后张预应力孔道灌浆料的研究

10 0.31 19 19 0
12 0.29 18 18 0

表 3 CGM-11以10%内掺于太行水泥时孔道灌浆料的基本性能
初始流动度 s 19 3h毛细泌水率 % 0
30min流动度 s 19 7d抗压强度 MPa 56.9
初凝时间 h: min 7: 45 28d抗压强度 MPa 71.2
终凝时间 h: min 8: 30 电通量 C 1202
24h自由膨胀率 % 1 氯离子含量 % 0.01

3.2 孔道灌浆料的体积稳定性
孔道灌浆料主要是通过填充预应力筋与混凝土结构之间的空隙，充当预应力筋与有害离子之间的屏障，从而达到保护预应力筋的目的。不同于含有集料的砂浆和混凝土，孔道灌浆料的收缩相对较大，当其由于收缩而产生裂缝时，便会失去其应有的屏障作用，因此，孔道灌浆料的体积稳定性是极为关键的性能参数。下文试验采用Shrinkage-Cone测试仪重点对孔道灌浆料的体积稳定性进行了研究。
CGM-11以10%重量比例内掺于太行水泥，制得孔道灌浆料，水胶比采用0.31，Shrinkage-Cone对其从拌合成型直至28d龄期的体积变化情况测试结果见图2（实验室温度232℃，相对湿度80%）。
图2全面地反映了孔道灌浆料从拌合成型直到28d的体积变化情况：孔道灌浆料从拌合成型开始，1d之内便产生快速膨胀，24h时体积变化率为0.94%，1d后体积变化相对稳定，28d时体积变化率为0.98%，其间有0.04%的微膨胀产生，证明孔道灌浆料的膨胀组分恰到好处地弥补了其中后期的硬化收缩。孔道灌浆料的膨胀量大小的控制是很重要的，这主要是通过不同膨胀组分的加入和调节来实现的。通过早期膨胀组分和中后期膨胀组分的加入，孔道灌浆料可分别获得相应的早期塑性膨胀和中后期的硬化膨胀，从而弥补其随龄期而产生的收缩。孔道灌浆料各时期的膨胀量均应适当：早期膨胀量过大，会牺牲孔道灌浆料的密实性，不利于材料强度和抗渗性；早期膨胀量过小，会导致灌浆孔道内某些特殊部位填充不密实。中后期膨胀量过大，则会导致孔道内部的局部应力集中；中后期膨胀量过小，则不足以弥补孔道灌浆料的硬化收缩从而导致开裂。
孔道灌浆料膨胀时间的控制很重要，如果膨胀发生在孔道灌浆料灌注之前，那么它将达不到补偿收缩的目的。图2右下方内嵌小图更为清晰地反映了孔道灌浆料从拌合成型开始直至24h的体积变化情况：孔道灌浆料从拌合成型开始，在1h时仅产生0.04%的自由膨胀量，其后自由膨胀量开始稳步增大，在6h时达到0.91%的自由膨胀量，然后膨胀量增加放缓，24h时自由膨胀量为0.94%。由此可见，孔道灌浆料的自由膨胀主要产生于其加水拌合后1h至6h之间的时间段内，在这个时间段内产生的自由膨胀非常有利于孔道灌浆料的灌注施工。

图 2 CGM-11以10%内掺于太行水泥时孔道灌浆料的体积变化率

4 结论
（1）本文参考FDOT规范，对铁道部TB/T3192-2008《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》进行改进，提出了更为严格、全面的孔道灌浆料性能改进指标。并在此改进指标的指导下，进行了CGM-11孔道压浆剂与太行水泥的配合试验研究。
（2）当CGM-11以10%的重量比例内掺于太行水泥时，在0.31的水胶比下制得的孔道灌浆料基本性能优异，其中3h毛细泌水率为0%、电通量和氯离子含量分别仅为1202C和0.01%，远低于改进指标。
（3）德国schleibinger公司的Shrinkage-Cone测试仪，可连续地测试孔道灌浆料从拌合成型直至中后期硬化阶段的体积变化率，因而测试结果更为准确、科学。数据显示：孔道灌浆料早期的塑性膨胀主要集中在1h与6h之间，有利于实际灌注施工；孔道灌浆料在中后期的硬化过程中仍然有微膨胀作用，因而体积稳定性良好。

参考文献
JTJ041-2000，公路桥涵施工技术规范S.
GB50204-2002，混凝土结构工程施工质量验收规范S.
TB/T3192-2008，铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件S.
PTI Committee on Grouting Specifications. Guide Specification for Grouting of Post-tensioned StructuresZ. America: Post-Tensioning Institute, 2003.
Florida Department of Transportation. FDOT Standard SpecificationsZ. America: Florida Department of Transportation, 2002.
ASTM C1202-97, Standard Test Method for Electrical Indication of Concrete’s Ability to Resist Chloride Ion penetrationS.

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