２０１６年第１２期 （总第２７４期） 黑龙江交通科技 ＨＥｌＬＯＮＧＪｌＡＮＧ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＫＥ０ Ｎｏ．１２，２０１６ （Ｓｕｍ Ｎｏ．２７４） 新型压浆材料在预应力孑Ｌ道上的应用 于国忠 （黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司，黑龙江哈尔滨 １５００７０） 摘要：首先对新型压浆材料的发展历程进行概括，结合在预应力孔道上的应用来进行，并对技术应用过 程中存在的缺陷问题做出总结。其次重点介绍新型压浆材料和设备应用过程中的优异性能，以及需要注 意的技术要点，帮助提升工程施工质量。 关键词：新型压浆材料；预应力孔道；流动性；零泌水；微膨胀 中图分类号：Ｕ４４５ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８—３３８３（２０１６）１２—０１２６—０２ １预应力混凝土孔道压浆普遍存在的缺陷 虽然预应力孔道压浆应用后解决了大量工程 承载问题，但在使用期间仍然存在一些问题有待完 善。该种技术常常应用在陈旧建筑物的加固施工 中，通过合理设计能够达到预期的加固效果，压浆 是针对混凝土浆料来进行的，在对强度进行设计 时，水分与骨料配合比例很难掌握，一旦超出了规 定标准，很容易造成压浆困难。石灰等物质遇水后 体积会发生改变，但这种膨胀反应也是由限度的， 只有掌握好这一标准，才能确保工作期间不会发生 严重的质量问题。一旦水灰投放比例超出了正常 范围，便会造成严重的适用安全问题，浆料不能被 固定在指定的施工位置，凝固期间也容易受到外界 振动而产生形变，受力形式因此也发生了改变，建 筑物使用期间稳定性受到了影响。除此之外，浆料 养生阶段也存在大量的问题，没有达到规定时间拆 卸磨具，结构表面会产生裂缝，使用期间潮湿气体 通过裂缝侵入到钢筋材料表面，引发材料氧化问 题 孔道灌浆材料的水灰比在０．２６～０．２８之间（实际 使用时为０．２７），既能满足目前灌浆施工的需要，又 保证了工程结构的性能。在此水灰比范围内，灌浆 材料的强度得到了进一步的保证，并具有高效早强 的效果。 在传统的预应力管道灌浆过程中，还存在着灌 浆不饱满、断浆、管道高点无浆等一些问题，这除了 与灌浆工艺有关外，其实与灌浆材料的流动性有密 切的关系，即流动度越好则施工越容易，灌浆效果 越好。因此，新型灌浆材料的流动性在ｌＯ～１７ Ｓ之 间。此特点特别考虑到目前特大型、大型桥梁建设 过程中预应力管道设计的复杂性，考虑到长箱梁、 管道波形高差过大的灌浆保障问题。 ２．２零泌水 ２新型子Ｌ道压浆材料的性能 ２．１低水胶比、高流动性 经理论计算，水泥完全水化时所需水灰比为 ０．２５７，压浆材料的水灰比也应该在０．２６～０．２８之 问，所以在压浆材料的水化过程中会有多余的水必 然泌出，泌出的同时在体系中形成泌水通道和水 泡，泌水通道和水泡中的水蒸发后形成孔隙，导致 结构缺陷，这将大大减少水泥石抵抗荷载的实际有 效断面，而且可能在孔隙周围产生应力集中，影响 灌浆料硬化后的后期强度和耐久性。孔隙的存在 降低了水泥石强度，也降低了水泥石对钢绞线的握 裹力，影响了梁体结构与钢绞线受力传递的均匀 性，造成安全隐患，从而影响工程质量。传统压浆 材料的水灰比在０．３５～０．４５之间，而新型预应力 收稿日期：２０１６—０２—１５ ・传统预应力施工工艺中，材料静止状态下会分 泌出水分，内部水分减少后浆料会发生不同程度的 沉降，并不能满足使用需求。应用新型压浆材料 后，浆料中的水分在压力作用下会被排出，剩余水 分含量也在合理范围内，材料能够将水分锁在其 中，并不会过多的泌出，这一点是传统材料所不具 备的。根据施工需求提起预制好浆料，根据施工实 验检测结果显示，新型材料在３ ｈ毛细泌水率为０， ２４ ｈ自由泌水率为０，压力泌水率在压力达到 ０．３６ ＭＰａ时小于１％，完全能够达到使用标准含水 量，灌注完成后也不会分泌出多余的水分。这一点 在建筑工程中十分必要，钢筋材料要在干燥无污染 的环境下使用，零泌水性达到了这一标准，钢筋材 料不会受到潮湿气体的侵蚀，施工完成质量也能够 得到保障。 ２．３ 塑性阶段和硬化阶段的微膨胀 由于压浆材料在水化过程中，不可避免地存在 干燥收缩和沉降收缩，因此浆体完全水化后体积减 缩量非常大，导致硬化后的灌浆料内部产生较大的 收缩应力，一旦应力大于抗拉强度，则会产生收缩 裂缝，加速预应力筋的锈蚀。因此，要求压浆材料 ｌ２６・ 第ｌ２期 于国忠：浅析新型压浆材料在预应力孔道上的应用 总第２７４期 在水化的各个龄期都要有适当的膨胀率。新型压 以了解到水泥与石灰之间的比例在０．２６～０．２８范 浆材料的３ ｈ自由膨胀率为０．０８％（标准要求０～ 围内是最合理的。