1、大跨度預應力鐵路混凝土現澆梁孔道壓漿試驗研究薛洪濤（中鐵十九局集團第七工程有限公司沱江大橋項目部）摘要：通過實驗室試驗及施工現場模擬試驗，研究不同水泥漿配合比的綜合性能，確定預應力為孔道壓漿材料水泥漿體的最優配合比，并提出現場壓漿施工工藝以及注意事項。關鍵詞：預應力混凝土孔道水泥漿體壓漿試驗研究工程概述.鰲龍河特大橋工程簡介長吉城際鐵路CJCJ-2標鰲龍河特大橋中心里程DK77+346.6，橋型布置m+1-(40+64+40)m+m+m+m，共計跨，全長m。號墩至號墩設計為聯（40+64+40）變跨連續梁，主跨橫跨專用線鐵路。連續箱梁全長.m，位于線路縱坡為.的斜坡上。截面類型為單箱單室、變高

2、度箱梁，橋面板寬.m，橫橋向擋砟墻內側設%的人字型排水坡，兩側翼緣板懸臂長.m，頂板厚由.m，底板厚度由.m。梁底下緣按圓曲線變化，根部梁高cm，跨中及邊跨高m,箱梁采用斜腹板，腹板寬cm,斜度：，根部箱梁底寬.cm,跨中箱梁底寬cm。邊支座橫橋向中心距.m。.壓漿的重要性在后張有粘結預應力混凝土結構中，預應力筋的防腐蝕問題及與結構混凝土的共同工作問題是通過壓力壓漿充滿預應力筋預埋孔道和預應力筋之間的空隙予以解決的，當后張預應力筋處于非水平的傾斜狀態、多跨度彎曲狀態和垂直狀態時，水泥漿的泌水蒸發后形成無水泥漿存在空間，使該處的預應力筋失去保護。而預應力筋在高應力（現代預應力結構中，預應力筋的應

3、力通常在MPa以上）狀態下對腐蝕損壞相當敏感（即預應力腐蝕），造成預應力筋的腐蝕部位斷面缺損，影響預應力混凝土結構的安全和耐久性。因此，灌裝質量的好壞直接影響到預應力筋的防腐蝕性能、預應力構筑物的安全性能和耐久性能。目前，預應力混凝土孔道壓漿施工中，常出現質量問題：孔道中水泥漿未充滿，有空隙；水泥漿體硬化后收縮與孔道壁分離；水泥漿硬化后強度不滿足規范要求。.預應力混凝土孔道壓漿指定用JM-壓漿劑簡介JM-型（抗裂、防滲）混凝土壓漿劑，是江蘇省建筑科學研究院建筑材料研究所研制開發的多功能產品。它不僅具有高效抗裂防滲性能，而且具有減水增強、凝結時間適中、保塑性好、施工和易性好、抗凍、防腐蝕等特點，

4、是一種多功能抗裂防滲材料。.壓漿用水泥漿的室內配合比試驗.水泥漿主要性能的測試方法.水泥漿流動度測試方法水泥漿流動度測試方法采用流錐法，流錐時間測試按美國標準CRD-C79-58進行，是通過量測一定體積（ml）的水泥漿從一個標準的流錐中流出的時間來確定的。對任何水泥漿至少應做兩次試驗。.水泥漿泌水率的測試方法采用ml的量筒，將調制好的水泥漿約ml注入量筒內，記下體積數值，將量筒上口加蓋封好，從水泥漿注入量筒時算起，每小試時將上口蓋打開，傾斜量筒，用吸管吸出泌水，加以記錄，泌水體積除以試樣漿體的含水量即為泌水率，計算公式如下：泌水率（%）泌水體積（試樣漿體重量g）*漿體含水率（%）*%.水泥漿膨

