真空辅助成型技术

真空辅助成型技术（精选八篇）

真空辅助成型技术 篇1

1 气辅技术的组成要素

气辅成型装置、CAE分析软件、气辅工艺构成了气辅技术的三大组成要素。图1是气辅技术三大组成要素的结构示意图。

气辅技术的三大组成要素相辅相成、缺一不可。国内厂家引入气辅技术时, 往往只注重气辅成型装置的引进, 而忽略了其它两个方面, 造成装置使用效率低、产品质量不稳定、气辅特点发挥不明显、新产品开发能力差的态势。

2 气辅技术的特点

传统的注塑成型工艺很难加工厚、薄壁相间的注塑件, 因制件的残余应力大、易翘曲变形、表面有缩痕。而结构发泡技术, 因化学发泡剂的作用, 在塑件内部形成气泡, 制件表面有气穴, 用该工艺制作装饰件时, 要加喷涂。气体辅助注塑成型技术是在传统注射成型和结构发泡成型的基础上发展起来的, 它兼有二者的优点:利用高压氮气, 既可将注塑件厚壁的内部掏空, 在塑件内形成中空截面, 又可通过气体保压, 促进熔体填充, 消除制件表面的缩痕, 避免了结构发泡件表面需要喷涂的缺点, 可以大幅度降低成本, 保证良好的成型质量。

3 气辅技术的形成、发展及应用

3.1 气辅技术的形成及发展

早在20世纪70年代, 人们就已经对气辅注射成型的原理有所了解:将一种惰性气体有选择地注入到型腔的熔融区域, 取代部分物料形成空腔制品。经过近20年的沉寂, 气辅成型再次引起人们的关注, 1983年英国人从结构发泡成型制造机房装饰材料衍生出“Cinpre s”控制内部压力成型过程, 即气辅过程。随后, 气辅技术的开创者“Cinpres”公司推出了低价专利许可证, 解决了用户采用相关替代技术所产生的法律纠纷问题, 更加促进了该技术的迅猛发展。

3.2 气辅技术的应用

3.2.1 气辅技术的应用范围

气辅成型的最大优点就是制品由于中空结构使得刚性增加而不用增加质量, 有时甚至还能减轻质量。气辅成型制品有两个主要类型, 即封闭式气道制品和开放式气道制品。

封闭式气道制品主要由一个厚壁截面和气体的穿行通道组成。比如门把手、扶手、框架结构、中空管等都属于此类结构。因为气体的扩散有一条设定好的清晰路线, 而且制品没有薄壁部分, 所以这种制品是最容易加工成型的。图2为封闭式气道和开放式气道制品示意图。

开放式气道制品主要是薄壁元件, 类似于传统的加强筋结构制品。因为气体可能会穿透制品的薄壁部分 (有时趋向于指形) , 因此开放式气道制品的设计与制造都相对较困难。

3.2.2 气辅技术在国外的应用

在汽车领域, 气辅技术发挥了极其广泛和深刻的作用。美国Delphi内饰件和照明系统公司的“Supe r Plug”计划, 将原来由61个零件组成的金属为主体的汽车门板, 通过GE公司的气辅技术并采用添加30%玻纤的聚碳酸脂与聚脂的合成材料一次成型, 产品单件重量仅为1, 590克。该零件厚度从3m m到20m m不等, 形状相当复杂, 若使用传统注射成型是完全不可能的, 而气辅技术则实现了这一目标。美国Chrys le r公司的复合概念车 (CCV) 计划以PET为材料采用气辅技术一次成型整个车身, 在9, 000吨注塑机上生产, 使一辆传统汽车的零件总数从4, 000件减少到1, 100件。气辅技术在其它汽车零件的成型中也能够发挥巨大的作用, 如保险杠、仪表板、货厢内饰、杂物箱、气流引导板、雨擦、防擦条、后视镜等。

3.2.3 气辅技术在国内的应用

在国内, 首先大规模应用气辅技术的领域是彩色电视机行业, 主要用于生产大屏幕彩电机壳, 其它家电行业如冰箱、空调、洗衣机等也开始应用气辅技术生产成型质量要求较高的大型板类件和复杂件。目前, 生产大屏幕彩电的国内厂家基本都引进了气辅技术, 如长虹、海尔、海信等。根据南京熊猫集团的统计, 采用气辅技术成型的电视机壳, 每件可节省原材料25~35%, 锁模力下降40%, 生产周期缩短40%, 根据产量总体核算, 一台价值100万元的气辅成型装置的成本可以在半年内收回。

在汽车行业, 成都航天塑胶集团公司首先引进气辅技术生产汽车门内饰件。东风集团引进了美国公司的气辅技术, 成立了气辅产品生产线, 生产轿车保险杠、杂物箱等内、外饰件。上海别克的协作厂也使用了气辅技术。在我省, 一汽集团下属的轿车分厂和一汽大众公司的产品装配了使用气辅技术生产了导流板。

4 结论

增产增效、降低成本、加快新产品开发周期是我国汽车厂家的首要任务, 而气辅技术在其中将发挥着不可替代的作用。通过以上分析, 可以发现气辅技术在我国拥有很大的应用和发展空间, 导致目前停滞不前状况的原因除了由于气辅技术及气辅成型装置国产化进程较慢以外, 还因为气辅技术、工艺等理论不够完善。

参考文献

[1]Jack Avery主编.杨卫民, 丁玉梅等译.气体辅助注射成型原理及应用[M].化学工业出版社, 2003.

[2]梁继才, 李义, 李笑明, 付沛福.注气体辅助注塑制品滞留痕缺陷的形成及防治[J].吉林大学自然科学学报 (工学版) , 2002.

真空辅助成型技术 篇2

摘要：真空辅助压浆技术是目前在国内外后张预应力砼结构施工中推广的一项新技术。

关键词：真空辅助压浆技术高速施工

0引言

随着我国预应力桥梁的大量使用，这项施工技术也逐渐被应用于后张法预应力连续箱梁的施工中，在铁阜高速公路建设中，路基十标的几座现浇连续箱梁就采用这种施工工艺，下面从以下几个方面浅析这种技术及其在后张法预应力箱梁施工中的应用。

1真空辅助压浆施工技术的原理

真空压浆技术的基本原理为：在压浆之前，首先采用真空泵抽吸预应力孔道中的空气，使孔道内的真空度达到80％以上，使之产生－0.06至0.1Mpa的真空度，然后用灌浆泵将优化后的水泥浆从孔道的另一端灌入，并加以≥0.7Mpa的正压力，这样水泥浆就被压入预应力孔道中。

2真空辅助压浆施工技术在实际施工中的应用

了解了真空压浆技术这项施工技术后，我们主要以铁阜十标段东关公公分离式立交桥为例简要介绍一下真空辅助压浆施工技术在实际施工中的应用：

2.1东关公公分离式立交桥工程简介：东关公公分离式立交桥位于东关屯附近，与拟建的铁阜高速公路交角约50.3度，他采用了2孔30米跨越，全桥孔布置为22+2*30+22米，该桥中心桩号为K0+180，桥长110.0米。其上部结构为等截面预应力混凝土箱型连续梁：为单箱两室预应力直腹板箱梁，箱梁中心梁高1.5米，梁顶板宽11.6米，底板宽7.5米，预应力管道采用预埋塑料波纹管成孔。我们桥设纵向、横向两种预应力。纵向中φ15.2孔道单根长103.5m－104.1m。横向单根长度为4.89－6.19m。

