陈星光，张 永

(广东交科检测有限公司,广州 510550)

0 引言

预应力孔道压浆具有保护预应力钢筋不外露使其免遭或缓遭锈蚀，保证预应力混凝土结构安全，延长大桥使用寿命；使预应力钢筋与混凝土良好结合, 保证预应力的有效传递，使预应力钢筋与混凝土共同承受荷载；消除预应力混凝土结构在反复荷载作用下，由于应力变化对锚具造成的疲劳破坏，提高结构的可靠度和耐久性等作用。但由于传统的压浆材料和工艺存在很多不确定因素，使得后张预应力孔道压浆的工程质量一直是一个薄弱环节。结构的细部设计、管道材料和成型的方式、水泥浆所用材料品质的优劣、技术与工艺的合理性、机具设备的可靠性，以及施工中的组织与管理是否得当，都会直接或间接地对压浆的质量产生影响，而这些影响最终必然会在结构的耐久性方面反映出来。

成功的压浆必须建立在可靠的材料品质基础上，传统的压浆浆液品质经大量工程实践证明并不是十分可靠。如果压浆浆液的性能不佳，很容易在管道内产生空洞，即使采用二次压浆的方法，也不能完全保证管道内水泥浆的密实性。《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T 3650-2020)(简称“新桥规”)基于预应力混凝土结构的安全性、可靠性和耐久性，对后张法预应力孔道压浆浆液的性能指标作了较大的调整，提出了较高的技术要求。如何保证压浆浆液的性能指标，对试验人员来说是个新的挑战。笔者结合多年试验检测经验，总结了压浆浆液试配检测过程中的注意事项，旨在为提高压浆质量提供帮助。

1 压浆料配合比设计

后张孔道压浆料配合比设计还没有一个专门的规程依据，新桥规只规定了水胶比为0.26～0.28。根据配合比设计的原理，常用的设计方法主要有体积法和质量法两种。体积法的优点是准确、适用面较广，缺点是需要精确测定原材料的表观密度；质量法的优点是简单易学，缺点是误差相对较大，当材料密度变化时体积也会发生变化，需频繁校正。为了配合比设计更加准确，建议设计时采用体积法。

1.1 体积法

(1)压浆剂掺量：内掺10%,即mc=9m压。

(2)水胶比=0.28，即mw=2.8m压。

(3)ρc=3 100kg/m3,ρ压=2 400kg/m3,ρw=1 000kg/m3。

(4)α=1，可以根据体积法计算式得：

式中：mc—每m3压浆浆液的水泥用量(kg/m3)；

m压—每m3压浆浆液的压浆剂用量(kg/m3)；

mw—每m3压浆浆液的用水量(kg/m3)；

ρc—水泥密度(kg/m3)；

ρ压—压浆剂密度(kg/m3)；

ρw—水的密度(kg/m3)。

经计算得：m压=162kg,mc=1 458kg,mw=454kg。

每m3的压浆料用量见表1。

表1 压浆料配合比材料用量(体积法)

1.2 质量法

(1)每m3压浆浆液假定质量可取2 050～2 100kg/m3，一般取2 100kg/m3。

(2)压浆剂掺量：内掺10%,即mc=9m压。

(3)水胶比=0.28，即mw=2.8m压。

根据质量法计算式得：

mc+m压+mw=2 100

式中：mc—每m3压浆浆液的水泥用量(kg/m3)；

m压—每m3压浆浆液的压浆剂用量(kg/m3)；

mw—每m3压浆浆液的用水量(kg/m3)。

经计算得：m压=164kg，mc=1 477kg,mw=459kg。

每m3压浆料用量见表2。

表2 压浆料配合比材料用量(质量法)

2 试验检测应注意的问题

近年来，对后张法孔道压浆浆液性能指标越来越重视。专用的压浆剂和商品化的压浆料应用越来越广，但在近年来的使用当中，也发现不少问题，需要特别注意。

2.1 水胶比

新桥规规定后张法孔道压浆浆液水胶比为0.26～0.28，大多情况都用0.28的水胶比，而且往往自始至终都用0.28。这样会造成压浆浆液性能指标不合格，出现泌水、离析等质量问题。如此低的水胶比要做到高流动度，需要靠高减水率的减水剂来实现，实际上就造成水泥与减水剂非常敏感。