5、脹率的測試方法測試水泥漿的膨脹率分兩部分測試：一為測水泥漿體凝結前膨脹率，一為測水泥漿中后期膨脹率。測凝結前膨脹率是結合泌水率的測試進行的，即將測試好泌水的水泥漿繼續靜置h（實際上距制漿時間為h）后量測水泥漿膨脹后的漿面高度。膨脹的體積除以水泥漿原體即為膨脹率。計算公式如下：膨脹率（膨脹后的水泥漿面高度最初填灌的水泥漿面高度）最初填灌的水泥漿面高度*%，測中后期膨脹率的方法為：用cm*cm*cm水泥軟練砂漿三聯模，在其兩端鑲銅測頭，水泥漿入模后h拆模，并量測試件長度作為試件初始長度。試驗在OC標準條件下進行，前d為水中養護，d在濕空氣中養護。分別測量試件d，d，d，d，d的長度。膨脹的長度除以

6、試件基長即為膨脹率，計算公式如下：膨脹率（膨脹后的長度初始長度）試塊基長*%。.水泥漿強度的測試方法用砂漿試塊模對每種配比的水泥漿都制作一組（塊）試塊，標養到d，測其抗壓強度。.JM摻量%，調整水膠比測試水泥漿的性能.水泥漿的流動度測試結果分析：水膠比為.之間的水泥漿的流動性符合規范要求；靜置min后，水泥漿的流動度損失較大，故要求漿液制好后應盡快壓漿；且每根孔道壓漿的時間不宜過長；在壓漿過程中不允許出現中斷的情況，必須一次性不間斷壓完某根孔道。.水泥漿的泌水率測試結果分析：隨著水膠比（W/A）的增大，泌水率增大；各種配比的水泥漿在調制好灌入量筒并靜置后，均出現水泥漿體離析現象（上層為泡沫，中

7、層為泌水，下層為實漿，只有W/A.的漿體無泌水層）；從量筒中，靜置h，這種泡沫及泌水的混合物分層更加明顯，但下層沉淀的漿體在h后仍能用水沖洗，說明其沒有強度；水膠比.的泌水率均小于%。.固定水膠比，調整JM摻量測水泥漿體性能由“固定JM摻量，調整水膠比例水泥漿體的性能”試驗結果，可知水膠比為.調整JM摻量%，%，%，%，%測定水泥漿體的各項性能指標。通過系列試驗（試驗數據不再贅述列出，只對試驗結果進行歸納），我們發現，隨JM摻量的增加：水泥漿體的流錐時間逐漸減小。但摻量%時的流錐時間比摻量為%時的流錐時間減小很少。且此時攪拌鍋底有水泥沉淀現象；水泥漿體的表面泡沫層厚度增大，分層離析現象逐步嚴重

8、，泌水率增大；水泥漿體的膨脹率逐步增大，但當摻量超過%時，膨脹度的增大不再明顯；水泥漿體的d試塊強度都在0Mpa左右波動。.優化組合確定水泥漿的外加劑摻量和水膠比通過上述兩大系列試驗，我們確定壓漿用水泥漿體的優化組合配比為: JM摻量%、水膠比.，其綜合性能滿足規范要求。模擬試驗.在一工區現場采用不同壓漿方法、配比水泥漿的壓漿的對比模擬試驗。.壓漿組織進行了真空輔助壓漿與普通壓漿的對比試驗。真空壓漿壓注不同水泥漿的對比試驗，兩種不同水泥漿的配合比進行。對比試驗所用的孔道材料、孔道長度、孔道內穿鋼絞線的量全部相等，在同一時間壓漿，壓漿d后剖管檢查。.試驗結果分析采用普通壓裝工藝進行壓漿的試樣，摻

