预应力管道高性能灌浆材料CHIDGE CG100应用报告-湖北中桥靳洪允
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专利名称:后张法预应力管道真空灌浆或压浆预制材料及其制备方法
专利类型:发明专利
发明人:侯书恩,靳洪允,黄玉娟,黄丹,张晓霞
申请号:CN200910062916.9
申请日:20090630
公开号:CN101602589A
公开日:
20091216
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种后张法预应力管道真空灌浆或压浆预制材料及其制备方法。
该预制材料包括的组分以及各组分在预制材料中的重量百分含量分别为:硅酸盐水泥65~95%、高效减水剂0.01~3%、稳定剂0~1%、缓凝剂0.05~5%、膨胀剂1~20%、阻锈剂0.2~2%、引气剂0.01~1%、矿物材料0~30%。
将硅酸盐水泥、高效减水剂、稳定剂、缓凝剂、膨胀剂、阻锈剂、引气剂和矿物材料按比例混匀即得到后张法预应力管道真空灌浆或压浆预制材料。
该预制材料与pH值为中性的水按水灰比为0.24~0.32的比例混合搅拌均匀后即可使用,所得到的灌浆料水灰比低,流动性好,不泌水,不分层,可泵送性好,且本预制材料制备方法简单,原料来源广泛。
申请人:中国地质大学(武汉)
地址:430074 湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号
国籍:CN
代理机构:武汉华旭知识产权事务所
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H-60预应力管道压浆剂在现代建筑和桥梁工程中,预应力技术的应用日益广泛,而 H-60预应力管道压浆剂作为其中的关键材料,发挥着至关重要的作用。
它不仅能够增强预应力筋与混凝土之间的粘结力,还能有效地防止预应力筋的锈蚀,提高结构的耐久性和安全性。
H-60 预应力管道压浆剂是一种经过精心研发和调配的高性能外加剂。
其主要成分包括水泥、膨胀剂、减水剂、增稠剂等多种材料。
这些成分相互协同作用,赋予了压浆剂优异的性能。
首先,水泥是压浆剂的主要胶凝材料,提供了强度和稳定性。
优质的水泥能够确保压浆剂在固化后具有足够的抗压强度,从而为预应力筋提供可靠的支撑。
膨胀剂的加入则是为了解决水泥浆在固化过程中可能出现的收缩问题。
它能够使浆体在凝固时产生适量的膨胀,补偿收缩,从而有效填充预应力管道的空隙,避免出现空洞和裂缝,提高管道的密封性。
减水剂的作用在于减少用水量,在不降低浆体性能的前提下,增加其流动性和可灌注性。
这使得压浆剂能够更轻松地填充到复杂的预应力管道中,确保无死角灌注。
增稠剂则可以调整浆体的粘度,防止其在灌注过程中出现离析和泌水现象,保证浆体的均匀性和稳定性。
H-60 预应力管道压浆剂具有一系列显著的优点。
其一,它具有出色的流动性。
在施工过程中,能够顺畅地通过管道,迅速填充到各个角落,大大提高了施工效率。
其二,具有较高的强度。
固化后的浆体能够承受较大的压力和拉力,为预应力结构提供了可靠的保障。
其三,良好的抗渗性。
可以有效地阻止水分和有害物质的侵入,保护预应力筋不受腐蚀。
其四,稳定性好。
在储存和使用过程中,性能不易发生变化,保证了工程质量的稳定性。
在实际应用中,H-60 预应力管道压浆剂的使用需要严格遵循一定的施工工艺和规范。
首先,要对原材料进行严格的质量控制,确保水泥、外加剂等材料符合相关标准。
在搅拌过程中,要控制好搅拌时间和速度,保证浆体均匀混合。
灌注时,要注意压力和速度的控制,避免压力过大导致管道破裂或压力过小无法充分填充。