使用新型材料时，实际使用时水 ２）、２４ ｈ自由膨胀率为０．１９％（标准要求０～３）；从 灰比为０．２７，其３ ｄ抗压强度可达到４０—４５ＭＰａ， 而补偿各个龄期的浆体收缩。浆体在塑性阶段存 ７ ｄ强度可达到６０ ＭＰａ以上（一般设计２８天抗压 在膨胀，则浆体在应力的作用下更容易进人钢丝 强度为５０ ＭＰａ），７ ｄ抗折强度便达到了１０— 间，保证浆体可以完全充填整个管道，从而实现对 １２ ＭＰａ（标准要求为≥６ ＭＰａ）；并且后期强度不倒 预应力钢绞线的更有效保护。灌浆料浆体硬化后 缩。 的适度膨胀可以抵消水泥后期自身收缩产生的收 耐久性压浆材料不得含腐蚀预应力钢材的成 缩应力，而不至于产生收缩裂缝。 分，２８ ｄ抗冻等级大于５００，耐久性好，增加结构物 ２．４强度高 使用寿命。 桥梁等建筑结构中对承载性能要求高，使用预 应力技术可以减轻结构自重对基层带来的影响。 ３结论 新型压浆原料在强度上有明显的提升，预应力体积 新型预应力压浆材料严格限制水胶比在 更小，施工环节也更方便进行，对于施工期间常常 ０．２６～０．２８之间，既能满足施工需要又保证了工程 会出现的裂缝问题，也得到了很好的解决。浆料中 结构的性能。压浆材料的配制浆体要求零泌水，材 含有的水分越多，流动性也就越强，使用后很难达 料中不含腐蚀预应力材料成分，从根源上解决了桥 到规定的强度标准。压浆材料解决了流动性方面 梁压浆的耐久性问题。保证了压浆材料在各个龄 的干扰问题，通过改变水分与水泥石灰之间的比 期的微膨胀，从而抵消浆体的收缩量，加强对钢绞 例，能够实现增强结构强度的目的，但要考虑是否 线的保护。优良的力学性能，超高的富裕系数使得 能够与原结构紧密粘连，避免发生过于干燥而无法 压浆材料的使用更加便捷，现场施工更加方便，配 灌注的情况。根据施工过程中测量得到的结果，可 合使用适合的搅拌和压浆设备，达到最高效率。 （上接第１２５页） 技术以及整个结构体系等进行有效控制，并按时做 除材料和施工方面因素之外决定结构耐久性的重 好对于相关的检查和调研工作，从而使得公路和桥 要因素之一。桥梁的结构设计与耐久性设计有着 梁的质量不断得到提高。首先，桥梁结构设计的细 本质的不同，应该采用灰色分析法由定量分析代替 节应该得到加强，例如首要的任务就是对应力和裂 传统的定性分析的方式来对耐久性进行研究。耐 缝进行严格控制、采用合理的方法对钢结构进行防 久性不足导致了很多严重事故的发生，所以国外在 腐涂装以及对构造钢筋进行增加。其次，要认真研 进行桥梁设计阶段时，会综合考虑桥梁构造细节和 究桥梁结构材料，确保公路桥梁施工中所用材料符 结构布局，并对公路桥梁的耐久性要求提高标准。 合标准。为了使得抗磨损能力得到增强，高耐久性 目前某些国家新建设的公路桥梁在耐久性方面，其 混凝土要优先采用。再次，对于附属设施的易替换 使用寿命已达到了７０～１００年。因此，对于结构易 性与桥梁主体结构的耐用性要进行全面考虑，使得 于检查和维修方面一定要重视，这样才能减少公路 维护桥梁生命周期成本得到最大程度的降低。最 桥梁维修费用，并且使路桥梁的综合经济效益得到 后，如果桥梁建设资金富余，则可以对难以靠近的 提高、安全使用得到保障。 构件与下部结构基础进行一个周期性维护检查，甚 ３．２重视对疲劳损伤的研究 至可以考虑增设诸如用环氧涂层来防护钢护筒壁 循环变化应力是由桥梁结构所承受的动荷载 的耐久性这样的牺牲性保护设施。此外，需要做好 对其结构所产生的力。循环变化应力会造成桥梁 跟踪检测的工作，进一步研究公路桥梁检测养护方 的严重疲劳损伤。由于桥梁材料存在着非连续性 法、设施设置以及评价标准，在此基础上，还要提升 以及不均匀性的特征，所以桥梁一旦受到非均匀荷 相关技术的重视程度。只有这样，才能确保设计方 载的作用，其材料缺陷会因为此而发展成为非常大 案的合理性和科学性，从而可以使得公路桥梁的寿 的裂纹。一旦这些裂纹得不到有效及时的控制，就 命得以延长。 很容易导致桥梁结构或者材料发生脆性断裂的现 象。早期疲劳损伤不容易被察觉，但后果真的不堪 ４结束语 设想。长久以来，疲劳损伤问题一直是钢桥设计中 的核心问题。随着时间的推移，近几年对于疲劳损 综上所述，在桥梁设计中我们必须要充分重视 伤的研究，已逐渐渗透到混凝土结构。但由于起步 其安全耐久性，随着时代的进步，我们的思想意识应 的时间较晚，而且数量有限，因此还需要加强研究 当及时转变，对于设计施工过程中发现的问题要有侧 易受腐蚀动态性能与疲劳性能的钢筋混凝土构件。 重地选择解决方式，及时做出处理，不断地去创新设 ３．３提高公路桥梁寿命 计方法，更新设计理念，以保障桥梁工程可以经济、科 想要有效地保障公路桥梁的耐久性，则需要相 学地长久使用，从而让人们的生活更加安全和便利， 关工作人员对公路桥梁的构造、施工中应用的工艺 保证工程能充分发挥社会与经济效益。 ・１２７・
