孔道压浆材料试验及技术研究
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摘要
随着预应力混凝土技术的日趋成熟，预应力混凝土结构在工程中得到了大量的应用，孔道压浆作为后张法预应力结构施工工艺中一道极为重要的工序，越来越受到学者和工程界人员的关注，孔道压浆一旦出现质量问题，将严重的影响预应力结构的安全性、耐久性和可靠性。本文依托南宁外环高速公路中的桥梁工程，对压浆料性能及压浆工艺进行了研究。
本文通过阅读国内外文献、室内试验、理论分析和工程实际应用，对后张法预应力孔道压浆技术进行了比较深入的研究。主要内容包括：原材料的选取及技术评价分析、新拌浆液的性能试验（流动度、自由泌水率和膨胀率、充盈度、抗折抗压强度）、正交试验设计优选最佳配合比、温湿度及搅拌转速对浆液性能的影响、抗腐蚀能力试验及孔道压浆施工工艺和质量控制标准研究。
文章首先对南宁外环高速公路目前所用原材料（水泥、压浆剂及试验用水）性能进行分析，选用HR水泥对其压浆剂性能进行了验证，然后通过3因素3水平的正交试验和方差分析确定了最佳配合比及优选原材料。将所选择的优质原材料和最佳配合比在一定的环境条件下进行了温湿度、搅拌机转速、加速腐蚀试验研究与验证，分析了能用于施工的最佳选择。最后结合实体工程，介绍了具体的施工工艺注意事项和要点质量控制，根据检测结果对工程质量进行了评价分析。
试验研究及分析表明，只要合适的选取压浆原材料及各种掺量的比例、注意各种外界不利因素的影响、掌握符合实际的压浆工艺，孔道压浆的质量状况就能得到可靠的保障，消除存在于预应力混凝土结构中的工程隐患。
With the development of prestressed concrete technology，prestressed concretestructure has been immensely applied in the project. As the extremely importantconstruction technology process in post-tensioning method prestress structure, ductgrouting has attracted lots of Scholars and engineering personnel attentions. Onceduct grouting incurs problems，the structure safety、durability and reliability willbe in danger during the using ages. Based on the bridge engineering of Nanning loopfreeway，this article mainly discusses the performance of grouts and its groutingtechnology.
Through researching on papers home and abroad , laboratory testing, theoreticalanalysis and engineering experience , this paper has deeply researched the technologyof duct grouting with post-tensioning structure. The main contents include: the rawmaterial-selecting and technology assessment、the new mixed grout`s performancetest(fluidity、free bleeding rate and expansion ratio、filling volume、flexural andcompressive strength)、the orthogonal design of optimum mixture ratio、the influenceon size performance of temperature and humidity and mixer speed、the anti-corrosioncapacity test as well as duct grouting techniques and quality control standard.
At first, the paper analysis the raw materials(cement、grouting material and water)of Nanning loop freeway, use HR cement calculation on working performance ofvarious grouting materials. Then, optimum mixture ratio and optimal raw materialswere determined based on variance analysis method and orthogonal test whichcontains of 3 factors and 3 levels. mixing these optimal raw materials with optimummixture ratio, research and verification temperature、humidity、mixer speed、accelerated corrosion test how to affect size performance under certainenvironmental conditions, recommend for the best choice to duct groutingconstructions. Finally, combined with the field experimentation research in realproject, construction cautions and quality control points are introduced in detail,through detection results the article carries out a comprehensive evaluation andanalysis on duct grouting quality.
Experimental study shows that quality status of duct grouting can obtain reliableguarantees if we choose proper raw materials、determine optimum mixture ratio、paymore attention to the adverse effect of the external factors、master correct constructionmethod. Thus, various engineering hidden dangers will no longer exist in prestressedconcrete structure.
本文通过阅读国内外文献、室内试验、理论分析和工程实际应用，对后张法预应力孔道压浆技术进行了比较深入的研究。主要内容包括：原材料的选取及技术评价分析、新拌浆液的性能试验（流动度、自由泌水率和膨胀率、充盈度、抗折抗压强度）、正交试验设计优选最佳配合比、温湿度及搅拌转速对浆液性能的影响、抗腐蚀能力试验及孔道压浆施工工艺和质量控制标准研究。
文章首先对南宁外环高速公路目前所用原材料（水泥、压浆剂及试验用水）性能进行分析，选用HR水泥对其压浆剂性能进行了验证，然后通过3因素3水平的正交试验和方差分析确定了最佳配合比及优选原材料。将所选择的优质原材料和最佳配合比在一定的环境条件下进行了温湿度、搅拌机转速、加速腐蚀试验研究与验证，分析了能用于施工的最佳选择。最后结合实体工程，介绍了具体的施工工艺注意事项和要点质量控制，根据检测结果对工程质量进行了评价分析。
试验研究及分析表明，只要合适的选取压浆原材料及各种掺量的比例、注意各种外界不利因素的影响、掌握符合实际的压浆工艺，孔道压浆的质量状况就能得到可靠的保障，消除存在于预应力混凝土结构中的工程隐患。
With the development of prestressed concrete technology，prestressed concretestructure has been immensely applied in the project. As the extremely importantconstruction technology process in post-tensioning method prestress structure, ductgrouting has attracted lots of Scholars and engineering personnel attentions. Onceduct grouting incurs problems，the structure safety、durability and reliability willbe in danger during the using ages. Based on the bridge engineering of Nanning loopfreeway，this article mainly discusses the performance of grouts and its groutingtechnology.