预应力管道专用压浆材料的应用摘要:预应力孔道专用压浆材料经过不断地科学试验,成功的适用于施工建设当中,孔道专用压浆材料取代普通压浆料后,施工现场减少配置程序、便于控制水胶比、保证施工质量。
与普通压浆料相比,更能体现出:质量好、效率高、操作简便快捷。
关键词:预应力孔道压浆;质量;施工0引言随着国家经济的不断发展,科学技术的日益进步,对于预应力孔道压浆设备、施工工艺技术的要求及质量标准进一步提高。
针对预应力孔道压浆浆液配置、浆液性能技术指标做了新的规定,避免压浆过程中出现:浆液不均匀、压浆不饱满、压浆后浆液泌水严重、浆体收缩等问题。
从孔道专用压浆材料从成分、质量、工艺、经济成本等几方面与普通试配压浆料做一阐述和对比。
1原材料要求1.1 水泥采用性能稳定、强度等级不低于42.5的低碱硅酸盐或低碱普通硅酸盐水泥,水泥性能符合规范要求。
1.2 外加剂应与水具有良好的相容性,且不得含有氯盐、亚硝酸或其他对预应力筋有腐蚀作用的成分。
减水剂应采用高效减水剂,且应满足现行国家标准《混凝土外加剂》(GB8076)中高效减水剂一等品的要求,其减水率不小于20%。
1.3 矿粉掺合料的品种宜为Ⅰ级粉煤灰、磨细矿渣粉或硅粉,并应符合<《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011>规范第6.15.8条的规定。
1.4 水不应含有对预应力筋或水泥有害的成分,每升水中不得含有350mg以上的氯化物离子或任何一种其他有机物,宜采用符合国家国家卫生标准的清水饮用水。
1.5 膨胀剂宜为钙矾石系或复合型膨胀剂,不得采用以铝粉为膨胀源的膨胀剂或总碱量0.075%以上的高碱膨胀剂。
1.6 压浆料中的氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0.06%,不表面积不应大于350㎡/Kg,三氧化硫含量不应超过6.0%。
1.7孔道专用压浆材料主要由:性能稳定,强度不低于42.5的低减硅酸盐水泥或低减普通硅酸盐水泥;与水泥具有良好相容性,不含氯盐等,对预应力筋有腐蚀作用成份的高效减水剂(减水率不小于20%);矿物掺和料(Ι级粉煤灰、磨细矿渣粉或硅粉);膨胀剂组成粉剂袋装。
桥梁预应力管道压浆施工质量控制技术及应用摘要:文章着重从压浆浆体材料性能指标要求、检测其性能的试验方法,及管道压浆施工质量实时动态监测两个方面介绍管道压浆施工质量控制技术以及工程应用。
关键词:预应力;压浆;质量;控制;应用预应力管道压浆密实性好坏对桥梁的耐久性具有重要影响。
为了加强对桥梁施工质量的过程控制,消除施工过程中的质量缺陷,对预应力桥梁的预应力管道(波纹管)的注浆质量检测,是确保桥梁施工质量达到设计要求和合理受力状态的一个重要控制环节。
由于管道压浆工作不具备透明性,并且受诸多因素的影响,所以出现问题的时候修复工作开展起来相当困难。
考虑到这个原因,就需要在施工过程中保证其质量。
达到设计要求的注浆质量可以使预应力钢绞线充分发挥作用;存在注浆质量缺陷时会出现锚头应力集中和随时间推移的预应力损失现象,且会改变梁体的设计受力状态,降低桥的承载力,从而影响桥梁的使用寿命。
因此预应力管道的注浆质量检测是保证桥梁施工质量的重要措施。
1预应力管道压浆质量病害原因真空压浆技术已经被广泛应用,但在很多工程中,管道压浆不够密实。
在桥梁工程施工存在的问题受到预应力管道压浆浆体的性能及压浆工作原理的影响。
1.1管道压浆浆体性能我国对管道压浆的规范要求比发达国家的要求偏低:①我国对压浆浆体的要求强调强度和流动性,桥梁受力需进行传递,这就要求压浆浆体的强度,而要对管道压浆进行施工则要求浆体的流动性。
国内对混凝土拌合物单位面积的平均泌水量对混凝土拌合物含水量之比(沁水率)则不甚要求。