2.2在实际施工中按真空压浆技术要求对浆体的进行配合比设计。

2.2.1对浆体的要求：①和易性好(泌水性小、流动性好)。②硬化后孔隙率低，渗透性小。③具有一定的膨胀性，确保孔道填充密实。④较高的抗压强度。⑤有效的粘结强度。⑥耐久性。

为了防止水泥浆在灌注过程中产生析水以及硬化后开裂，并保证水泥浆在管道中的流动性，掺加少量的添加剂。我们掺入的是8％UEA膨胀剂、1％JEL-5高效减水剂。其作用是：①改善水泥浆的性质，降低水灰比，减少孔隙、泌水，消除离析现象。②降低硬化水泥浆的孔隙率，堵塞渗水通道。⑨减少和补偿水泥浆在凝结硬化过程的收缩和变形，防止裂缝的产生。

东关公公分离式立交桥孔道压浆的水泥浆设计标号为40Mpa，采用吉林亚泰P.Ⅱ52.5普通硅酸盐水泥，外加剂采用北京奥通膨胀剂UEA，高效减水剂JEL－5。水为饮用水。我们采用真空压浆施工工艺水泥浆的试验室配合比报告为：

2.2.2配合比的试拌及各项技术指标①流动度要求：搅拌后的流动度为小于50S。②水灰比：0.3～0.4，为满足可灌性要求，一般选用水泥浆的水灰比最好在0.3～0.38之间。③泌水性：水泥浆最大泌水率不超过3％，拌和后3小时泌水率须控制在2％；拌和后24h水泥浆的泌水应能被吸收。④初凝时间：6h⑤体积变化率：0～2％⑥强度：7天龄期强度大干40Mpa⑦浆液温度：5℃≤T浆液≤25℃，否则浆体容易发生离析。

2.2.3孔道技术指标要求①孔道及两端必须密封。②抽真空时真空度(负压)控制在－0.08～－0.1MPa之间。

2.3真空压浆的施工工艺工艺流程为：准备工作——开动真空泵抽真空——混合料搅拌成浆——压浆——清洗配件

2.3.1准备工作①检查压浆设备，确认其工作性能完好。②张拉施工完成后，要切除外露的钢绞线(注意钢绞线的外露量≤30mm，进行封锚)。③在压浆施工前将锚垫板表面清理干净，保证平整，在保护罩底面与橡胶密封圈表面均涂一层玻璃胶，装上橡胶密封圈，将保护罩与锚垫板上的安装孔对正，用螺栓拧紧。④清理锚垫板上的压浆孔，保证压浆通道通畅。⑤检查材料、设备、附件的型号或规格、数量等是否符合要求。⑥按设备原理图进行各单元体的密封连接，确保密封罩、管路各接头的密封性。

2.3.2试抽真空压浆前关闭所有排气阀门，启动真空泵十分钟，观察真空压力表的读数，应能达到负压力0.08～0.1MPa。当孔道内的真空度保持稳定时(真空度越高越好)，停泵1min，若压力降低小于0.02MPa即可认为孔道能基本达到并维持真空。如未能满足此数据则表示孔道未能完全密封，需在压浆前进行检查及更正工作。

2.3.3拌浆①拌浆前先加水空转数分钟，使搅拌机内壁充分湿润，将积水倒干净。②将称量好的水(扣除用于溶化固态外加剂的那部分水)倒入搅拌机，之后边搅拌边倒入水泥，在搅拌3～5min直至均匀。③将溶于水的外加剂和其它液态外加剂倒入搅拌机，再搅拌5～15min，然后倒入盛浆浆桶。④倒入盛浆桶的浆体应尽量马上泵送，否则要不停地搅拌。

2.3.4压浆①启动真空泵，当真空度达到并维持在负压0.08MPa左右时，启动压浆泵，开始压浆；一条波纹管的压浆必须连续进行，储浆罐储浆体积必须大于所要灌注的一条预应力孔道体积。②灌浆过程中，真空泵要保持连续工作。③灌浆泵继续工作，当透明胶管有水泥浆流出时，关闭真空阀，打开排浆阀继续压浆。压浆至浆体连续喷出且稠度与压入相当时，关闭压浆阀至压力达到0.7MPa左右，持续2分钟关闭排浆阀：持压过程中应从低至高逐一打开埋设于波纹管各峰项排气管，排出残余空气及泌水，保证浆体饱满。待浆体失去流动后才可拆除压浆阀及排气阀。④拆卸外接管路、附件、清洗各种元件。⑤完成当日灌浆后，必须将所有水泥浆的设备清洗干净。

2.4施工中注意的事项①在压浆前若发现管道内残留有水份或脏物的话，则须考虑使用空压机先行将残留在管道中的水份或脏物排除，确保真空辅助压浆工作能够顺利进行。②整个连通管路的气密性必须认真检查，合格后方能进入下一道工序；输浆管应选用高强橡胶管，抗压能力≥1.5MPa，在压灌时不易破裂，连接要牢固，不得脱管。③浆体搅拌时，水、水泥和外加剂的用量都必须严格控制。④必须严格控制用水量，对未及时使用而降低了流动性的水泥浆，严禁采用增加水的办法来增加其流动性。⑤向搅拌机送入任何一种外加剂，均需在浆体搅拌一定时间后送入。⑥在中途换管道时间内，继续启动灌浆泵及搅拌机，让浆体循环流动和搅拌。⑦灌浆孔数和位置必须作好记录，以防漏灌。

2.5真空压浆技术的优缺点：

2.5.1优点：①孔道内只有极少的空气，所以很难形成气泡。②同时，由于孔道与压浆机之间的正负压力差，大大提高了孔道压浆的饱满度和密实度。⑨水泥浆减小了水灰比，添加了专用的添加剂，这样大大提高了水泥浆的流动度，减小了水泥浆的收缩，从而保证了浆体的可施工性、充盈孔道的密实性，从而提高硬化浆体的强度。所以说真空压浆施工工艺能够克服传统压浆技术存在气泡、易发生冻胀、水泥浆离析、容易产生空隙等缺点，大大提高后张预应力混凝土结构安全度和耐久性。

2.5.2缺点：①真空压浆的施工设备须增加一台真空泵及其刚属配件。②在技术上要求孔道密封，孔道成型要求采用塑料波纹管，其价格比较高，增加了资金投入。③真空压浆施工在对长度短、孔道直径小(如箱梁横向、竖向孔道)的预应力孔道浆时反而比普通压力压浆耗时。

3结束语

真空辅助压浆法的施工技术 篇3

1 真空辅助压浆与常规压浆法的比较

孔道压浆的常规压浆法是在0.5~1.0Mpa的压力下, 将水灰比0.35~0.45的水泥浆压入孔道。这种施工工艺带有一定的局限性, 主要表现为:压入的浆体中常会含有气泡, 当混合料硬化后, 存集气泡会变为孔隙, 成为自由水的聚集地, 水中含有有害成分容易造成对预应力筋的腐蚀;另外水泥浆容易离析、析水、干硬后收缩, 析水后会产生孔隙, 致使浆体在管道中不饱满, 造成粘接力降低、部分预力筋没完全被水泥浆体包裹, 给预应力构件留下了质量隐患。

