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后张预应力孔道压浆浆液性能指标解读
作者：王成 鲍臻
来源：《中国科技博览》2012年第10期
[摘要]：《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）（简称“新桥规” ），已于2011年8月1日起实施，原《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-2000）（简称“老桥规” ），同时废止。“新桥规”对于后张预应力孔道压浆浆液性能在原标准的基础上做了修订，修订后要求更严格，本文结合孔道压浆浆液性能指标和试验方法对“新桥规”中对于后张预应力孔道压浆浆液性能要求做出解读。
[关键词]：“新桥规” 孔道压浆浆液 性能
中图分类号：TE832.3+35 文献标识码：TE 文章编号：1009-914X（2012）10- 0254–01 1 概述
孔道压浆浆液作为预应力混凝土桥梁构件中不可缺少的重要材料，主要目的有：防止预应力筋外露而遭锈蚀，从而保护预应力混凝土结构的安全；使预应力筋与混凝土有良好的粘结性，通过凝结后的浆体将预应力传递至混凝土结构中，保证预应力的有效传递；消除或缓解预应力混凝土结构在反复荷载作用下对预应力筋系统的疲劳破坏，延长预应力筋系统的使用寿命。
2 压浆浆液性能要求 2.1水胶比
“新桥规”中对孔道压浆浆液的水胶比严格控制在0.26～0.28之间。而目前国内桥梁压浆施工时大部分都是现场配制的压浆材料，其水灰比在0.35～0.45之间。通过理论计算水泥完全水化时所需水灰比为0.237，压浆浆液材料主要成分为水泥，其水化的理论水胶比在0.24～0.28之间。而水灰比在0.35～0.45之间的压浆材料在硬化时必然产生较多的泌水和较大的收缩，从而导致预应力损失。所以“新桥规”对孔道压浆浆液的水胶比严格控制在0.26～0.28的目的是减少泌水和收缩，但这对压浆材料尤其是外加剂提出了很高的要求。在满足水泥水化用水量的条件下，水灰比越小，水泥石结构越密实完整，强度越高，与预应力筋的结合握裹力越大，耐久性越好。 2.2流动度
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流动度反映的是孔道压浆浆液的流动性（“老桥规”称稠度），初始流动度为10 s～17s，30min流动度为10 s～20s，60min 流动度为10 s～25s。由于压浆施工过程是连续的，一般压浆的施工持续时间为30 min左右，且不易超过40min，压浆过程应连续一次性完成，中途不得停止，所以对孔道压浆浆液的流动度持续性保留性提出了高要求。若刚开始孔道压浆浆液的流动度是满足压浆工艺要求，过了30min或更长时间后，孔道压浆浆液逐渐凝结，流动度降低甚至凝结硬化，增加压浆施工难度且不易密实，就会影响压浆施工质量。而在压浆施工时流动度损失后，是绝对不允许通过加水来调节其流动度，“新桥规”的硬性规定能有效防止孔道压浆浆液的流动性损失过快。 2.3泌水率
孔道压浆浆液的泌水是必然现象，“新桥规”规定24h自由泌水率为0，3h钢丝间泌水率为0。孔道压浆浆液在制备后的前几个小时内是肯定有泌水的，然后会随着水泥的逐渐水化凝结会慢慢吸收泌出的自由水，在24h内自由水必须被完全吸收。自由水被水泥水化吸收后，能有效防止由于自由水挥发产生的气孔影响压浆的密实性。钢丝间泌水率是”新桥规”本次新提出的一个指标，对其测试方法也做了详细规定，其目的是模拟施工现场工况，压浆后孔道压浆浆液是包裹在钢绞线的周围，钢绞线中间本身存在间隙的，且钢绞线之间的间隙是很难被浆体填充的，所以压浆浆液会顺着钢绞线间隙泌出来，钢丝间隙不易被填充，3h钢丝间泌水率为0的规定要求压浆浆液有较强的膨胀来产生渗透性（依靠压浆浆液的3h膨胀率），最大限度填充钢丝间隙，减少浆体中孔隙和气泡造成的结构缺陷。 2.4压力泌水率