在一些发达地区(日本、美国、欧洲)对压浆工程的要求是不沁水。
现在我国的桥和涵洞施工时要求压浆浆体泌水量对混凝土拌合物含水量之比一般为2%,且不能超过3%,并且全天吸收。
如果沁水现象在桥梁向上弯起的弯矩区域集中,则此处在管道压浆工程结束之后空隙会显而易见。
②测试压浆浆体的性能的方法有待进一步改进。
欧洲研究显示,压浆浆体是以侵润的方式进入钢绞线的,这样在各股刚线之间空隙中出现浸润液体在细管里升高的现象,从而形成沁水,致使浆体稳定性消失并且沁水性能减弱。
预应力管道压浆料实验方法预应力管道压浆料实验方法拓达TD-C21预应力管道压剂料完全符合公路桥涵新标准:JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范》。
拓达TD-C21预应力管道压浆料先后服务于中铁十局京沪高铁第三施工处、中交二航局、中交三航局、中国十五冶、中铁24局、中铁25局、核工业西北工程建设总公司北京分公司等其性能受到客户的信赖。
一、产品特点1.流动性好,初始流速小于17s,无收缩、自密实、强度高,不泌水、不分层。
2.耐久性好,系无机灌浆料,不存在老化,对钢筋无锈蚀,耐久坚固。
3.压浆具有饱满早强、微膨胀等特性。
4.产品具有高充盈性,可一次性压浆施工,管道内浆体密实无孔隙。
5.预应力钢筋不锈蚀,与混凝土粘结牢固、防锈阻锈、低碱无氯、粘接度高、绿色环保。
6.使用方便,直接加水即可使用。
二、技术指标执行标准JTG/T F50-2011《公路桥梁施工技术规范》三、实验搅拌方法该实验需用转速2000转/min拌,称取料管道压浆料3000g,先加水680g在胶砂搅拌机中高速搅拌3分钟,然后测试即可,若现场没有高速搅拌机,可以选择用胶砂搅拌机搅拌,但流速会相应延长。
用胶砂搅拌机搅拌的具体步骤如下:实验步骤:称取管道压浆料3000g;加水580g慢搅1min,然后快搅5min;后加水100g快搅3min;再加水160g慢搅1min;测试即可。
四、使用方法1、预应力筋的制作,锚具、夹具等的安装,预应力的施加,压浆等应满足设计要求,符合客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件的规定。
2.拌制预应力管道压浆剂水泥浆的参考水灰比,建议0.26-0.28,实际水灰比需据试验确定。
在搅拌机中加入实际拌合水的80%-90% ,开动搅拌机,均匀加入全部管道压浆料。
全部粉料加入慢速搅拌2min,然后快速搅拌1min,加入剩下的10%-20%的拌合水,继续搅拌1min。
3.水泥浆自搅拌至压入孔道的延续时间,视气温情况而定,一般在30-45min范围内。
预应力管道灌浆检测方法介绍摘要:在预应力混凝土梁的制作中,预应力管道灌浆的密实度质晟保证重要的因素之•: 否则,会加速结构的劣化,严重时其至造成安全隐患和垮桥等恶性啡故,从而造成社会绍济的损失。
因此本文在大量的研究皋础z I••提出了预应力管道灌浆定性检测、定位测试等行之有效的新方法。
关键词:注浆饱满度、全氏衰减法、全氏波速法、传递函数法、定位测试、冲击回波、孔道灌浆质最1引言预应力钢绞线要在桥梁使川过程中确保氏期发挥作用,达到设计要求,孔道压浆的质最效果是乖要的影响因素之一。
如果压浆不密实,水和空气的进入使得处于高度张拉状态的钢绞线材料易发生腐蚀,造成冇效预应力降低。
严重时,钢绞线会发生断裂,从而极大地彫响桥梁的耐久性、安全性;此外,压浆质鼠缺陷还会导致混凝上应力集中致使破坏,进而改变梁体的设讣受力状态,从而影响桥梁的使用塔命。
建于1953年的英国Ynys-Gwas桥梁于1985年突然倒塌,建于1957年的美国康涅狄格州的Bissell大桥于1992年炸毁重建。