真空辅助压浆法基本原理是:在压浆之前, 首先采用真空泵抽空预应力管道内的空气, 使管道内的真空度达到-0.06~0.1Mpa, 然后在管道的另一端用压浆机以大于0.7MPa的正压力将优化后的水泥浆压入预应力管道内。由于管道内已被真空, 管道内基本不存在空气, 很难形成气泡;同时, 由于管道与压浆机之间的正负压力差, 大大提高了管道压浆的饱和度和密实度, 从而提高了硬化浆体的强度。因此真空辅助压浆法是提高后张预应力混凝土结构安全度和耐久性的有效措施。

2 真空辅助压浆工艺特性

2.1 减少管道中阻力, 加速了浆液的流动, 形成一个连续且迅速的过程, 缩短了灌浆时间, 提高了生产工效。

2.2 强化了浆液的惯性流动。

在真空状态下, 管道内的空气、水份以及混在水泥浆中的气泡被消除, 减少孔隙、泌水现象, 确保了管道灌注的饱和度及浆体密实度, 从而提高浆体的强度以及最大限度地对预应力筋进行包裹, 从而提高了结构的耐久性和安全性。

2.3 封锚与压浆可分开进行, 也可一次完成, 保证了结构的整体性和美观。

2.4 对管道密封、预应力体系的锚固效率及安全性能提出了更高要求。

灌浆过程中因孔道具有良好的密封性, 使浆液充满整个孔道的要求得到保证。

3 真空辅助压浆工艺流程

3.1 切除锚头外多余的钢束, 保证预应力锚固后外露的长度小于25mm。

3.2 清理锚垫板上装配螺栓孔和锚座底面的水泥浆, 保证锚座底面平整。

3.3 装配好盖帽, 注意保证排气孔要垂直朝正上方, 排气孔密封好。

3.4 在两端锚座上安装压浆管、球阀和快换接头。

3.5 在安装完盖帽及设备后拧开排水口, 利用高压风将管道内可能存在的水份吹干。

3.6 启动真空泵, 开启出浆端接在接驳管上的阀门, 关闭进浆端阀门。

抽吸真空度要求达到-1.0MPa以上。

3.7 启动压浆机并压出残留在压浆机的水分、气泡, 检查排出的水泥浆稠度。

3.8 保持真空泵启动状态, 开启压浆端阀门将搅拌好的水泥浆压入管道。

3.9 待水泥浆从出浆端压出时, 检查水泥浆的稠度, 直至稠度一致及流动顺畅后, 关闭出浆端阀门, 暂停压浆机。

3.1 0 开启压浆盖上的出气孔, 开动压浆机。直至水泥浆从出气孔流出。待流出的水泥稠度一致及顺畅后, 暂停压浆机, 密封出气孔。

3.1 1 开动压浆机, 保持压力大于0.7MPa, 持压2~5min。

3.1 2 关闭压浆机及压浆端阀门, 完成压浆。

4 水泥浆性能要求

水泥浆设计是压浆工艺的关键, 合适的水泥浆应具有:和易性好 (泌水性小、流动性好) ;硬化后孔隙率低, 渗透性小;具有一定的膨胀性, 确保孔道填充密实;较高的抗压强度和粘接强度。为了防止水泥浆在灌注过程中产生析水以及硬化后开裂, 并保证水泥浆在管道中的流动性, 同时使水泥浆在凝固后密实, 可掺加少量的减水剂和膨胀剂。

水泥浆的主要技术标准:

a.流动度要求:搅拌后的流动度为小于6S。

b.水灰比:0.3~0.4, 为满足可灌性要求, 一般选用水泥浆的水灰比最好在0.3~0.38之间。

c.泌水性:最大不得超过3%, 拌和3h泌水率宜控制在2%之内, 拌和后24h水泥浆的泌水应能被浆吸收。

d.初凝时间:6h。

e.体积变化率:0~2%。

f.浆液温度:5℃≤T浆液≤25℃, 否则浆体容易发生离析。

5 真空辅助压浆操作注意事项

5.1 施工人员要求坚守工作岗位, 严格履行工作职责, 按照规范操作, 确保施工安全。

5.2 启动真空泵前先开水阀, 停泵时先关闭水阀。

5.3 负压容器内水泥浆不得超过其容器的50%。

5.4 完成抽真空工作后, 要及时排空泵内余水。

5.5 水泥浆拌和时, 先下水再下水泥, 拌和时间不少于1min, 灰浆过筛后存放于储浆桶内, 桶内灰浆仍要低速搅拌, 储浆量要保证每根管道的压浆能一次连续完成。

5.6 孔道压浆应做好原始记录, 压浆过程中, 做好保护措施, 防止水泥浆溢出污染建筑物。

5.7 压浆完毕后, 将锚具周围冲洗干净并凿毛, 然后设置钢筋网和浇筑封锚混凝土, 以防锚具锈蚀。

结束语

真空辅助压浆法是在常规的压浆法的基础上进一步改善发展而来的, 它克服了常规压浆法施工中管道内浆体含有大量空气, 浆体凝固后在管道形成气泡的缺点, 使管道内的浆体更加饱满、密实。由于管道内与压浆机之间的压力差, 使真空辅助压浆法的施工更具有可操作性, 施工更加简便。

摘要：根据广州珠江黄埔大桥的工程实例, 重点介绍采用真空辅助压浆法对后张法预应力管道进行压浆的施工技术, 并对其施工工艺和施工注意事项等内容进行介绍。

浅谈后张预应力真空辅助压浆技术 篇4

1 真空辅助压浆技术原理

预应力钢筋张拉完毕后,在压浆之前,首先在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空,使之产生-0.06 MPa～-0.1 MPa的真空度,然后在孔道的另一端再用压浆机以最大不超过0.6 MPa的正压力将水泥浆压入预应力孔道。由于孔道内只有极少的空气,很难形成气泡,同时,由于孔道与压浆机之间的正负压力差,大大提高了孔道压浆的饱满度和密实度以及压浆速度。跟普通压力压浆相比,真空压浆具有以下技术优点:

1)在真空的状态下,孔道内的空气、水分以及混在水泥浆中的气泡被基本消除,减少了浆体孔隙、泌水现象。2)压浆过程中孔道具有良好的密封性,使浆体保持压力及充满整条孔道得到保证。3)工艺及浆体的优化,消除了裂缝的产生,使压浆的饱满性及强度得到保证。4)真空压浆过程是一个连续且迅速的过程,缩短了压浆时间,可有效提高施工效率。

2 灌浆浆体的技术要求

2.1 对浆体的要求

浆体除了具有足够的抗压强度和粘结强度,还必须保证有良好的防腐性能和稠度,不离析、析水,硬化后孔隙率低、渗透性小,不收缩或低收缩。

对浆体大体要求如下:1)水灰比:0.30～0.35,一般宜控制在0.33;2)流动度:拌和好后的流动度小于25 s,在管道出口处流动度大于15 s,30 min后小于35 s;3)泌水性:小于浆体初始体积的2%,四次连续测试结果的平均值小于1%;4)初凝时间:大于3 h;5)稠度:在1.725 L漏斗中,水泥浆的稠度应在25 s～35 s之间;6)体积收缩率:小于1.5%;7)强度:按设计要求拌和。

2.2 对具体材料的要求

1)水泥:采用强度等级不低于42.5级低碱硅酸盐或低碱普通硅酸盐水泥;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;凡符合饮用标准的水均可使用;3)外加剂:应采用高效减水剂,其性能应与所用水泥具有良好的适应性,30 min减水率不应低于20%,碱含量不得超过10%,硫酸钠含量不应大于5%,氯离子含量不应大于0.1%,严禁掺入氯盐类外加剂;阻锈剂应采用复合氨基醇类。

