陳灼華,梅海軍,周安民
(武漢比鄰科技公司,湖北 武漢 430070)
2011年8月1日,交通運輸部行業(yè)推薦性標準《公路橋涵施工技術規(guī)范》(JTG/T F50-2011)(以下簡稱《規(guī)范》)正式施行。筆者在實際工作中,對《規(guī)范》中P59 ~62 頁“7.9 后張孔道壓漿及封錨”,即專用壓漿料和專用壓漿劑的檢驗操作和產品部分指標,有一些意見,特予陳述。
2.1.1 管(孔)道壓漿料cable grouts
管道壓漿料是由水泥、高效減水劑、微膨脹劑、礦物摻合料等多種材料干拌而成的混合料。它是在施工現場按一定比例與水混合均勻后,用于后張梁預應力管道充填的壓漿材料。
2.1.2 管(孔)道壓漿劑cable grouting agents
管道壓漿劑是由高效減水劑、微膨脹劑、礦物摻合料等多種材料干拌而成的混合劑。它是在施工現場按一定比例與水泥、水混合均勻后,用于后張梁預應力管道充填的壓漿材料。
《規(guī)范》中對壓漿材料作了明確的規(guī)定:水泥強度不低于42.5、堿含量≤0.60%等多項;減水劑不得含氯鹽、亞硝酸鹽等對鋼筋有腐蝕作用的成分,減水率≥20%;礦物摻合料、拌合水也規(guī)定明確;強調不得采用以鋁粉為膨脹源的膨脹劑或總堿含量>0.75%的膨脹劑;C1-≤0.06%,SO3≤6.0%,比表面積>350m2/kg;等等。
見表1。
《規(guī)范》對壓漿漿液的制取在P61頁中指出:“攪拌機的轉速不低于1000r/min,攪拌葉片的形狀應與轉速相匹配,其葉片的線速度不宜小于10m/s,最高線速度宜限制在20m/s 以內,且應滿足在規(guī)定的時間內攪拌均勻的要求。”
讀后便知,這是對施工現場設備的要求,實驗室如何制取漿液呢?《規(guī)范》通篇對此未提及,這就帶來了混亂。
表1 后張預應力孔道壓漿漿液性能指標表
有人從TB/T3192-2008 中套用“漿體攪拌應采用水泥凈漿攪拌機和行星式膠砂攪拌機”,并指出TB/3192-2008 中有規(guī)定,現摘錄如下:
5.21 攪拌方法
應采用行星式膠砂攪拌機,采用手動攪拌方式。
5.2.1.1 管道壓漿料:取3kg 粉劑,放入攪拌鍋中,倒入80%的拌合水,慢速攪拌2min。攪拌均勻后,快速攪拌1min;然后再慢速攪拌,同時將剩余的拌合水完全倒入,再慢速攪拌1min。
5.2.1.2 管道壓漿劑:按壓漿的配比摻量,水泥和壓漿劑共稱取3kg 粉劑,放入攪拌鍋中攪拌1min。然后加水攪拌,攪拌方式同管道壓漿料。
對于這一方法,大多數人不認同,認為鐵路標準不能與公路標準混為一談,強調《規(guī)范》中明確了轉速不低于1000r/min和葉片線速度10 ~20m/s,行星式膠砂攪拌機均達不到其中一項要求。持這一觀點的人群,就從五金機電市場購買轉速在1000r/min 以上的手電鉆,自制葉片、鍋蓋,在釜形鍋中攪拌,制取漿液。但攪拌時間,加料加水的方法和順序,就自行一套;并說,高速攪拌制取的漿液就是不一樣。到底是什么不一樣,沒有人說出個所以然來。
攪拌設備,包括實驗室和施工現場的,《規(guī)范》應予以統(tǒng)一。這是制取漿液的基礎。
《規(guī)范》對施工現場和實驗室制取漿液的攪拌時間均未提及,導致實際操作過程中隨意性大。
在此,還是將TB/T 3192-2008 中攪拌工藝4.3.3.2 抄錄參考:
漿體的攪拌操作順序為:首先在攪拌機中先加入實際拌合水用量的80%~90%,開動攪拌機,均勻加入全部壓漿劑,邊加邊攪拌,然后加入全部水泥。全部粉料加入后再攪拌2min;然后加入剩余的10%~20%的拌合水,繼續(xù)攪拌2min。