英原因均在于预应力钢筋锈蚀导致桥的安全度下降。
我国某高速公路三座预应力梁桥,纵向预应力孔道中无压浆的截面占调査总数的14. 5%,横向预应力无压浆截面则占到47. 6%。
氏期以來,研究人员开发了多种测试方法。
按测试所采用的媒介來分,大致可以分为:1)基于放射线(X光)的检测方法;2)荃于电磁波的检测方法(如电磁雷达):3)茶于超声波的检测方法:4)基于冲击弹性波的检测方法一般来说,基于X光成像的检测技术稍度较舄,但测试设备复杂,检测成本高, 难以大范用检测。
电磁雷达则受钢筋影响大,对缺陷不敏感、测试将度低。
超声波法和冲击弹性波法尽管从理论匕能够检测灌浆密实度,但迄今为止尚无简捷可徐的、实川化的针对灌浆密实度的无损检测技术和设备。
在此,我们综合了国内外以及我们研发的多种技术,提出新的灌浆密实度检测方法,梵授大的特点在于既可以快速定性测试,也能够对有问题的管道进行缺陷定位,从而达到了测试效率和梢度的最优化。
工艺工法QC高性能预应力管道压浆剂真空灌浆施工工法(后张法预应力)高性能预应力管道压浆剂真空灌浆施工工法1、前言随着我国基础建设的发展,预应力混凝土结构因其显著的技术经济优势在大型桥梁结构中广泛应用。
然而,有粘结预应力混凝土的所有优点都必须建立在预应力筋与结构混凝土粘结完好的基础之上。
因此,管道灌浆质量的好坏,将直接影响整个预应力混凝土结构的耐久性和安全性,管道灌浆已成为预应力混凝土结构施工过程中的一道关键工序。
目前在管道灌浆施工中浆液质量不高,压浆不饱满已成为预应力混凝土的主要病害之一。
新的《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)对后张预应力管道压浆施工进行了修订,提高了后张预应力管道压浆的材料性能、设备要求、技术工艺要求及质量标准。
我公司在桥梁工程施工中,针对传统的预应力管道灌浆材料及灌浆工艺造成的管道内浆体不饱满、不密实的问题,通过试验室试验、施工现场实践进行了深入的应用研究,在施工中采用了中冶武汉冶金建筑研究院有限公司生产的CAS高性能灌浆材料,并辅以真空灌浆工艺,取得了良好的效果。
通过几个工程的实施,我们深入了解并高度认可了该新型灌浆材料的技术特性,同时完善了真空灌浆工艺技术,为预应力结构灌浆的饱满性、密实度及耐久性提供了有力的保证,提高了预应力混凝土结构施工的整体质量,经总结形成了该工法。
2、工法特点2.1该新型压浆材料由水泥、专用外加剂,并辅以多种矿物改性组分和高分子聚合物材料配合组成,具有低水胶比、高流动性、零泌水、微膨胀、耐久性好等特点,是一种性能优异的预应力孔道压浆材料。
2.2该材料制作的浆体均匀、稳定,稠度损失较小,浆体流动性较好,有利于压浆顺利进行,同时早期强度上升较快,后期强度较高。
该材料的各项性能指标符合新的《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF/50-2011)的各项要求。
2.3使用该材料制浆工艺简单、方便,可直接加水使用,有利于配比精确,不易出现人为上的制浆计量较大误差,从而保证了浆体的质量。
浅谈CG-100新型灌浆料在泰州长江公路大桥的应用作者:段乾虔陈启平来源:《科技创业月刊》 2013年第6期段乾虔陈启平(江苏省交通工程集团有限公司江苏镇江212200)摘要:泰州大桥D01标采用的CG-100新型预应力管道灌浆料具有产品质量稳定、流动保持性良好、无泌水、微膨胀,能更有效填充管道,对超长管道灌浆有明显优势,解决了传统的水泥浆现场拌制施工工艺中存在的灌浆不饱满、浆体不密实的质量通病,对解决预应力桥梁的工程质量、延长预应力桥梁的安全使用寿命具有重要意义。