3 真空压浆的工艺流程

真空辅助压浆施工基本原理图见图1。

3.1 准备工作

1)张拉施工完成后,要切除外露的钢绞线(注意钢绞线的外露量不宜小于30 mm),进行封锚;2)在压浆施工前将锚垫板表面清理,保证平整,在保护罩底面与橡胶密封圈表面均涂一层玻璃胶,装上橡胶密封圈,将保护罩与锚垫板上的安装孔对正,用螺栓拧紧;3)清理锚垫板上的压浆孔,保证压浆通道畅通;4)确认浆体配方;5)检查材料、设备、附件的型号或规格、数量等是否符合要求;6)按设备原理图进行各单元体的密封连接,确保密封罩、管路各接头的密封性。

3.2 试抽真空

关闭阀门1和阀门3,启动真空泵,观察真空压力表的读数,应能达到负压力0.06 MPa～0.1 MPa。当孔道内的真空度保持稳定时(真空度越高越好),停泵1 min,若压力降低小于0.02 MPa即可认为孔道能基本达到并维持真空;如未能满足此数据则表示孔道未能完全密封,需在压浆前进行检查及更正工作。

3.3 拌浆

1)拌浆前先加水空转数分钟,使搅拌机内壁充分湿润,将积水倒干净;2)将称量好的水(扣除用于溶化固态外加剂的那部分水)倒入搅拌机,之后边搅拌边倒入水泥,再搅拌3 min～5 min直至均匀;3)将溶于水的外加剂和其他液态外加剂倒入搅拌机,再搅拌约5 min,直至搅拌均匀。

3.4压浆

1)关闭阀1、阀3,打开阀2,启动真空泵,当真空度达到并维持在负压0.08 MPa左右时,如压力表保持不变,则可认为孔道达到真空状态,打开阀门1,启动压浆泵,开始压浆;2)在保持真空泵运作的同时,当观察到非压浆端的透明高压管中有水泥浆流出时,关闭阀2以隔离真空泵及水泥浆,打开阀3将水泥浆导向废浆桶的方向,继续压浆直至所溢出的水泥浆为浓浆;3)观察废浆桶处的出浆情况,当出浆流畅、稳定且稠度与盛浆桶体基本一样时,关闭阀门3,继续压浆使管道内有0.5 MPa～0.6 MPa的压力,并持压2 min,再关闭阀1及压浆泵;4)压浆管拆下来,拆卸活结,清洗透明高压管,然后接通另一孔道,按以上步骤进行下一孔道压浆;5)每束孔道压浆完成后要用木塞封闭,直至水泥浆凝固。

4真空辅助压浆注意事项

1)在压浆前若发现管道内残留有水分或脏物,则须考虑使用空压机先行将残留在管道中的水分或脏物排除,确保真空辅助压浆工作能够顺利进行。2)整个连通管路的气密性必须认真检查,合格后方能进入下一道工序。3)浆体搅拌时,水、水泥和外加剂的用量都必须严格控制。4)必须严格控制用水量,对未及时使用而降低了流动性的水泥浆,严禁采用加水的办法来增加其流动性。5)搅拌好的浆体每次应全部卸尽,在浆体全部卸出之前,不得投入未拌和的材料,更不能采取边出料边进料的方法。6)向搅拌机送入任何一种外加剂,均需在浆体搅拌一定时间后送入。7)同一孔道压浆应一次完成,不得中途停压,因故中途停压不能连续一次压满时,应立即用压力水冲干净,研究处理后再压浆。8)压浆时浆体温度应不超过35℃,夏季施工采取降温措施(降水温及掺减水剂等)。同时尽量安排在早晚压浆。9)当环境温度低于5℃时,一般不宜压浆,若仍需进行压浆时应采取下列措施:a.构件应进行预温,预温时间为3 h,预温温度应控制在15℃～20℃之间。b.预温停汽后,静置2 h,待构件管道温度略降至10℃～15℃之间时再进行压浆。c.水泥浆搅拌前应提高水温,使灰浆温度控制在10℃～15℃之间。d.压浆完毕后管道水泥浆需继续用蒸汽养护,养护温度控制在15℃～20℃之间,一直养护至35 MPa。10)安装在压浆端及出浆端的阀门和接头,应在灌浆后1 h内拆除并清洗干净。

5结语

真空辅助压浆作为后张法预应力混凝土结构施工中的一项技术,是确保后张法预应力孔道压浆质量的一种强有力的技术手段,解决了压浆的质量问题,缩短了压浆的时间,提高了施工的效率,克服了传统压浆工艺的一些不足,从而提高了孔道压浆的饱满度与密实性,确保避免预应力筋的腐蚀,大大提高了结构的耐久性,延长了桥梁的使用寿命。

摘要：介绍了真空辅助压浆技术的原理及灌浆浆体的技术要求,简述了真空压浆的工艺流程及施工要点,同时归纳了真空辅助压浆的注意事项,通过真空辅助压浆技术在预应力混凝土结构施工中的应用,从而提高了孔道压浆的饱满度和密实性。

关键词：后张预应力箱梁,真空辅助压浆,孔道压浆质量

参考文献

真空辅助成型技术 篇5

1 基本原理

后张法预应力管道压浆, 主要是为了使预应力和外力在桥梁中能够均匀连续的传递, 从而保证结构的受力安全, 但是由于传统的压降技术不能很好的排除压浆管道中的空气, 从而导致压浆的浆体在管道内凝固后存在部分气泡, 使预应力和外力在桥梁中不能均匀连续的传递, 以及造成预应力筋的锈蚀, 从而降低结构的安全性和耐久性。真空辅助压浆是在孔道的一端采用真空泵对孔道内空气进行吸排真空处理, 使之产生-0.08 MPa～-0.1 MPa的真空度。然后用压降泵将拌和好的水泥浆从孔道的另一端压入, 直至充满整条孔道, 并加以不大于0.8 MPa的正压力, 以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实度。采用真空灌浆工艺是提高后张预应力混凝土结构安全性和耐久性的有效措施。压浆密实的孔道保证了预应力钢绞线的使用寿命, 同时也保证了预应力和外力在梁体中的连续传递。后张法预应力混凝土孔道真空辅助压浆技术的核心是“真空”, 必须保证孔道及两端密闭, 抽真空时真空度 (负压) 控制在-0.08 MPa～-0.1 MPa之间。

2 真空辅助压浆浆体材料及技术指标

1) 浆体配合比原料:水泥采用强度不低于42.5 MPa的普通硅酸盐水泥, 且不得有结块;水宜采用清洁的饮用水;外加剂宜采用低含水量、流动性好、最小渗出及膨胀性等特性的, 同时它不得含有对预应力钢绞线或水泥有害的化学物质。

2) 对于真空辅助压浆浆体要求为:水灰比宜为0.4～0.45, 当掺入减水剂后, 水灰比可减小到0.35;水泥浆的泌水率最大不超过3%, 拌和后3 h内泌水率应控制在2%以内, 泌水应在24 h内重新被浆全部吸收;通过试验后, 水泥浆中可掺入适量的膨胀剂, 但其自由膨胀率应小于10%;水泥浆稠度宜控制在14 s～18 s之间。浆体的体积收缩率小于2%;浆体强度:7 d龄期强度不小于40 MPa;浆体对钢绞线无腐蚀作用。初凝时间应大于6 h。

