龔金機(jī)、郭志杰

（華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，海南 儋州 571700）

0 引言

隨著我國橋梁工程的發(fā)展，公路工程中預(yù)應(yīng)力橋梁比例不斷提高，預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料在后張法橋梁施工中已得到廣泛應(yīng)用，其經(jīng)歷了從現(xiàn)場(chǎng)配制壓漿料到工廠化批量生產(chǎn)專用壓漿料的過程，對(duì)壓漿料的試驗(yàn)檢測(cè)也越來越重視，但是目前關(guān)于預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料的規(guī)范不統(tǒng)一，試驗(yàn)步驟穿插在不同的規(guī)范里面，給試驗(yàn)員造成一定的困惑，現(xiàn)就預(yù)應(yīng)力壓漿料試驗(yàn)的一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)結(jié)合規(guī)范分析預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料試驗(yàn)檢測(cè)的幾點(diǎn)問題。

1 壓漿料參考的規(guī)范和檢測(cè)指標(biāo)

跟壓漿料試驗(yàn)相關(guān)的規(guī)范主要有《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3650—2020）、《公路工程預(yù)應(yīng)力孔道灌漿料（劑）》（JT/T946—2014）、《預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑》（GB∕T25182—2010）、《鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁管道壓漿技術(shù)條件》（TB/T3192—2008）。

這幾本規(guī)范都給出預(yù)應(yīng)力孔道壓（灌）漿料漿液試驗(yàn)項(xiàng)目和性能指標(biāo)，但是里面指標(biāo)又不完全一致，如表1所示，試驗(yàn)員在規(guī)范選擇上存在一定的爭議和困惑。

表1 不同的規(guī)范對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道壓（灌）漿料漿液性能指標(biāo)要求

《預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑》（GB/T25182—2010）是十一年前的規(guī)范，適用于灌（壓）漿劑，《鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁管道壓漿技術(shù)條件》（TB/T3192—2008）適用于鐵道行業(yè)，《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3650—2020）和《公路工程預(yù)應(yīng)力孔道灌漿料（劑）》（JT/T 946—2014）比較適用于公路工程的壓漿料試驗(yàn)。

2 壓漿料制漿問題

《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（JTG 3420—2020）在T0517-2020中寫了兩種制漿方式，一種是低速攪拌，即采用行星式膠砂攪拌機(jī)，另一種是高速攪拌。

在《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3650—2020）條文說明里明確指出水膠比小于0.28以內(nèi)的凈漿攪拌采用高速攪拌。使用后張法預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料要求的水膠比為0.26～0.28，故需要選用高速攪拌。即便選用高速攪拌，不同的規(guī)范寫的攪拌方式和速度要求不一樣，如表2所示。

表2 不同的規(guī)范對(duì)壓漿料漿液制取攪拌方式和速度要求

為了探討不同制漿方式對(duì)流動(dòng)度的影響，對(duì)某項(xiàng)目三個(gè)備選壓漿料廠家的壓漿料按不同的攪拌方式制漿進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)，見表3。

表3 不同的漿液制取攪拌方式和速度下的初始流動(dòng)度

可見按方法1和方法2制取的漿液初始流動(dòng)度差別不大，方法3漿液初始流動(dòng)度比方法1和方法2較差，原因是80%的水與壓漿料發(fā)生水化熱反應(yīng)，經(jīng)高速攪拌后形成漿體，后加的20%水比較難融入漿體中，而且總的高速攪拌只有1min，漿體比較黏稠，初始流動(dòng)度不理想。方法1雖然漿體初始流動(dòng)度跟方法2差不多，但是剛開始只加1/2的水，加入壓漿料后，底部與水接觸的壓漿料成團(tuán)，部分黏附在轉(zhuǎn)盤上，攪拌困難，對(duì)儀器轉(zhuǎn)軸損傷較大。推薦使用方法2的攪拌順序和速度，漿液均勻，流動(dòng)度較優(yōu)。

3 線速度與轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換

目前試驗(yàn)室大多采用水泥壓漿高速攪拌機(jī)，部分試驗(yàn)室使用分散攪拌機(jī)，需配有調(diào)速控制器。

規(guī)范里攪拌速度寫的是線速度，但是試驗(yàn)室使用的儀器設(shè)備控制器一般只顯示轉(zhuǎn)速，需要進(jìn)行線速度與轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換。線速度和轉(zhuǎn)速關(guān)系公式如式（1）：

式（1）中：n為轉(zhuǎn)速（單位r/min）；

V為線速度（單位m/s）；

r為轉(zhuǎn)盤半徑；2r即為轉(zhuǎn)盤直徑(單位m)。以SYJ-10型水泥壓漿高速攪拌機(jī)和試驗(yàn)室用智能分散機(jī)為例，用直尺量取攪拌葉片直徑均為95mm。線速度2.5m/s～5.0m/s，按公式計(jì)算出轉(zhuǎn)速就是500r/min～1000r/min，線速度15.0m/s～20.0m/s按公式計(jì)算轉(zhuǎn)速就是3000r/min～4000r/min。

