设备。
3.3工艺试验质量控制。浆体从开始搅拌到压入管道的时间间隔需要控制在40min左右,压浆过程需要控制好温度范围,且在压浆后的三天之内,硬化浆体及所处环境温度不能低于5℃。加强浆体材料的质量检测,特别是灌浆剂需要经过质量检验中心检验,检验合格后方可使用。浆体的原材料的含量误差控制在百分之一以内,且严格按照最佳配比制备浆体。压浆过程需持续一次性完成,对于相对靠近的预制箱梁孔道,需要进行连续压浆。先将水箱内灌满水再启动真空泵,保证真空泵持续工作的温度不会太高。压浆完成后的预制箱体的移动和搬运,都先要根据浆体试件状况进行判断,只有强度达到设计强度才可进行(7d和28d的强度应分别≥35MPa和50MPa)。
4、结语
综上所述,由于传统压浆技术存在很多缺点,本文通过对真空辅助压浆工艺实验的讨论研究,总结了很多工艺要点。真空辅助压浆工艺属于一种高效、高质量的压浆技术,不仅改进了传统的压浆工艺,还进一步提升了浆体的紧密性,保证了预制箱体的质量,增加了使用寿命。希望可以通过本文的探究,能更好的促进真空辅助压浆工艺在桥梁建设中的应用。
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作者简介
黄海霞(1976—)女,本科,汉族,工程师,主要从事工程试验检测工作。
论文作者:黄海霞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
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