3) 孔道及两端必须密闭;抽真空室时真空度 (负压) 应控制在-0.08 MPa～-0.1 MPa之间。

4) 同时压浆时对孔道的排气孔和排水孔应按照规范使用, 浆体应达到孔道的另一端饱满和出浆并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。为保证管道内充满灰浆, 关闭出浆口后, 应保持不小于0.5 MPa压强的一个稳定期, 该稳定期不应小于2 min。

3 真空辅助压浆的配套设备

真空辅助压浆除了传统的压浆施工设备外, 还应具有专用设备真空泵、密封罩。真空泵一般有水环式真空泵和气环式真空泵, 水环式真空泵就是在抽真空前, 从压浆端向管道内灌满水, 排出管道内空气, 关闭压浆端阀门, 从出浆端抽水, 抽完水后继续抽至真空度达到-0.08 MPa～-0.1 MPa;气环式真空泵就是在抽真空前, 关闭压浆端阀门, 从出浆端抽空气, 抽至真空度达到-0.08 MPa～-0.1 MPa;压降泵一般采用螺杆压降泵, 其最大压力应达到2.5 MPa, 同时配备达到3.0 MPa的压力表, 真空泵;空气滤清器及配件, 气密锚帽等真空辅助压浆专用设备。

4 施工工艺

1) 预应力钢绞线张拉完成后, 切除锚具外露的钢绞线 (注意钢绞线的外漏量不大于30 mm) 进行封锚。封锚方式采用保护罩封锚:保护罩作为工具罩使用, 灌浆后3 h内拆除, 将锚垫板表面清理, 保证平整。在灌浆保护罩底面和橡胶密封表面均匀涂一层玻璃胶, 装上橡胶密封圈。将保护罩与锚垫上的安装孔对正, 用螺栓拧紧 (注意将排气孔朝上方) ;2) 清理锚垫板上的压降孔, 保证压浆通道顺畅;3) 确定抽真空端及压浆端安装饮水管, 球阀和扳头, 并检查其功能是否完好;4) 搅拌水泥浆使其水灰比、流动性、泌水性达到技术要求指标;5) 启动真空泵抽真空, 使真空度达到-0.08 MPa～-0.1 MPa, 并保持稳定;6) 启动压降泵, 当压降泵输出的浆体达到要求时, 将泵上的输送管道接到锚垫板上的引出管上, 开始压浆, 同时打开压浆端的阀门;7) 压浆过程中真空泵保持连续工作;8) 待抽真空端的气流分离器中有浆体经过时, 关闭气流分离器前端的阀门, 稍后打开排气阀, 当水泥浆从排气阀通顺流出, 且稠度压入的浆体相当时, 关闭抽真空端所有的阀门;9) 压降泵继续工作, 压力达到0.8 MPa左右, 持续70 s～120 s;10) 关闭压降泵及压浆端阀门, 完成压浆;11) 在整个压浆过程中 (包括压浆孔数和位置) 应做好记录, 以防漏灌。同时每一工作班应留取不少于3组的70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的立方试件, 并进行标准养护, 以便检查真空辅助压浆质量。

5 质量控制要点

1) 孔道及两端必须密闭;2) 输浆管应选用高强橡胶管, 抗压能力不小于1.5 MPa, 在压浆时不易破裂, 连接要牢固, 不得脱管;3) 灰浆进入灌浆泵之前应通过3.5 mm的筛筛选过滤;4) 搅拌后的水泥浆必须做流动性, 泌水性实验, 并浇筑浆体强度试块;5) 压浆工作宜在灰浆流动性下降前进行, 每个孔道必须保证不间断, 一次性压满;6) 在中途换管道的时间内, 继续启动压降泵及搅拌机, 让浆体循环流动和搅拌;7) 压浆孔数和位置必须做好记录, 以防漏灌;8) 储浆罐的储浆体积必须大于1倍所要压注的一条预应力孔道体积。

6技术优点

1) 在真空状态下, 孔道内的空气、水分及水泥浆中的气泡被消除, 减少孔隙、泌水现象;真空形成能够较好地导引管道内浆液顺利通过管道, 解决了常规压降泵因压力不足等达不到理想注浆效果的问题。2) 压降过程中孔道具有良好的密封度, 使浆体保证充满整个孔道;保证了预应力管道内水泥浆液的饱满度和密实度。3) 工艺及浆体的优化, 消除了裂缝的产生, 使灌浆饱满性及强度得到保证。4) 真空压浆是一个连续且迅速的过程, 缩短了传统的压浆时间和工作周期。5) 增强了固结水泥浆在孔道内的粘结力。

7结语

在西汉高速公路桥梁施工过程中, 施工严格按照规范、设计要求和真空辅助压浆特点进行, 保证了该工程的箱梁后张法孔道的压浆质量, 并积累了真空辅助压浆技术的相关施工经验, 为其他类似施工提供技术参考。真空辅助压浆技术以其诸多的优点必将在后张法预应力混凝土结构中得到广泛应用。

摘要：通过具体工程实例, 分析了真空辅助压浆技术的基本原理, 提出了真空辅助压浆浆体材料要求及技术指标, 详细介绍了真空辅助压浆技术的施工工艺及其质量控制要点, 指出真空辅助压浆技术必将在后张法预应力混凝土结构中得到广泛应用。

关键词：真空辅助压浆,高速公路,桥梁,施工工艺

参考文献

[1]刘玉柱.真空辅助压浆技术在公路预应力混凝土桥梁工程中的应用[J].公路, 2003 (9) :87-88.

真空辅助成型技术 篇6

1 资料与方法

1.1 一般资料

微创手术病例35例,男性22例,女性13例,年龄16~72岁,体重42~68公斤。其中房间隔缺损修补术6例;二尖瓣置换术25例,其中二次手术15例;二尖瓣成形术4例。同时选择同期正中切口行心内直视手术病例35例为对照组,其中房间隔缺损修补术8例,二尖瓣置换术22例,二尖瓣成形术5例(表1)。

1.2 插管选择及插管方法

微创手术病例均采用右侧股动、静脉插管建立CPB,其中股动脉(F16~F20),股静脉(F22,F25)。对照组常规经主动脉,上、下腔静脉插管。

1.3 CPB的建立及VAVD的应用

1.3.1 CPB的建立

全组病例均应用Stockert III型人工心肺机,Medtronic膜式氧合器,东莞科威成人型超滤器。预充液中胶体:血浆200 ml,白蛋白20 g;晶体:复方电解质溶液1200 ml,25%硫酸镁2.5 g,甲强龙300~500 mg,20%甘露醇50 ml,碳酸氢钠50 ml,肝素20 mg等。体外循环过程中采用浅低温,鼻咽温最低温度维持在30℃~32℃;轻、中度血液稀释,血液稀释后血细胞比容维持在24%~30%;维持灌注流量在2.2~2.8 L/(m2.min);灌注压50~80 mmHg;泵压100~250 mmHg;中心静脉压为负值或零;混合静脉血氧饱和度>65%;每30 min复查激活全血凝固时间及血气离子,维持激活全血凝固时间大于480 s及正常血气及电解质。两组二尖瓣置换术及二尖瓣成形术患者使用4:1(血:晶体)冷高钾(25 mmol/L)含血停搏液作为心肌保护液,每隔30 min重复灌注半量心肌保护液,其中微创手术组应用长灌注针经主动脉根部灌注心肌。其余房间隔缺损修补手术采用不停跳技术进行操作。常规应用超滤滤出多余水分及炎性介质。待复温至鼻咽温36~37℃,循环稳定后停止体外循环。停机后根据血压及中心静脉压的情况适当回输余血,并以1:1~1.5:1静脉注射鱼精蛋白中和肝素。