4 流動(dòng)度試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)溫度

《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3650—2020）表7.9.3寫明流動(dòng)度25℃，但是《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（JTG3420—2020）關(guān)于水泥凈漿流動(dòng)度試驗(yàn)的要求是室溫20℃±2℃。由于做凝結(jié)時(shí)間、試塊成型和抗折抗壓試驗(yàn)都按照室溫20℃±2℃，那么《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3650—2020）表7.9.3中應(yīng)該把25℃去掉或者改成20℃±2℃以達(dá)到一致性和體現(xiàn)規(guī)范的嚴(yán)謹(jǐn)性。

4.2 30min和60min流動(dòng)度

《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（JTG 3420—2020）中水泥漿體流動(dòng)度的測(cè)定方法中并未給出30min和60min漿液流動(dòng)度的測(cè)定方法，此處參照《公路工程預(yù)應(yīng)力孔道灌漿料（劑）》（JT/T946—2014）附錄A，具體內(nèi)容如下：

A.2.2 初始流動(dòng)度測(cè)試完畢，將所有水泥漿轉(zhuǎn)入攪拌器，靜置30min（從加水?dāng)嚢钑r(shí)開始計(jì)算），然后以不低于15m/s的轉(zhuǎn)速攪拌2min，測(cè)試其30min流動(dòng)度。連續(xù)測(cè)定兩次（精確至0.1s)，取其平均值（精確至1s）作為30min流動(dòng)度。

A.2.3 初始或30min流動(dòng)度測(cè)試完畢，將所有水泥漿轉(zhuǎn)入攪拌鍋，靜置60min（從加水?dāng)嚢钑r(shí)開始計(jì)算），以不低于15m/s的轉(zhuǎn)速攪拌2min，測(cè)試其60min流動(dòng)度。連續(xù)測(cè)定兩次（精確至0.1s)，取其平均值（精確至1s）作為60min流動(dòng)度。

因此，《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3650—2020）表7.9.3中流動(dòng)度測(cè)定的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)僅寫《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（JTG3420—2020）不夠完整，建議加上《公路工程預(yù)應(yīng)力孔道灌漿料（劑）》（JT/T946—2014）附錄A的A.2.2和A.2.3內(nèi)容。

4.3 平行試驗(yàn)

《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（JTG 3420—2020）T0508—2005水泥漿體流動(dòng)度試驗(yàn)方法中的4.5提到“同一種材料至少進(jìn)行兩次試驗(yàn)，且漿體不得重復(fù)使用”。但是《公路工程預(yù)應(yīng)力孔道灌漿料（劑）》（JT/T946—2014）中對(duì)初始流動(dòng)度平行測(cè)定沒有寫明，30min和60min流動(dòng)度測(cè)定分別是“連續(xù)測(cè)定兩次”。在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)，用同一鍋料連續(xù)測(cè)定兩次的時(shí)候，第二次的流動(dòng)度值都比第一次流動(dòng)度值大，建議拌制兩鍋料，分別進(jìn)行試驗(yàn)。

5 試模的選擇、試塊成型與養(yǎng)護(hù)

由于壓漿漿液流動(dòng)度大，倒入40mm×40mm×160mm的鐵制試模的時(shí)候往往會(huì)出現(xiàn)漏漿的情況，有的試驗(yàn)員直接給試模外側(cè)堵一層壓漿料或者水泥干粉，這是不可取的，因?yàn)楦傻膲簼{料會(huì)吸取漿液的水分，影響漿液性能。有的試驗(yàn)員為了避免漏漿采用塑料試模，然而由于壓漿料有微膨脹性能，塑料試模剛性不夠，容易變形，試塊也跟著變形，而且脫模的時(shí)候總會(huì)被卡住，用脫模氣泵也很難把試塊吹出來，部分試件在脫模過程中容易產(chǎn)生磕碰導(dǎo)致缺棱掉角。正確的做法是采用鐵制試模，用干性黃油涂覆試模的外接縫防止漏漿。

《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3650—2020）表7.9.3中抗折抗壓試驗(yàn)要求采用《水泥膠砂強(qiáng)度檢測(cè)方法（ISO法）》（GB/T17671—1999），這是針對(duì)已到齡期試件的試驗(yàn)方法。另外，試驗(yàn)員在成型試塊時(shí)需要參照《公路工程預(yù)應(yīng)力孔道灌漿料（劑）》（JT/T 946—2014）中的5.2.12：先將制備好的壓漿漿液倒入40mm×40mm×160mm試模，靜置水泥漿初凝后，刮掉表面多余的水泥漿，24h拆模后放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室于水中養(yǎng)護(hù)至試驗(yàn)齡期，再按照《水泥膠砂強(qiáng)度檢測(cè)方法（ISO法）》（GB/T17671—1999）進(jìn)行試驗(yàn)和計(jì)算。