关键词:CG-100灌浆料;水灰比;泌水率;强度中图分类号:U41文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1665-2272.2013.06.072 1工程背景泰州大桥D01标为跨江大桥南引桥,全长1628.285m。
全桥S07号墩~S52号台共八联46孔。
第一至六联为预应力砼简支T梁,共有40mT梁350片,30mT梁168片;第七至八联为等截面预应力混凝土连续箱梁。
在前期施工过程中采用的是传统的水泥浆灌浆料,施工时采用水泥、水、减水剂、膨胀剂、增稠剂等现场配置,主要用于墩帽预应力管道灌浆以及前期施工的100余片预制T梁预应力管道灌浆。
众所周知现场配置的灌浆材料必须满足:水灰比为0.40-0.45,掺入适量的减水剂,可以减小到0.35;灌浆料最大泌水率不得超过3%,泌水应在24h内重新被灰浆吸收;灌浆料的粘稠度应控制在14-18s;灌浆料在凝固前具备一定的膨胀作用;灌浆料试块的抗压强度不低于30Mpa。
现场采用水泥、各种外加剂和水配置灌浆料,通常存在各种外加剂兼容性不良、水泥与减水剂适应性差等问题,易造成孔道灌浆存在以下严重问题:①浆体质量稳定性差、流动性差、流动性损失快,体积稳定性不良;②新拌浆体泌水大,易离析分层,浆体中微沫多,流动性不好,凝结时间不适中,浆体压降时往往不顺畅,易堵管,施工速度慢,孔道也很难成饱满状态等;③硬化后浆体不密实,气泡、针隙类孔隙多,与预应力筋粘结不结实,浆体中甚至有断纹,孔道不饱满,高点处浆体起粉等。
预应力管道高性能灌浆材料
CHIDGE CG-100
研究项目简介
湖北中桥科技有限公司技术部主任/博士靳洪允
一、前言
随着经济的快速发展,我国公路和铁路建设进入一个迅猛发展的时期,其中桥梁所占的比例越来越大。
保证桥梁的使用寿命,使桥梁预应力管道灌浆密实,减少预应力损失,并防止钢筋锈蚀,是大型桥梁建设的关键性技术问题。
在预应力结构中,灌浆材料质量的好坏将直接影响结构的安全性和可靠性。
在预应力管道灌浆领域,国内外进行了大量的研究。
在早期,预应力管道灌浆所使用的灌浆料一般为现场配制,施工时,采用水泥、水、减水剂、膨胀剂等进行现场配制,此做法通常存在各种外加剂兼容性不良、水泥与减水剂适应性差等问题,造成管道灌浆时浆体质量稳定性差、流动性差、流动性损失快、体积稳定性不良、硬化后浆体不密实、与预应力筋粘结不实等问题。
国外已经严令禁止现场配制罐浆料。
近年来,对现场配制的传统灌浆料进行了一定的改善,采用水泥、水和外加剂包进行配制,有效解决现场各种外加剂兼容性不良的问题,但由于各个地方用于生产水泥的原料性不同,生产出来的水泥差异很大,因而水泥与外加剂包适应性差的问题仍然存在。
国外已经开发了工厂预制灌浆料并大规模应用于工程实际,而国内应用较少。
低水灰比、高流动度、0泌水是灌浆材料的关键技术指标。
不同类型水泥生产工艺和水泥矿物组分不尽相同,水泥理论水灰比在0.23-0.25之间。
在灌浆料的制浆过程中,为了获得必要的流动性,现有施工中常用的水灰比在0.33-0.45之间,比水泥水化的理论用水量超出很多,多余的水必然泌出,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,这将大大减少混凝土抵抗荷载的实际有效断面,影响灌浆料硬化后的后期强度和耐久性,造成安全隐患。
目前关于灌浆材料的低水灰比研究,国内外研究人员进行了大量理论和试验研究,结果表明:水灰比大于0.28时必然产生泌水。
二、成果的创新性
湖北中桥科技有限公司研究团队经过3年的刻苦攻关,通过大量试验室研究工作和工业化试验,采用高效聚羧酸减水剂、新型高分子聚合物稳定剂、国产水泥和超细矿物改性组分进行复合,解决了浆体流动性、泌水和收缩等难题,开发出了具有自主知识产权的大型桥梁用预应力管道高性能灌浆材料的产品配方和生产工艺(国家发明专利申请号:2010101124516)。