1.3.2 VAVD的应用

微创手术组在CPB开始前将VAVD装置的连接管连于储液罐的出口上,用密封帽封住储液罐上除了吸引管外的所有出口,关闭输液器。调试VAVD装置:调零,设压力报警为+5 mmHg,预设负压为-30至-70 mmHg。CPB开始后先行常规重力静脉引流,若静脉引流量不足,则钳闭真空辅助装置上与大气相通的“Y”型接头,从而产生负压。术中可以根据静脉回流情况间断给予负压。手术结束停止CPB前,开放“Y”型接头,使之与大气相通,改负压引流为重力引流,然后按照常规的方法调整流量,停止CPB。

1.4 检测指标

分别记录两组CPB时间,尿量,术后呼吸机使用时间,重症监护室(ICU)停留时间,术中及术后血制品总用量,术后48 h胸腔引流量。

1.5 统计学分析

采用SPSS软件系统,计量资料以均数±标准差表示,组间进行t检验,P<0.05为差异有显著性。

2 结果

两组病例手术均顺利完成,无死亡病例。两组CPB时间,尿量无显著差异(P>0.05)(表1)。微创手术组术后呼吸机使用时间,ICU停留时间,术中及术后血制品总用量,术后48 h胸腔引流量均明显低于对照组(P<0.05)(表2)。

3 讨论

MICS与传统的心脏手术相比较,其创伤小,术后恢复快,并且切口美观,越来越多的患者选择接受此项手术。MICS应用的静脉插管通常管体细长,单纯依靠重力来进行引流的方法不能提供有效的静脉回流量,难以满足组织灌注的需求,因此需要VAVD辅助CPB来获得满意的静脉引流量,以确保微创手术安全、顺利的进行[1,2,3,4]。

VAVD是将负压辅助装置安装到密闭的储血器上,设置-30~-70 mmHg的负压,在CPB过程中,根据引流情况来间断给予负压,从而增加静脉引流量。应用VAVD技术除了可以使用细小的静脉插管,减小组织创伤外,同时可以使CPB管路小型化,从而减少CPB预充量,明显降低血液稀释程度,减少血制品用量,从而降低了输血并发症。一项关于狗的动物实验指出,与传统的CPB比较,简化CPB管路,同时应用VAVD可以减少血制品的用量,提高血红蛋白的浓度[5]。

目前VAVD公认的主要并发症是负压导致的溶血和动脉管路中产生微气栓[6]。在应用VAVD时需要控制适度的负压,通常负压在-30~-70 mmHg即可满足充足的灌注流量,如果静脉血引流充分则不宜加大负压,过大的负压非但不再增加引流量,还可增加血液破坏。负压大于-70 mmHg可发生氧合室气泡的跨膜侵入,应用VAVD时,我们通常选用滚压泵作为动脉泵,因为与离心泵相比较,它可以更好的阻止气泡跨膜侵入的发生。而且,应该在CPB开始后应用VAVD,CPB停止前先停止VAVD。

另外,静脉插管通常经股静脉插到右心房,但是如果误将插管插到奇静脉或者肝静脉,则可引起静脉引流不畅及静脉压升高[7]。动脉插管通常选择股动脉,插管时最好应用食道超声,这样可以确保插管的准确性与安全性,避免上述并发症的发生。

总之,VAVD是微创心脏手术体外循环所必需的技术,在MICS中应用VAVD技术可以有效地增加静脉引流量,满足组织的灌注需求,保证手术的顺利进行。

参考文献

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[2]Colangelo N,Torracca L,Lapenna E,et al.Vacuum-assisted venousdrainage in extrathoracic cardiopulmonary bypass managementduring minimally invasive cardiac surgery[J].Perfusion,2006,21(6):361-5.

[3]Murai N,Cho M,Okada S,et al.Venous drainage method forcardiopulmonary bypass in single-acces minimally invasive cardiacsurgery:siphon and vaccum-assisted drainage[J].Artif Organs,2005,8(2):91-4.

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[5]Taketani S,Sawa Y,Masai T,et al.A novel technique forcardiopulmonary bypass using vacuum system for venous drainagewith pressure relief valve:an experimental study[J].Artif Organs,1998,22(4):337-41.

[6]Vaughan P,Fenwick N,Kumar P.Assisted venous drainage oncardiopulmonary bypass for minimally invasive aortic valvereplacement:is it necessary useful or desirable[J].InteractCardioVasc Thorac Surg,2010,10(5):868–871.

真空辅助成型技术 篇7

1 工程概况

石榴河大桥位于柳州市柳东大道延长线工程第四标段,所处地区属亚热带季风气候,炎热多雨,年平均降雨量为1543.8 mm。桥位覆盖层为第四系更新统(Qp)和全新统(Qh),下覆各岩层风化程度很小,分别为白云岩和页岩。桥中心里程K12+228.4,设计公路Ⅰ级,为5×30m预应力混凝土组合箱梁;桥面宽38m,共60片箱梁,梁体混凝土及压浆浆液强度均为C50。

2 压浆前期施工准备

2.1 压浆浆液配合比设计

压浆浆液采用掺加外加剂的水泥浆:水泥应采用普通硅酸盐水泥等级不应低于42.5,外加剂性能符合要求,浆体压力泌水率不宜大于2%,流动性在14～18 s之间。浆液配合比在试验室进行试配,多组比较后,选取其中一组配比。配合比及主要性能见表1、表2。

2.2 管道定位安装

预应力管道采用预埋波纹管,安装波纹管每间隔100 cm要用2根Φ10 mm波纹管定位短钢筋与腹板钢筋横向连接,将波纹管上下固定,在个别地方还要适当加密,保证管道位置正确,孔道平顺。波纹管按头要认真处理,采用比预应力管道大一型号的波纹管连接,且预应力管道单侧接入不小于10 cm,然后用密封胶带缠绕数层密封。在安装过程中,避免反复弯曲波纹管,以防管壁开裂。在其附近电焊时,还要采取措施防止电焊火花烧伤管壁。波纹管安装后,在施工梁体混凝土前,应对管道坐标、管道间距是否符合设计,接头、管壁是否完好进行复检,如果有不符合要求的部位应及时处理。

2.3 机具配备

压浆使用的机具配件见表3。

3 孔道压浆

3.1 压浆工艺流程图及原理图(见图1、图2)

注:1.抽真空端排气口阀门;2.接抽真空气机阀门;3.止回排气阀;4.压浆端阀门。

3.2 具体操作及施工技术要求

3.2.1 压浆系统连接及测试

在压浆管道入口及进口处安上密封阀门,在抽真空端以串联的方式将真空泵、三向阀门和出浆孔连接起来。其中,为了便于观察出浆情况,在三向阀门和出浆孔之间采用带筋透明塑料管连接。在压浆端压浆泵通过压浆管与压浆端阀门相连。打开抽真空端阀门,启动真空泵进行抽真空检测。如果压力表显示真空负压力达到-0.08 MPa,停泵1 min后压力表仍维持在-0.08 MPa,则表明管道密封性完好,满足施工要求。

3.2.2水泥浆制备

清洗搅拌设备,使搅拌机内壁充分湿润。按配合比称取搅拌材料,精度控制在±1%以内。首先,在搅拌机中加入实际拌和水量的80%,开动搅拌机,边搅拌边均匀加入全部外加剂,然后加入全部水泥;搅拌2 min后加入余下的20%水,继续搅拌2 min。搅拌均匀后检测流动性,满足要求后使浆液通过网格不大于3 mm×3 mm的过滤网进入储料罐,在储料罐中应继续搅拌浆体以保证其流动性。