在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)靜置水泥漿初凝后再刮掉表面多余的水泥漿會(huì)造成壓漿料試件表面粗糙，邊緣不平滑，如果稍微有點(diǎn)縫隙會(huì)降低抗折強(qiáng)度。在臨近初凝，水泥漿還有一定的流動(dòng)性時(shí)刮除表面漿液，以保持試塊表面平整光滑比較好。

6 抗折抗壓試驗(yàn)

在實(shí)踐中會(huì)發(fā)現(xiàn)，無論是試驗(yàn)室成型的壓漿試塊還是現(xiàn)場(chǎng)壓漿成型的壓漿試塊，其抗折抗壓結(jié)果容易出現(xiàn)無效的情況，即使是同一批壓漿液，同一個(gè)試驗(yàn)員，相同的制作工藝，相同的養(yǎng)護(hù)條件，相同的試驗(yàn)方式，其試塊間的強(qiáng)度區(qū)別還是很大，容易造成結(jié)果無效。為此查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，發(fā)現(xiàn)這是普遍存在的現(xiàn)象，有學(xué)者通過對(duì)水泥膠砂和預(yù)應(yīng)力孔道壓漿試塊內(nèi)部的范德華力和化學(xué)鍵進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)兩者的破壞方式和機(jī)理不盡相同，強(qiáng)度區(qū)間不同，偏差的區(qū)間也不同，將評(píng)價(jià)水泥膠砂強(qiáng)度的方法用于評(píng)價(jià)預(yù)應(yīng)力孔道壓漿強(qiáng)度評(píng)定是不太合適的，應(yīng)尋找另外一種標(biāo)準(zhǔn)來用于預(yù)應(yīng)力孔道壓漿液強(qiáng)度的評(píng)定[1]。建議把結(jié)果判定異常值的剔除從平均值的±10%提高到±20%。

通過某在建項(xiàng)目備選的四個(gè)廠家的壓漿料進(jìn)行多批次跟蹤試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，其中有一個(gè)廠家的抗折和抗壓結(jié)果比較穩(wěn)定，也會(huì)偶爾出現(xiàn)無效的情況，但是出現(xiàn)的概率比其他三個(gè)廠家少，其價(jià)格也比另外三家高?？梢妷簼{料抗折抗壓強(qiáng)度離散性大的情況也是可以改善的，關(guān)鍵是在廠家的摻和料調(diào)配技術(shù)。目前，有很多對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料的研究，比如以普通硅酸鹽水泥為基礎(chǔ)，把硫鋁酸鹽水泥摻入其中，研究不同復(fù)摻比例對(duì)孔道壓漿料流動(dòng)度、抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度的影響，初步確定孔道壓漿料的基準(zhǔn)配合比。通過得到的基準(zhǔn)配合比，分別對(duì)粉煤灰、礦粉、精細(xì)沉珠進(jìn)行試驗(yàn)，研究三種材料對(duì)孔道壓漿料的性能影響。研究納米硅灰、超強(qiáng)吸水樹脂(SAP)、聚乙烯醇(PVA)、橡膠粉四種材料對(duì)抗折強(qiáng)度的影響，并確定四個(gè)因素的最佳配比。同時(shí)配合外加劑的使用得到符合規(guī)范要求的壓漿料[2]。

《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3650—2020）表7.9.3下面的條文說明對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道壓漿漿液的性能指標(biāo)提出較高的技術(shù)要求，通過幾年的推廣應(yīng)用和工程實(shí)踐，證明這些技術(shù)要求在實(shí)際工程中不僅能做到，而且對(duì)提供橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性和耐久性，保證工程質(zhì)量，均具有良好的促進(jìn)作用。目前的預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料抗折抗壓強(qiáng)度離散性大的問題，相信在不久的將來也能得到改進(jìn)。

7 結(jié)語

孔道壓漿材料的性能是影響孔道壓漿質(zhì)量的主要因素，而孔道壓漿的質(zhì)量直接影響結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料朝商品化和綠色化發(fā)展，需要用有效的試驗(yàn)檢測(cè)手段進(jìn)行篩選，相關(guān)的試驗(yàn)檢測(cè)規(guī)范規(guī)程也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，希望能發(fā)布適合商品壓漿料試驗(yàn)檢測(cè)方面的規(guī)范規(guī)程，以指導(dǎo)試驗(yàn)檢測(cè)人員更好地開展壓漿材料質(zhì)量把關(guān)工作。