无论采用压浆剂和袋装水泥配制压浆浆液，还是采用商品化的压浆料配制压浆浆液，都必须用水泥，然而水泥会受到存放时间和存放条件的影响，标准稠度用水量、凝结时间、强度等指标均可能发生变化。水泥是活性物质,水泥细粉会与空气中水蒸气和CO2发生化学反应，造成水泥颗粒中大部分未水化的被已水化的部分包裹,发挥不了作用。这种水泥活性的衰减随着水泥矿物组成、细度不同，水泥贮存环境(空气含水量、环境温度、空气流动度、水泥与空气接触的面积)不同而不同。水泥存放时间短则影响不大，但如长时间存放也可能发生量变到质变的变化。

压浆用的水泥或压浆料往往存放时间较长，这种水泥活性随存放时间及环境影响而波动，造成与减水剂的敏感性在低水胶比下被放大，往往表现在开始压浆浆液质量很好，用一段时间后，压浆浆液出现泌水等质量问题。对此建议采取以下措施：

(1)增加抽检频率，适时微调水胶比，采用0.27或0.26的水胶比。

(2)适当降低压浆剂的掺量。

(3)水泥或商品压浆料一批不要进太多，可分批进，以改善存放环境，减少水泥活性衰减。

2.2 流动度

2.2.1 高速搅拌设备

新桥规共有18项检测指标，并附有统一的检测方法和检测仪器。但相关规范对高速搅拌设备没有统一的规定(表3)。

表3 压浆设备性能

表3所列的要求范围太大，且给出的是线速度参数，而实际的仪器是转速控制。所以规范给出的线速度参数不利于实际操作，造成选择困难，随意性较大。市场上销售的高速搅拌设备种类很多，有带底座的、带升降杆的、分体的、一体的等，实际使用时容易盲目选用搅拌设备。对不同的搅拌设备也容易按差不多的转速拌制浆液，导致同一种材料在不同的试验室检测出来的指标差异较大。实践表明，流动度测试结果与高速搅拌设备密切相关，需要科学使用，才能检测出准确的数据。

2.2.2 线速度

在搅拌叶片直径一定的情况下，随着转速的提高，线速度也相应提高。当线速度小于11m/s时，所测流动度变化较明显；当线速度达到11m/s以后，流动度检测结果的变化已趋于稳定状态，浆体搅拌质量也已充分搅拌均匀，且色泽一致，无分层、泌水等现象，此时再提升转速，即线速度提升，反而使浆液更容易溅出，给试验操作带来不便，故浆体搅拌最佳线速度建议控制在11～12m/s较适宜。

2.2.3 不同搅拌设备的转速选择

目前市场上的高速搅拌设备型号、样式不统一，需根据统一的合理线速度计算出其相应的转速，最大程度地保证不同搅拌设备检测出来浆液指标统一性。不同搅拌设备的搅拌叶片直径大小不一，需要根据叶片直径大小及一定的线速度计算出需要的转速，不同叶片半径的搅拌设备转速选择见表4。

表4 转速选择

2.3 细度

《公路工程预应力孔道灌浆料(剂)》(JT/T946-2014)中对细度的相关要求见表5。

表5 灌浆剂及灌浆料细度性能指标

很多压浆剂和压浆料都采用了超细纳米掺合料，平均粒度为3μm左右。这些超细纳米掺合料在人工干筛时，由于相互摩擦或静电吸附，很难通过筛孔，造成细度过大的假象。这时需要通过人工水筛，才能准确测出其实际的细度；或采用激光粒度分布仪测试，也能检测出其细度。

2.4 膨胀率

膨胀率一般采用《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG 3420-2020)中T 0518-2020方法测试(图1)，但在工地现场不好测试，不利于现场质量控制。可以采用如图2所示的快速测试方法进行质量控制：取洁净干燥的空啤酒瓶，把拌制好的浆液缓慢灌入瓶中，直至自由溢出即可，静止观测其是否膨胀，如浆液硬化后能凸出瓶口1cm左右，即可判断为合格。如没有凸出甚至往下凹，说明浆液质量不合格，应找出原因，及时改正。

图1 新桥规附录C4测试方法

图2 快速测试方法

3 结语

桥规规定的后张法预应力孔道压浆材料，水胶比较小，一般为0.26～0.28，浆体流动性好、稳定性好、微膨胀、充盈度好，最大程度保证了工程质量。实践表明，只有充分掌握科学的配合比设计和试验方法，才能保证预应力孔道灌浆质量，从根本上解决预应力压浆中存在的浆体泌水、不饱满、不密实、空洞等问题，确保结构物的耐久性、安全性，从而延长结构物的使用寿命。