3.2.3 压浆操作

启动真空泵进行管道抽真空。真空负压达到-0.08 MPa后,打开压浆端阀门,启动压浆机开始压浆,同时真空泵连续工作,压浆机连续压浆,不得停顿。待真空端的带筋透明塑料管内有浆体出现时,关闭真空机端的真空阀,并关闭真空机。此时,水泥浆会自动从止回排气阀中顺畅流出,被接入废浆液回收器中。当流出的浆液稠度与灌入的浆体稠度相当时,关闭出浆端阀门,压浆泵继续工作,在压浆压力达到0.7 MPa后持荷2 min完成排气泌水,然后关闭压浆泵及灌浆阀门,此时压浆完毕。在浆液初凝前所有的阀门都应处于关闭状态。

4 结语

预应力管道真空压浆就是为了克服传统压浆法不能完全密实而产生的工法。从柳州市柳东大道延长线工程石榴河大桥真空压浆施工项目中体会到,只要将压浆前浆液配比设计、管道制作及压浆操作各道工序控制好,就能达到事半功倍的效果,获得真空压浆施工技术应有的效果。

摘要：预应力管道真空辅助压浆是为避免出现传统压浆存在不能完全密封的质量通病而产生的施工方法。文章从压浆前工作准备和压浆过程控制方面说明应该如何做好压浆施工工作,使真空辅助压浆施工方法达到应有的效果。

真空辅助成型技术 篇8

近年来, 随着我国后张法预应力桥梁的大量建设, 后张法预应力施工技术得到了迅猛发展, 但在梁体预应力管道压浆施工中, 大部分还是采用传统的压力压浆施工技术, 浆体本身和施工工艺带有一定的局限性, 主要表现在三个方面:①采用压力灌入的水泥浆体中常含有气泡, 管道浆体不饱满, 密实度差, 当浆体硬化后, 存集气泡会变为孔隙, 成为自由水的聚集地。这些自由水可能含有有害成分, 易造成预应力筋及构件的腐蚀;②在北方严寒的地区, 由于温度低, 这些自由水会结成冰, 可能会胀裂预应力管道、形成裂缝, 造成严重的后果;③水泥浆容易离析, 析水、干硬后收缩, 产生孔隙, 致使浆体强度不够, 粘接不好, 影响了结构的安全和耐久性, 为桥梁工程的运行留下了质量隐患。因此有必要将传统压浆工艺进行改进, 将真空辅助压浆工艺等技术应用于预应力管道施工中, 使压浆工艺更加完善合理, 从而提高桥梁工程预应力梁体的施工质量。本文结合浦南高速南平城区连接线黄墩大桥工程中的现浇预应力箱梁的预应力管道压浆施工, 介绍真空辅助压浆的施工技术在箱梁施工中的应用。

1 工程概况

浦南高速南平城区连接线黄墩大桥工程, 位于建溪左岸大家厂村至建溪右岸南平市黄墩街道处、捞浆码头西南, 桥梁全长约333m, 主桥为单跨130m的斜拉桥, 桥梁两头引桥为2×35m和1×35m现浇后张法预应力箱梁。桥梁左右幅分离, 单幅宽度10.5m。箱梁梁高1.8m, 采用单箱双室结构, 预应力钢绞线共19束, 预应力管道采用塑料波纹管成孔。箱梁预应力钢绞线的布置详见图1。为了提高本桥现浇箱梁预应力管道压浆施工质量, 本桥南北引桥的2×35m及1×35m箱梁预应力管道压浆均采用真空辅助压浆施工工艺。

2 真空辅助压浆法施工的基本原理

预应力管道真空辅助压浆法施工的基本原理为:在压浆之前, 首先采用真空泵抽吸预应力管道中的空气, 使管道内的真空度达到80%以上, 使之产生-0.06~-0.1MPa的真空度, 然后从管道的另一端用压浆泵将优化后的水泥浆压入预应力管道, 并加以≥0.7MPa的正压力。由于管道内只有极少的空气, 浆体很难形成气泡;同时, 由于管道内与压浆泵之间的正负压力差, 大大提高了管道内浆体的饱满度和密实度;再者, 浆体拌制时减小水灰比, 添加专用的外加剂, 提高了水泥浆的流动度, 从而减小了水泥浆干硬后的收缩, 保证了浆体的可施工性、充盈管道的密实性, 提高了硬化浆体的强度。因此, 真空辅助压浆工艺是提高后张法预应力混凝土结构安全度和耐久性的有效措施。

3 真空辅助压浆施工的原材料及设备

3.1 原材料的选择

真空辅助压浆施工的原材料主要有:水、水泥、外加剂。

(1) 水。本工程拌制水泥浆的水全部采用干净的江水, 其质量指标符合《公路桥涵施工技术规范》 (JTJ041-2000) 对混凝土拌和用水的要求;并且每升水中的氯化物离子或其它任何有机物含量不超过500mg。

(2) 水泥。本工程采用海螺牌42.5级的普通硅酸盐袋装水泥, 其质量指标符合《公路桥涵施工技术规范》 (JTJ041-2000) 对混凝土用水泥的要求。在压浆施工前对水泥品质进行抽检, 并做了与专用管道压浆剂匹配的适应性试验, 水泥品质符合施工要求。

(3) 外加剂。真空辅助压浆浆体应掺加少量后张有粘结预应力混凝土高性能压浆专用外加剂, 本工程选用高效减水专用管道压浆剂FDN-8, 其主要性能是改善水泥浆的性质, 降低水灰比, 减少孔隙、泌水, 消除离析现象, 同时减少和补偿水泥浆在凝结硬化过程的收缩和变形, 防止裂缝的产生。

3.2 水泥浆配合比设计

(1) 水泥浆的性能要求。水泥浆配合比设计是预应力梁体压浆施工的关键之处, 合适的水泥浆应具有以下性能:①和易性好;②硬化后孔隙率低, 渗透性小;③具有一定的膨胀性, 确保孔道填充密实;④高的抗压强度;⑤有效的粘接强度;⑥良好的耐久性。

(2) 配合比的试拌及各项指标。水泥浆配合比通过试拌确定, 其各项指标应满足以下要求:①流动度要求:搅拌后的流动度应小于60s。②水灰比:0.3~0.4。为满足可灌性要求, 一般选用水泥浆的水灰比最好在0.3~0.38之间。③泌水性:小于水泥浆初始体积的2%;四次连续测试结果的平均值小于1%;拌和后24h水泥浆的泌水应能被吸收。④初凝时间6h。⑤体积变化率0~2%。⑥7d龄期强度大于40MPa。⑦浆液温度25℃, 否则浆体容易发生离析。

(3) 浆体配合比确定。根据上述的水泥浆体的各项指标要求, 通过试拌, 最终确定本工程采用水泥浆配合比∶水泥∶水:专用外加剂=1383∶498∶124.5=1∶0.36∶0.09, 各项指标实测试验结果见表1。

3.3 波纹管

本工程混凝土箱梁的预应力管道采用塑料波纹管成孔。塑料波纹管进场后应进行质量检测, 主要内容为:外观、环刚度、局部横向荷载、柔韧性以及抗冲击性, 试验方法及具体技术指标要求应符合《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》 (JT/T529-2004) 规定。