9、JM的水泥漿，漿體能較好地充滿塑料波紋管道，由少量泌水引起的凹坑主要集中在塑料波紋管的高度mm凸出波形內，在兩波形之間會有少量凹陷小于m、形狀類似氣泡的指甲大凹坑。說明采用普遍壓漿工藝，只要能真正嚴格把關亦能很好地將塑料波紋管孔道灌滿密實。采用真空輔助壓漿工藝進行壓漿的試樣，摻VSL公司提供配比的水泥漿，漿體亦能很好地將塑料波紋管灌滿。但是真實輔助壓漿的漿體早期強度高于普通要壓漿的漿體強度。當采用摻JM的水泥漿，采用真空輔助壓漿和普通壓漿制作對比試樣，經剖管作對比檢查，發現在塑料波紋管的上半部分，真空輔助壓漿的飽滿度略好于普通壓漿，這是由于采用真空輔助壓漿工藝時，出漿孔冒漿時間過短，管內氣水混

10、合體未排除所致。因此，判定真空輔助壓漿是否成功的條件應該是：兩端均冒出與進漿相同稠度的漿液，且無明顯的氣泡，在有壓（.MPa）情況下持壓min為標準。.二工區施工現場的壓漿模擬試驗.壓漿組織四根波紋管道共分兩組，一圓一扁搭配成一組，簡稱甲組和乙組。 甲組的配比為：JM按量%，水膠比.（考慮施工現場中制漿的效果不如實驗室制漿效果），年月日下午壓漿月日上午剖管檢查壓漿效果。 乙組的配比為：JM按量%，水膠比.，月日中午壓漿，月日上午剖管檢查壓漿效果。.試驗結果分析甲組圓波紋管中的水泥漿體基本充滿整個孔道，無預應力筋外露現象；在拱形的頂部表面有.mm左右厚的暗紅色粉塊層，用手捏之即散，這是由水泥漿中

11、的泡沫聚集失水而成，說明排漿孔冒漿時間過短，水泥漿中泡沫未排除所致；同時，水泥漿體有受凍現象，說明漿體在灌注后的h不能受凍，否則，會喪失強度或造成強度損失。甲組的扁波紋管中的漿體完全充滿整個孔道，無預應力筋外露情況。乙組圓波紋管由于壓漿中的人為原因，拱形頂部有很大范圍內無水泥漿壓至，致使這一范圍內無水泥漿包裹鋼絞線。這說明壓漿過程中，任何責任心不強，操作時不按工藝執行，都會造成壓漿不密實現象，形成事故隱患。乙組扁波紋管的局部起拱處有長約mm凹陷，其中mm范圍內最明顯，其寬達mm,深約mm，說明水泥漿水膠比過大，泌水后形成的空隙。.在中心試驗室的壓漿試驗.壓漿組織水泥漿配合比為：JM按量%，水膠

12、比.。年月日下午壓漿，年月日開管檢查。.試驗結果分析圓波紋管中，水泥漿體飽滿密實，剝開的未見任何裂紋和孔隙；因壓漿時水泥漿體有限未能充分排漿，故硬化后的漿體頂部有由薄層水泥漿封住的氣泡狀指甲大小的凹坑，但數量不多；剝開被波紋管后的硬化漿體在空氣中放置d后，產生了肉眼可見的符合力學原理的橫向裂縫，說明裸露在空氣中的硬化漿體會因干縮而形成裂縫。扁波紋管中的漿體飽滿密實，剝開時未見任何裂縫和孔隙；剝開波紋管后的硬化漿體在空氣中放置d后，產生了肉眼可見的符合力學原理的橫向裂縫。結論.由上述試驗可知，JM外加劑減水率較高，達到%左右；摻入水泥重量的%時，水泥漿體的后期膨脹率在.%以上；其摻量%較合適，大于%減水效果增加不明顯，且表面出現大量泡沫，小于%減水效果不夠；在氣溫低于C，摻%的JM水泥漿凝結時間約h，所以冬季施工可給合早強劑使用。.壓漿施工時，JM摻量要準確，攪拌時間不少于min。由實驗可知，水泥漿體靜置時間超過min后，流動度損失較大，所以現場儲漿罐應人工不停攪拌，以防水泥漿流動度降低。.施工注意事項JM存貯時間不宜超過三個月，當其中的粉末形成塊狀或顆粒時，其活性會大大降低。因此，凡含有塊體或顆粒的M應視為失效，在工程中不應