真空辅助压浆工艺

真空辅助压浆工艺探讨

【摘要】预应力管道压浆是预应力混凝土结构施工的关键工序，本文从真空辅助压浆浆体设计、管道的密封、设备选用及质量控制几方面，对真空压浆技术进行了深入探讨，对现场施工具有指导意义。

【关键词】真空压浆工艺

一、真空压浆工艺概述

真空辅助压浆是近年发展起来的一项技术，它克服了传统预应力混凝土结构孔道压浆工艺的不足，从根本上解决了普通压浆工艺固有的各种缺陷，既提高了孔道压浆的饱满度与密实性，确保预应力筋的防腐效果，也大大提高了结构的耐久性，延长了桥梁的使用寿命。

二、真空压浆的浆体配合比设计

（一）浆体配合比确定原则

浆体设计是压浆工艺的关键环节之一，合适的水泥浆应具有以下特性：

1.流动性能好。

2.均质性好，孔隙率低、渗透性小。

3.具有轻微的膨胀性。

4.抗压强度满足要求。

5.与孔道各单元牢固粘接。

6.泌水性小。

为防止水泥浆在灌注过程中产生析水以及硬化开裂，并保证水泥浆在管道中的流动性，需掺加少量的外加剂。

（二）对材料的要求

1）水泥：采用普通硅酸盐水泥，水泥强度等级不低于42.5mpa。

2）水：水中硫酸盐含量不能大于0.1%，氯盐含量不能大于0.5%，水中不能含有糖分或悬浮有机质。

3）外加剂：不得含有对预应力筋或水泥有害的化学物质。尤其不得含有氯化物和硝酸钙等腐蚀性介质。另外，添加剂中所含的膨胀成分严禁含有铝粉。

（三）技术指标

1.水灰比控制在0.3～0.38 。

2.流动度30～50s。

3.浆体泌水性小于水泥浆初始体积的2%，四次连续测定的结果平均值＜1%；拌合24小时内泌水被浆体吸收。

4.浆体初凝时间大于＞6小时，终凝时间＜24小时。

5.浆体膨胀率＜2%。

6）充盈度：无肉眼可见水囊，无直径大于3mm的气囊。

7）浆液温度：5℃≤t≤35℃。

8）浆体强度指标满足要求（青临高速为50mpa）。

9）浆体对钢绞线无腐蚀作用。

三、管道系统密封方法选择和措施

真空压浆工艺的优点要得以实现，达到规定的真空度并在压浆

期间保持稳定是关键，这就要求管道系统具有良好的密封性。各单元体的密封包括成孔管材密封、管道接头密封、锚垫板与工作锚间密封、预应力筋穿孔处密封、管路各接头处密封。

成孔材料主要采用高强塑料波纹管，它具有密封性好、耐腐蚀、弯曲度和环刚度大、易于连接等优点，施工中不易被振捣棒戳破导致漏浆。目前主要有螺旋形和竹节形两种，应尽量采用螺旋结构，可自旋入连接，操作方便，易于密封。

管节间和管道与锚垫板的密封采用胶带缠绕即可。但管道自身强度不足于抵抗灌浆时产生的高压，还需要管道外混凝土的握裹作用提供支撑，若包裹管道或锚后混凝土不密实，极易撑破管道，造成漏浆或串浆。所以要加强管道附近的混凝土振捣，以保证密封性能。

管路接头只要做好设备选型，采用优质连接部件，加强工前检查，较易达到密封效果。

而锚头部位的密封有一定难度，因为没有统一规定，采用的方法和工具混乱，存在较大质量隐患。

（一）砂浆封锚

砂浆封锚是采用高强砂浆将工作锚、夹片、外露力筋全部包裹，等待40小时以上，砂浆达到一定强度后进行压浆。

这种封锚方式存在如下弊端：

1.水泥砂浆易裂缝，不密实、强度低。

2.砂浆强度增长需要一定时间，所以张拉与压浆间隔时间较长，

钢绞线张拉后易生锈。

3.对于曲线预应力管道，锚头均设在管道最高处，压浆完成后对该处浆体的密实程度无法检查。

4.采用此法封锚，若真空度达不到要求，需敲掉重新封锚，延误施工，相邻孔道无法连续施工。

5.一旦因砂浆密实性差造成漏气，在0.7mpa稳压期时必然漏浆。严重者封锚砂浆破碎，压力损失造成孔道浆体流失。这时真空压浆就蜕变成普通压浆。

6.如果造成孔道内浆体不密实甚至脱空，难以补救。

（二）密封罩封锚

密封罩是通过铸造或车削形成的杯状金属护罩，其杯底预留排气孔，并与留有丝扣的金属管焊接，金属管外端设置球型阀门，可以在压浆期间密闭。杯口外沿车出环形凹槽，以备安装o型密封圈。杯口直径与工作锚直径或锚垫板匹配，便于对应安装挤紧。杯口四角预留螺栓孔，与锚垫板四角的丝孔对齐，用螺栓固定，如下图。

目前，已有几个国内知名的锚具厂家生产配套的锚垫板和密封罩，尺寸精度高，密封效果好。但大部分厂家不供应定型密封罩，需自行加工。

使用密封罩能完全克服砂浆封锚的缺点，具有以下优点。

1）施工简单，将密封罩安装在锚垫板上，螺栓拧紧即可压浆。底面与锚垫板间加橡胶密封圈，密封性好。

2）密封罩可重复使用，水泥浆终凝后即可拆除。

3）密封罩自带排气孔，管道顶部残留的水分、空气、混夹在水泥浆的气泡和多余的自由水可全部排除，减少空隙。

4）密封罩拆除后，通过锚头浆体的密实和饱满状况，可直观判断出管道内浆体密实程度。这也可能是评定压浆质量的唯一手段。

5）使用密封罩封锚，施工过程连续、迅速，有效地缩短了压浆时间，提高了生产工效。

下图为锚头混凝土实物图。

下图为采用密封罩后，压浆工艺试验管道切片图。可以看出浆体充满了整个管道，且钢绞线缝隙也被浆体填满。

四、设备选用

1、抽真空设备首选水环式真空泵，其工作原理是利用偏心叶轮带动工作液，通过截止阀和调节阀直接进入泵的工作室，同时泵工作时的工作液随气体一起排出，这种连接可获得高的极限真空，很容易达到－0.07mpa以上的真空度。

2、压浆机首选螺杆式压浆泵，它具有出浆速度快、流量和压力调节简单方便的特点，适用于各种长度、各种直径的预应力孔道压浆。灌浆过程中，水泥浆在密封腔内被螺杆匀速推进，故输送量均匀，压力平稳，无空气渗入，且停止输送后可保压。

3、拌和设备推荐拌压一体机，它集成了拌和、储浆、压浆等各项功能，结构紧凑、操作简单，减少了大量外露接头和连接部件，具有较高的可靠性。