《規(guī)范》應規(guī)范實驗室和施工現場漿液的攪拌時間,確保漿液的質量。
由于《規(guī)范》偏重于施工,對實驗室的要求只提供了幾個附錄,導致實驗的操作不好把握。如實驗室制取漿液時,每鍋的用料量就是一個問題。
筆者傾向于每鍋3kg 的粉料和0.26~0.28 的水膠比這個量。這樣每鍋制得的漿液約1900ml。
依此,筆者這樣設計攪拌量,不知能否得到認同。第一鍋做流動度測試(約1725ml);第二鍋做3d、7d 的抗折抗壓強度(約1600ml),可裝40mm×40mm×160mm 標準試模兩組;第三鍋做28d 抗折抗壓強度(約800ml),剩余的漿液做凝結時間(約150ml)和壓力泌水率試驗(約200ml);第四鍋做自由泌水率和自由膨脹率實驗 (約800ml)及鋼絲間泌水率試驗 (約800ml);第五鍋做充盈度試驗(約1256ml)。如果做完流動度的第一鍋漿液可利用,則可少攪拌一鍋。
這樣,可得出做完一套試驗需要的物料約為13~16kg(1kg做化學分析);送檢樣則為:壓漿料32kg,壓漿劑5kg(雙份,供留樣用)。
漿液從攪拌鍋中倒入標準試模后,因為太稀,不能按GB/T17671 的要求上振動臺,只能靜放。待初凝后,用直尺將多余的漿體刮掉,終凝25h 后拆模。(這里有一個問題需要明確,以上過程是在實驗室環(huán)境下完成還是在標準養(yǎng)護箱中完成?)拆模后,迅速將試件放入標準養(yǎng)護室,于水中養(yǎng)護3d、7d、28d,再按GB/T17671 進行實驗和計算。
筆者在試驗中是這樣做的,當漿液注滿試模后,用小刀在漿液中沿試模壁四周劃動一圈,以便漿液與試模壁緊密接觸,再用手抬起試模,在平臺上振動五、六下,然后靜放。不知是否合理?
《規(guī)范》中的流動度是在25℃的條件下,用1725ml±5ml的錐形水泥膠砂稠度儀來測定,筆者認為流動度(25℃)過小:初始10s ~17s,30min10s ~20s,60min10s ~25s;而同類標準TB/T3192-2008 中則是:出機14s ~22s,30min ≤30s。兩者相差懸殊。筆者傾向于后一種。
3.5.1 測試流動度的時間如何界定
《規(guī)范》中未提。有人說從物料加水時計時,GB/T1346 GB/T17671 均是這樣規(guī)定的。有人則不然,以TB/T3192 為例,其5.2.4 規(guī)定:出機流動度測試完畢后,將所有漿體轉入攪拌鍋中放置30min。慢速攪拌1min。測試30min 流動度。
若按后一種說法,60min 流動度的測定則在粉料與水接觸后67min 以上時間后開始進行。因為制取漿液攪拌約5min,測完初始流動度后靜置30min,慢攪1min 后再測試,再靜置30mim,再慢速攪拌1min。然后開始測試。這樣水與物料的接觸時間已超過67min。
3.5.2 60min流動度能否不考查
壓漿料中水泥含量在80%以上,而水泥均按GB175-2007的規(guī)定生產。GB175 中水泥的初凝時間為≥45min。
這樣,《規(guī)范》中壓漿漿液60min 的流動度測定是在粉料加水67min 之后進行,此時水泥的初凝或已開始或已完成,對流動度肯定有影響,甚至很大。有人為了達到60min 較小的流動度,就往漿液中摻加緩凝劑,認為只要符合《規(guī)范》中初凝≥5h,終凝≤24h 的規(guī)定就行。這樣做沒錯,但是否是必須。筆者總有一種潛意識的想法,往混凝土中摻加高分子材料,能不摻盡量不摻,能少摻盡量少摻,但說不出個所以然來。壓漿料多用于重大、特大工程,高分子材料的添加要慎重。
再說,60min 流動度的考察是否是必須的?若不是,能否不考察?若不考查,則少了一些顧慮。