压力泌水率≤2.0%。传统的试验项目中，压力泌水率是测试掺外加剂的混凝土拌合物的指标，因为目前工程施工中使用的混凝土是低水胶比，高掺合料，自由泌水率会很小。而现在孔道压浆的施工工艺都是压浆机施加气压施工，少数采用真空辅助压浆工艺，所以常压泌水率不能准确真实反映压浆浆液的泌水情况。所以采用压力泌水率，能很好的反应出压浆浆液的泌水特性。“新桥规”规定对于孔道垂直高度不同构件采用不同的测试压力，但性能要求一致。 2.5自由膨胀率
3h自由膨胀率为0～2.0%，24h自由膨胀率为0～3.0%。水泥硬化后最直观的表现，就是硬化收缩。压浆浆液是纯水泥浆（不含粗细集料）完全水化后的体积收缩量较水泥混凝土相比更大，压浆浆液硬化收缩后内部会产生较大的收缩应力，一旦应力大于抗拉强度，就会产生收缩裂缝而增加预应力筋锈蚀的风险。压浆浆液硬化后的轻微膨胀的目的是为了抵消水泥浆后期收缩产生的收缩应力，避免产生收缩裂缝，致使预应力筋失去有效全面的保护，所以”新桥规”规定压浆浆液的24h自由膨胀率为0～3.0%。 2.6充盈度
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充盈度这个指标是“新桥规”中新增的指标，其要求是压浆浆液硬化后充盈度管中不得存在厚度超过1mm泡沫层，不得存在直径大于3mm的气囊，不得存在体积大于1ml的水。这些要求与铁道部2008年07月1日发布的《铁路后张法预应力混凝土梁孔道压浆技术条件》（TB/T 3192-2008）中对压浆浆体性能要求一致，充盈度是反映压浆浆体对孔道的填充度，充盈度越大压浆效果越好。 2.7抗压强度
3天抗压强度≥20MPa，7天抗压强度≥40MPa，28天抗压强度≥50MPa。按照以往的绝大部分预应力桥梁施工经验，压浆设计强度（28天）为40MPa或50MPa。这样规定提高了对压浆的强度要求，强度是水泥制品的最基本指标，预应力桥梁结构的强度等级多为C50以上，压浆强度与混凝土结构保持一致，提高整个结构的稳定性。 2.8抗折强度
3天抗折强度≥5MPa，7天抗折强度≥6MPa，28天抗折强度≥10MPa。抗折强度是水泥制品的薄弱指标，所以纯水泥制品的抗折强度很低，“新桥规”对压浆的3天抗折强度的要求相当与52.5级早强水泥的3天抗折强度要求，7天抗折强度要求相当与52.5级水泥的28天抗折强度要求，28天抗折强度更是要求达到10MPa以上。这要求压浆选用高强度等级的水泥原材料，水泥石的强度与水灰比有直接的关系，水灰比越小强度越大，这就与控制压浆浆液水胶比在0.26～0.28的出发点一致。 2.9对钢筋无锈蚀作用
压浆浆体对钢筋不得有锈蚀作用。由于水泥、外加剂等材料中都可能含有对预应力筋产生锈蚀的成分，《混凝土外加剂》（GB 8076-1997）中对外加剂的钢筋锈蚀测试判断方法做了具体规定，但在2009年12月30日实施的《混凝土外加剂》（GB 8076-2008）中对钢筋锈蚀指标却未做具体要求。“新桥规”这样规定本着严格控制的目的，对压浆浆体的钢筋锈蚀作用从严控制。 3 结语
总之，“新桥规”对孔道压浆浆液的性能和施工工艺都作用严格的规定，对压浆浆液的要求可以总结为：“低水胶比、高流动度、低泌水率、高强度”。如此高要求的目的，是从根本上解决预应力桥梁孔道压浆不密实、空隙多的质量通病，提高我国桥梁建设的质量，延长桥梁使用寿命。还需要采用新材料、新工艺和新方法，强化现场质量控制措施，提高施工人员素质和责任心，从桥梁建设的设计、施工、监理、检测、监督等各个环节严格控制，才能有效控制和提高我国桥梁建设质量。
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参考文献：
[1]中华人民共和国交通运输部.JTG/T F50-2011.公路桥涵施工技术规范 [S] .北京：人民交通出版社.2011
[2] 中华人民共和国铁道部.TB/T 3192-2008.铁路后张法预应力混凝土梁孔道压浆技术条件. [S].北京：中国铁道出版社. 2008