3.4 真空辅助压浆设备

本工程使用2套真空辅助压浆设备, 包括压浆设备和真空辅助设备两种类型。

(1) 压浆设备包括:螺旋强制式压浆泵、1000r/min高速循环水泥浆体搅拌机、计量设备、压力表、储浆桶、过滤器、高压橡胶管、连接头和控制阀。

(2) 真空辅助设备包括:排量为2m3/min的SZ-2型真空泵、压力表、控制盘、压力瓶、加筋透明输浆管、气密阀和气密盖帽。

4 真空辅助压浆施工程序及方法

本工程现浇后张法预应力箱梁的真空辅助压浆的主要施工顺序为:压浆准备工作→安装压浆设备→预应力管道清理→抽真空→水泥浆液拌制→压水泥浆→排出浆液→持压→停止压浆→拆除和清洗真空压浆设备→养护, 压浆质量检验→压浆施工结束。

真空辅助压浆的详细施工程序见图2。

4.1 压浆施工准备工作

本工程箱梁预应力管道采用的是塑料波纹管成孔。在箱梁预应力钢铰线张拉封锚后, 即可开始做压浆的各项准备工作, 包括原材料准备及检测、水泥浆配比试验、施工设备的准备以及压浆前水泥浆的拌制工作。

根据施工规范及预应力钢束的张拉顺序, 每联箱梁预应力管道的压浆顺序应为:从下至上, 两侧对称进行。根据图1所示, 本工程每联或每跨箱梁的预应力管道从最下方管道开始, 每次对称进行2条管道的压浆。故箱梁预应力管道压浆顺序依次为:F3-1、F3-3→F2-1、F2-3→F1-1、F1-3→B1、B4→B2、B3→→F3-2、F2-2、F3-2→T1、T6→T2、T5→T3、T4。

4.2 安装真空辅助压浆设备

各种真空辅助压浆设备布置如图3。

4.3 预应力管道清理

不管采用何种方法进行压浆, 在压浆前都必须进行预应力管道清理。清理时, 把清水压入预应力管道进行冲洗, 除去管道内的砂、石、铁锈等杂物, 然后用高压风吹干, 确保管道畅通、清洁、干爽。

4.4 抽真空

关闭阀门1和3, 打开阀门2和4, 启动真空泵, 观察真空压力表的读数, 应能达到负压力-0.06~-0.10MPa。当孔道内的真空度保持稳定时 (真空度越高越好) , 停泵2min, 若压力表读数保持不变即认为管道密闭良好, 满足真空压浆条件。

4.5 拌制水泥浆

拌制水泥浆之前, 加水空转数分钟, 使搅拌机内壁充分湿润, 再将搅拌机内的积水倒净。拌制好的水泥浆要能做到基本卸净。水泥浆的拌制程序及要求如下:

(1) 首先将称量好的水、真空压浆外加剂倒入搅拌机, 搅拌2min。

(2) 将水泥倒入搅拌机中, 搅拌3 min, 出料。

(3) 水泥浆出料后应尽量马上泵送, 否则要不停地搅拌。

(4) 必须严格控制用水量, 否则多加的水将全部泌出, 易造成管道顶端有空隙。

(5) 对未及时使用而降低了流动性的水泥浆, 应废弃, 严禁采用增加水的方法来增加水泥浆的流动性。

4.6 制作试块

在进行预应力箱梁管道压浆时, 每一工作班应留取不少于三组的70.7mm×70.7mm×70.7mm立方体试件, 标准养护7d、28d, 测定其抗压强度。试块7d和28d的强度应分别不小于30MPa和50MPa。

4.7 压浆

每条管道压浆的具体操作步骤如下:

(1) 将水泥浆加到储浆罐中, 引到压浆泵, 在压浆泵高压橡胶管出口压出浆体, 待这些浆体浓度与压浆泵中的浓度一样时, 关掉压浆泵, 将高压橡胺管出口端接到管道的压浆管上, 扎牢。

(2) 关掉阀门①, 启开真空泵, 当真空值达到并维持在-0.06~-0.10 MPa值时, 打开阀门①, 启动压浆泵, 开始压浆, 压浆过程中真空泵保持连续工作。

(3) 待抽真空端的透明塑料管内有浆体经过时, 关掉真空泵前端的阀门④, 关掉真空泵, 水泥浆会自动从“止回排气阀门③”中顺畅流出, 待稠度与灌入的浆体相当时, 关闭抽真空端的阀门①。

(4) 关闭阀门2之后, 压浆泵继续工作, 压力达到0.7 MPa左右, 持压2min, 完成排气和泌水, 使管道内浆体密实饱满, 关闭压浆泵及压浆阀门, 完成压浆工作。

4.8 拆除和清洗真空压浆设备

拆卸外接管路, 清洗真空泵的空气滤清器及管路阀门, 清洗压浆及所有沾有水泥浆的设备和附件。

4.9 养护

压浆过程及压浆后48h内, 结构混凝土的温度不得低于5℃, 否则应采取保温措施。当气温高于35℃时, 压浆施工应在夜间气温较低时进行。

5 压浆施工结果

(1) 通过现场试验水泥净浆各项指标及送检水泥净浆试块, 全桥箱梁水泥净浆试块的7d时间抗压强度均超过30MPa, 28d抗压强度均超过50MPa, 符合设计和施工规范要求。

(2) 补压时, 出浆端压力较大, 通过钢绞线间隙泌出水分及稀浆, 可喷出4m远。补压结束以泌水基本排空为度, 稳压时间达到规范要求。

(3) 管道清洗吹干较仔细, 每条管道压浆使用时间较为均匀一致。

(4) 拆除两端球阀观察, 锚垫板上进、排浆孔水泥浆较为硬实, 不流淌, 用手指按压, 能够留下模糊指印。

(5) 采用真空压浆工艺施工后, 各条预应力孔道中均没有出现过管道堵塞、压浆不饱满的情况。

6 结语

通过本工程预应力箱梁的压浆施工结果表明, 与传统的普通压力压浆施工工艺相比, 真空辅助压浆施工工艺具有以下优点:

(1) 可消除气泡的产生;在压浆之前, 管道中90%的空气被抽出;

(2) 可消除混在稀浆中的气泡, 减少有害水分的聚积地;

(3) 能提供均匀、密实的灰浆, 灌满率在99%以上;

(4) 真空压浆工艺能提供连续、快速的施工, 缩短压浆时间, 加快工程施工进度。

总之, 真空压浆施工工艺具有较高水平的质量控制效果, 再加上采用合理配合比的水泥浆, 真空辅助压浆技术能保证预应力管道压浆的均匀性, 形成一个密实、不透水的保护层, 并能消除孔隙, 从而提高后张法预应力混凝土结构安全度和耐久性。因此真空压浆技术是确保桥梁预应力管道高质量压浆的一项施工技术。

摘要：为了促进真空辅助压浆施工技术在桥梁预应力管道施工中的应用, 文章结合浦南高速南平城区连接线黄墩大桥工程中的现浇预应力箱梁施工实例, 详细介绍真空辅助压浆法施工的基本原理, 浆体原材料选择、配合比设计, 压浆施工设备, 压浆施工程序及方法以及压浆结果, 希望能为今后的类似桥梁工程施工提供借鉴。

关键词：真空辅助,压浆技术,预应力箱梁,应用

参考文献

[1]JTJ041-2000, 公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社, 2000.

[2]张世平.桥梁预应力孔道真空辅助压浆施工技术[J].科技资讯, 2007 (11) .75-76.