3.5.3 流動度可否定高一點
從《規(guī)范》附錄流動錐試驗可知,1725ml±5ml 的水從流動錐中流出的時間為8.0s±0.2s,其上限8.2s 與漿液流動度下限10s 只有1.2s 之差,60min 之后還是這樣。
流動度的大小直接關系到施工狀況,但并不是越小越好,小到與水不相上下,就讓人質疑,應該有一個度。筆者與制梁場的技術人員聊到此事,他們講只要初始流動度控制在30s 之內,現場還是好用的。此語系一家之言,不可偏信。
筆者傾向于TB/T3192 中的出機18s±4s,30min ≤30s 這個范圍,并以此為依據作了幾組試驗,其他各項指標均能達到《規(guī)范》中的要求。
3.5.4 流動度測試溫度能否定為20℃±2℃
GB/T1346 中6.1、GB/T17671 中4.1 規(guī) 定 試 驗 室 溫 度 為20℃±2℃,GB8076 中6.3 為20℃±3℃,同時所有的材料和設備應在實驗條件下至少靜置24h。若《規(guī)范》中流動度的測試溫度為25℃。這樣就麻煩了,要么重建一個實驗條件,要么原實驗室的工作至少停滯72h。若將實驗室溫度定為20℃±2℃就方便多了,但不知道兩溫度下流動度的差異。
《規(guī)范》中對漿液的抗折抗壓強度規(guī)定了3d、7d、28d 六個指標,可否將7d 的指標除去呢?GB175 是本經典的標準,在2007年實施的版中只規(guī)定了3d、28d 的四個指標,將1d、7d 的指標留給生產企業(yè)自檢。抓住重點,檢測項目盡可能地少是ISO 標準的趨勢?!兑?guī)范》中壓漿料全套檢測項目27 個之多,生產企業(yè)送檢一次,費用少則伍仟,多達壹萬(檢測部門按資質收費)。
筆者認為,壓漿料是在混凝土梁的孔道已形成后的充填物料,因此,壓漿料檢測項目的制定,應抓住其使用特性,即良好的流動性、飽滿的充盈度、不收縮、不泌水、對鋼筋無銹蝕、不低于主體混凝土的強度等。應根據這些特點來制定產品技術指標和檢測方法。
筆者認為《規(guī)范》中還有兩個指標可商榷,一個是28d 的抗折≥10MPa,因為 GB175 中強度等級62.5 的硅酸鹽水泥28d抗折強度是≥8.0MPa;再一個是3h 自由膨脹率是否被24h 自由膨脹率包含?可能是《規(guī)范》的制定者考慮到初凝前終凝前各測一個。還是那句話,是不是必須的。
《規(guī)范》中對壓漿劑的摻量沒有界定一個范圍,筆者查了一下類似的標準,也沒有看到。有人說,內摻10%,叫劑的量一般是這個數。又有人說,《規(guī)范》的流動度那么小,要提高點,內摻15%以內是可以的。筆者做了一些實驗,考慮到內摻10%強度富余大,就內摻30%,除了流動度偏高外,其余指標也合格。有人便說,摻量30%就不是劑了。因標準未明確,叫人無所適從。
《規(guī)范》中明確規(guī)定“不得采用以鋁粉作膨脹源的膨脹劑或總堿量在0.75%以上的高堿膨脹劑”,應該有相應的檢測項目和方法,以消除對預應力鋼絞線和產品的損傷。否則,不如不說。
以上純屬個人觀點,局限性很大,望廣大讀者指正。JTG/T F50—2011 公路橋涵施工技術規(guī)范[S]
[1] 鐵路后張法預應力混凝土梁管道壓漿技術條件
[2] GB175-2007 通用硅酸鹽水泥[S]
[3] GB/T 1346-2011 水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定
[4] 性檢驗方法[S] GB/T17671-1999 水泥膠砂強度檢驗方法(ISO 法)[S]
[5] GB/T17671-1999 水泥膠砂強度檢驗方法(ISO 法)[S]