CG-100预应力管道高性能灌浆材料采用特殊复合矿物改性组分提高灌浆材料的流动性能,在水灰比0.27时,浆体初始流动度最低10秒、60分钟后流动度25秒以内,浆料不离析、不分层、不泌水。
该研究在国内属于开创性的研究课题,材料的研制成功将有望结束传统的灌浆施工工艺,对于解决预应力桥梁的工程质量问题,延长预应力桥梁的使用寿命都具有重要意义。
目前,已经制定了该产品的企业标准,在交通运输部公路科学研究院监制下顺利投产,产品经交通运输部质量监督检测中心检验合格。
2009 年12 月1 日,由交通运输部科技司主持的“预应力管道高性能灌浆材料研究项目技术鉴定会”在北京召开。
由交通运输部总工程师周海涛教授、凤懋润教授等9 名专家组成鉴定委员会,通过了交通运输部科技司组织的成果鉴定(交科鉴字[2009]第23 号),鉴定专家组一致认定该项成果总体达到国际领先水平。
专家委员会一致认为:湖北中桥科技有限公司的预应力管道高性能灌浆材料技术研究成果具有创新性和自主知识产权,解决了灌浆材料浆体流动性、稳定性和耐久性等关键技术难题,中桥-CG100 的研制成功将彻底改变我国传统的灌浆施工工艺,对于解决预应力桥梁的工程质量问题,延长预应力桥梁的使用寿命都具有重要意义。
推广应用意义深远,经济效益和社会效益显著。
主要创新点有:
(1)研发了具有自主知识产权的特殊超细矿物改性组分。
(2)研发了水泥基管道灌浆材料配方。
(3)研发了预应力管道高性能灌浆材料的制备工艺,研制了相关的工艺设备和检测设备,制定了企业标准。
湖北中桥科技有限公司开发的预应力管道高性能灌浆材料与国内
外灌浆材料相比具有以下明显优势:
(1)工厂预制产品,产品质量稳定,现场施工只需加水搅拌即可,有利于控制现场灌浆质量;
(2)水灰比低至0.27时流动性、流动性保持等施工性能优良(流动度达10-17秒),无泌水、微膨胀,能更有效填充管道,对于超长管道灌浆有明显优势;并且,湖北中桥科技有限公司制定的企业标准中流动度、30min 流动度、泌水率等主要技术指标规定高于欧洲、美国标准;
(3)经检测,硬化浆体抗渗性能和抗冻性能高于国外产品指标;
(4)该灌浆材料不含氯盐或其它类对预应力索有腐蚀性的组分,对预应力钢筋和钢绞线等提供额外防腐保护。
三、成果的推广应用
目前,湖北省“十一五”规划建设的交通重点建设项目——湖北荆岳长江公路大桥全线使用CG-100预应力管道高性能灌浆材料,中交武汉港湾工程设计研究院全程跟踪,进行了多角度的应用研究。
使用CG-100
预应力管道高性能灌浆材料的制浆时加料速度快、制浆顺利,初始流动度最低为10s,施工效率和质量都有保障。
根据破损检验结果,CG-100预应力管道高性能灌浆材料用于超长预应力管道灌浆(320米长索构件)均能保证灌浆充实度,可灌性能优于国外产品。
目前,江苏泰州大桥、长湘高速、九江二桥、杭瑞高速、麻武高速、大随高速、十白高速、广甘高速、南京四桥、宜巴高速等正在使用CG-100预应力管道高性能灌浆材料,应用效果良好。
专家预测,未来几年我国桥梁新增2000km,需求灌浆材料约200万吨;而国内目前没有相应的工厂预制管道灌浆材料产品,主要依赖进口;本研究产品经中华人民共和国交通运输部公路科学研究院监制和检验。
本项目的研究成果将解决采用水泥浆现场拌制的传统灌浆施工工艺中
存在的灌浆不饱满、浆体不密实的质量通病,对于解决预应力桥梁的工程质量、延长预应力桥梁的安全使用寿命具有重要意义。
表1为湖北中桥科技有限公司()企业标准中
CG-100预应力管道高性能灌浆材料的技术指标。