Through researching on papers home and abroad , laboratory testing, theoreticalanalysis and engineering experience , this paper has deeply researched the technologyof duct grouting with post-tensioning structure. The main contents include: the rawmaterial-selecting and technology assessment、the new mixed grout`s performancetest(fluidity、free bleeding rate and expansion ratio、filling volume、flexural andcompressive strength)、the orthogonal design of optimum mixture ratio、the influenceon size performance of temperature and humidity and mixer speed、the anti-corrosioncapacity test as well as duct grouting techniques and quality control standard.
At first, the paper analysis the raw materials(cement、grouting material and water)of Nanning loop freeway, use HR cement calculation on working performance ofvarious grouting materials. Then, optimum mixture ratio and optimal raw materialswere determined based on variance analysis method and orthogonal test whichcontains of 3 factors and 3 levels. mixing these optimal raw materials with optimummixture ratio, research and verification temperature、humidity、mixer speed、accelerated corrosion test how to affect size performance under certainenvironmental conditions, recommend for the best choice to duct groutingconstructions. Finally, combined with the field experimentation research in realproject, construction cautions and quality control points are introduced in detail,through detection results the article carries out a comprehensive evaluation andanalysis on duct grouting quality.
Experimental study shows that quality status of duct grouting can obtain reliableguarantees if we choose proper raw materials、determine optimum mixture ratio、paymore attention to the adverse effect of the external factors、master correct constructionmethod. Thus, various engineering hidden dangers will no longer exist in prestressedconcrete structure.
引文
[1]邢开幕．国内外工程灌浆的发展现状[J]．地基基础工程1995，2
[2] Issa，Camille A，Debs，Pauls．Experimental studyof epoxy repairing of cracksin concrete[J]．Construction and Building Materials，2007(21)
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[4] JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范[S]．北京：人民交通出版社，2011，8-1
[5] R．J woodward，collapse of a Segmental Post—Tensioned concrete Bridge[J]，Concret Bridge Design and Maintenance：Steel Corrosion in Concrete，1989
[6]徐向峰．孔道压浆性能试验及施工质量的研究[D]．[东南大学硕士学位论文].南京：东南大学，2005
[7] BEN C GERWICK，JR．CONSTRUCTlON 0F PRESTRESSED CONCRETESTRUCTURES[M]第二版，黄棠，王能远等译．北京：中国铁道出版社．1999
[8] Narong Thasnanipan,Zaw Z．Aye，Chanchai Submaneewong，WanchaiTeparaska．Performance of Toe—Grouted Large Bored Pile In Sand—GravelFormation of Chiang Mai City,Northern Thailand[R]．Proceedings-NinthInternational Conference on Piling and Deep Foundations，2002，Nice，France，(DFI)
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[12]吕志涛，刘钊，孟少平等．浅论我国预应力混凝土梁桥的技术与发展[J]．桥梁建设，2001
[13]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
[14] JA J．Schokker J E．Breen，M E．Kreger，Simulated Field Testing of HighPerformance Grouts for Post—Tensioning[J]，Journal of Bridge Engineering，2002，3/4
[15]王永安.旧水泥混凝土路面加铺改造实践研究[ J]．华东公路, 2001, ( 1)
[16]蔡喜棉.旧水泥混凝土路面上罩面[ J] .华东公路,2000,( 2)．
[17]刘勇,黄元军.水泥混凝土路面板底灌浆技术研究[J]．湖南交通科技，2004,6
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[19]丁庆军，管学茂，胡曙光．混合材对超细灌浆水泥流变性能的影响[J]．长江科学院院报．2002，4
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[39]程积高．预应力混凝土[M]．水利水电出版社，1989，3
[40]陈建国．波纹管灌浆与预应力混凝土构件的耐久性[J]．建筑施工，2002，6
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[42]何雨薇、程海潜．大跨径连续梁桥纵向预应力筋施工艺研究[J]．交通科技，2003，6
[43]浣令波，潘存军，夏丽．衡阳湘江三桥预应力管道压浆施工[J]，中外公路
[44]吴力宁．梁式桥体外预应力技术几个问题的探讨[J]．桥梁，2002，4
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[49]易荣归，廖宏，廖细雄．预应力灌浆与粘结效果的研究[J]．混凝土，2003，4
[50]张莲枝．后张预应力结构管道压浆密实度的控制[J]．山西建筑，2004，1
[51]李传平，刘耀武，张保合．公路桥梁140米长预应力孔道压浆质量控制[J]．施工技术，2005，34（7）：59-60
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[53]刘家彬，金华．塑料波纹管留孔真空辅助压浆新技术的应用[J]．施工技术，2000，12
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