闽侯二桥工程孔道压浆料性能研究

刘添芳

（福建省永正工程质量检测有限公司，福建 福州 350012）

1 项目介绍

工程建设规模：闽侯二桥工程南起316 国道，自南向北，依次与竹岐大道平交（里程桩号 K0+780），主线上跨南滨江路，跨越闽江，之后上跨北滨江路，终点止于滨城大道（里程号 K3+535）。工程主线全长约3.5 公里，其中闽侯二桥长约2.4 公里，为城市主干道，双向六车道并设人行道和非机动车道，主桥桥梁宽度33.5 米（不含布索区及检修道），跨度280 米。大桥灌浆采用孔道压浆浆液对大桥进行灌浆。

2 原材料

2.1 水泥采用的是福建水泥股份有限公司生产的普通硅酸盐水泥P·O42.5，试验数据见表1

表1 方案一试验结果

表1 水泥各项参数数据

2.2 专用压浆剂采用的是厦门兴纳科技有限公司生产的压浆剂，该试验数据选取水胶比0.28，在高速制浆机转速在1500r/min 搅拌5min 得到[1]，试验结果见表2

表2 方案一试验结果

表2 压浆剂各项参数数据

3 试验方案、试验结果以及试验结果的分析

因压浆料质量的优劣对桥梁结构的耐久性和安全使用性有着直接的影响，因此对压浆料制成的浆液要求通常比较严格，表现在：1、浆液要有高流动性；2、浆液不能有泌水，不能离析分层，不能有沉降；3、凝结时间要适宜，有一定的操作时间；4、浆液硬化后要有一定的补偿收缩的能力；5、浆液硬化后具有一定的强度。本文制定了两个方案进行试验探讨，选取最佳的方案，对压浆料进行搅拌，确保浆液能满足规范的要求[2]。具体方案如下：

3.1 试验方案：

方案一：选择按厂家提供的水胶比即0.28，在转速500r/min、1000r/min、1500r/min 及2000r/min 在不同搅拌时间下进行试验。方案二：在同一转速1500r/min 同一搅拌时间5min 对不同水胶比0.26、0.27、0.28、0.29、0.30 进行试验。

3.2 主要试验介绍

3.2.1 流动度的试验

先将压浆料按比例进行高速搅拌，制成浆液，然后先将仪器漏斗调整至放平，并关上流出口的阀门，将搅拌均匀的压浆料浆液倒入漏斗中，直至表面刚接触到点测规下端即为1725mL±5mL；打开流出口，让浆液能自由流出，同时开始计时，当浆液全部从漏斗中流完的时间称为压浆料浆液的流动度[3]。

3.2.2 浆体自由泌水率和自由膨胀率试验

采用容量为1000mL 的量筒，分度值为1mL，并配有封盖，将搅拌好的压浆浆液倒入量筒内，倒入800mL±10mL，盖上封盖，静置1min 后测得初始高度ɑ1，然后按相同方法测得3h、24d 的泌水面高度ɑ2和水泥浆膨胀面高度ɑ3，精确至0.1mm，通过下式计算出自由泌水率和自由膨胀率。

Bi—i 小时自由泌水率，%；

i—i 小时自由膨胀率，%

3.3 氯离子含量试验

用万分之一天平称取约5g 的压浆料m1，置于400mL 的烧杯中，然后加水50mL 的蒸馏水，充分搅拌均匀，使试样完全分散，边搅拌边加入50mL的（1+2）硝酸，加热煮沸，然后在微沸1min～2min[4]。加入5.00mL 的硝酸银标准溶液，煮沸1min～2min，加入少量滤纸浆。用（1+100）硝酸洗涤过的抽气过滤，收集滤液约200mL 置于锥形瓶中，放置于暗处冷却至25℃以下。加入5mL 硫酸铁铵指标剂，用硫氰酸铵标准溶液滴定至产生红棕色在摇动下不消失为止。记录硫氰酸铵溶液体积V1。当小于0.5mL，用减少一半的试样质量重新试验[5]。不加入试样按上述步骤进行空白试验,记录空白滴定所用硫氰酸铵标准滴定溶液的体积V2。

ω —为氯离子的质量分数，%

3.3.1 试验结果：

表3 方案二试验结果

图1、不同搅拌时间，不同转速与流动时间关系曲线(由表1 得来)

图2、不同搅拌时间，不同转速与3h 自由泌水率关系曲线(由表1 得来)

3.3.2 试验结果分析：

2020年10月01日交通运输部新实施的JTG/T 3650-2020《公路桥涵施工技术规范》，规范中采用较低的水胶比为0.27±0.01，使得浆液的泌水率能达到0%，且要求具有高流动度，不离析，无沉降等和易性；在硬化后要求具有良好的补尝收缩能力能产生微膨胀效果，有较高的强度，因此研究压浆浆体的制备工艺是十分有必要的。

1、从数据上分析，在温湿度一定条件下，用于预应力孔道压浆的高速制浆机转速对浆液的流动度有着非常明显的影响。从500r/min 至2000r/min的过程中，压浆浆液的流动度会大幅度变化，提现在随着转速的增加流动度越大。

2、从表2 可以看出，随着转速的增加，相同的水胶比，压浆材料氯离子含量没有明显的改变，从表4 可以看出，随着水胶比的增加，压浆材料的氯离子含量减少，即转速的快慢对压浆材料氯离子没有影响，影响氯离子含量的主要是压浆材料的组成成份。

表4 方案二试验结果

3、在同样的搅拌时间下，转速增加压浆浆液受到的剪切力也增强，使得浆液中水泥、减水剂、膨胀剂和水能充分的分散，更加均匀，显然外加剂的作用也能充分的发挥，从表1 数据上看，高速制浆机转速在1500r/min 条件下搅拌5min，流动效果较好，无泌水，符合规范初始流动度在10～17s 的要求。

4、从图2 上可以明显得出，制浆过程中在不同是搅拌时间下，转速在1000 至1500r/min 之间，3h 自由泌水率均能符合规范要求。

5、从图3、图4、图5 可以明显得出，在1500r/min 相同转速下，水胶比越高流动度数值越小，抗折强度越低，抗压强度越低。

图3、相同转速不同水胶比的流动度关系图

图4、相同转速不同水胶与自由膨胀率关系

图5 不同水胶比与抗折强度关系曲线

6、综上所述，压浆料0.28 在1500r/min，搅拌时间在5min 时，搅拌得到的浆液最优，所得的浆液均能满足规范要求。

4 总结

最后我们充分利用本次的试验结果，利用工程实际用的压浆料找出最佳搅拌转速及搅拌时间，并在满足规范及相关要求的情况下选择最大水胶比，成功的应用到闽侯二桥工程（桥梁）中，并在该工程孔道压浆的试验段上采取同条件试块进行强度试验，抗折强度14.2MPa、抗压强度61.7MPa 试验结果都能符合相关要求，取得较好的成果，为今后孔道压浆的应用及研究积累了一定的经验。