后张法预应力孔道压浆浆液性能指标标准化作业指导书.docx
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后张法预应力孔道压浆浆液性能指标标准化作业指导书
公路工程试验检测中心有限公司
后张法预应力孔道压浆浆液性能指标标准化作业指导书
一、依据的检测标准及技术要求
（1）《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》（GB/T17671）；
（2）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）；
二、适用范围
适用于城市、公路桥梁施工中所用的后张法预应力孔道压浆浆液性能指标的检测试验。
三、试验目的
检测后张法预应力孔道压浆浆液性能指标，了解压浆浆液性能。
四、试验原理
抗折抗压强度试验：
抗拆强度试验一般采用简支梁法进行测定。
对于均质弹性体，将其试样放在两支点上，然后在两支点间的试样上施加集中载荷时，试样将变形或断裂。
由材料力学简支梁的受力分析可得抗折强度，抗拆强度试验加荷形式如图4.1；抗压强度试验取抗折强度试验后的半截试件作试验材料，一般都采用轴心受压的形式。
图4.1 抗拆强度试验加荷图
流动度：
反映的是孔道压浆浆液的流动性，由于压浆施工过程是连续的，一般压浆的施工持续时间为30min左右，且不易超过40min，压浆过程连续一次性完成，中途不得停止，所以对孔道压浆浆液的流动度持续性保留性提出很高的要求．
自由泌水率和自由膨胀率：
压浆浆液在制备后的前几个小时内有水泌出，然后随着水泥的逐渐水化凝结会慢慢吸收泌出的自由水，在24小时内自由水被完全吸收。
自由水被水泥水化吸收后，能有效防止由于自由水挥发产生的气孔影响圧浆的实心密实性；圧浆浆液是纯水泥浆完全水化后的体积收缩较大，内部会产生较大的收缩应力。
压浆浆液硬化后的轻微膨胀的目的是为了抵消水泥浆后期收缩产生的收缩应力，避免产生收缩裂缝。
钢丝间泌水率：
模拟施工现场工况，压浆后孔道压浆浆液是包裹在钢绞线的周围，钢绞线中间本身存在间隙，且钢绞线之间的间隙很难被浆体填充，所以压浆浆液会顺着钢绞线间隙泌出，控制钢丝间泌水率是要求压浆液有较强的膨胀来产生渗透性，最大限度填充钢丝间隙，减少浆体中孔隙和气泡造成的结构缺陷．
压力泌水率：
测试掺外加剂的混凝土拌合物的指标，孔道压浆的施工工艺都是压浆机施加气压施工，少数采用真空辅助压浆工艺，所以常压泌水率不能准确反映压浆浆液的泌水情况．所以采用压力泌水率，能很好的反映出压浆浆液的泌水情况．
充盈度：
要求圧浆浆液硬化后充盈度管中不得有厚度超过1mm的泡沫层，或存在直径大于3mm的气囊，或存在体积大于1mL的水，其反映圧浆浆体对孔道的填充度。
五、仪器设备
5.1抗折抗压强度试验
水泥胶砂搅拌机、可卸式三联试模（内腔尺寸为40mm*40mm*160mm，常用试模如图5.1所示）、胶砂振实台、抗折试验机、抗压试验机、抗压夹具。
图5.1 可卸式三联试模
5.2流动度测试仪
流动度测试仪：
流动锥，其装置如图5.2所示。
流动锥的校准：
1725mL±5mL，水流出的时间应为8.0±0.2s
图5.2 流动锥装置示意图（尺寸单位：
mm）
1-点测规;2-水泥浆浆体表面；3-不锈钢制容器；4-流出口（内径13mm）
5.3浆液泌水率和试验容器
试验容器如图5.3所示，用有机玻璃制成，带有密封盖，高120mm，置放于水平面上。
图5.3 浆液泌水率和膨胀率试验容器
1-最初填灌的浆液面；2-水面；3-膨胀后的浆液面
5.4钢丝间泌水率试验容器
试验容器如图5.4所示，用有机玻璃制成，带有密封盖，内径为100mm，高为160mm。
在容器中间置入一根7丝钢绞线。
钢铰线在容器顶露出高度为10-30mm。
图5.4 钢丝间泌水试验示意图
1-7Φ5mm钢铰线；2-静置一段时间后的泌水；3-压浆料
5.5压力泌水率试验容法
1，一个含2块压力表的CO2气瓶，外侧压力表最大读数不小于1.0MPa，最不分度值为0.02MPa，级别为1.5级。
2，压力泌水容器为内径50mm，容积400mL圆柱形不锈钢压力容器，需要进行压力试验，在0.8MPa压力下不会破裂。
其尺寸如图5.5所示。
3，10mL的量筒，分度值为0.2mL。
图5.5压力泌水容器示意图（尺寸单位：
mm）
5.6充盈度试验透明有机玻璃管
试验仪器如图5.6所示，内径为40的透明有机玻璃管，两端的直管夹角为120度，每部分长度为0.5m，两部分通过黏结剂密封黏结，将有机玻璃固定在固定架上。
图5.6充盈度试管
六、试验准备
（1）收集资料。
了解工程概况，结构型式，成型工艺等情况，收集设计图纸等相关工程资料。
（2）制定检测方案。
（3）准备试件生产所需材料和设备，检查压力试验机的性能，玻璃容器的密封效果，满足试验要求。
七、操作规程
7.1抗折抗压强度
7.1.1试件成型
（1）试模成型前将试模擦净，四周的模板与底座的接触面上应涂黄干油，紧密装配，防止漏浆，内壁均匀刷一层机油。
（2）称量水泥与标准砂的重量比为1:
3，水灰比为0.5。
每成型三条试件需要称量水泥450g，标准砂1350g，拌合用水量225mL。
（3）搅拌将标准砂倒入搅拌机的下料漏斗；将水加入搅拌锅内，再加水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置。
按启动按钮后，搅拌机按下列程式进行搅拌：
先低速搅拌30s，在第二个30s开始的同时均匀将砂子加入，然后高速搅拌30s，停拌90s，再高速搅拌60s。
在上述90s停拌的第一个15s内，用一胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中间。
（4）振实将试模和模套固定在振实台上。
用勺子从搅拌锅里取一半胶砂装入试模，用大播料器垂直架在模套顶部沿每个模槽来回将料层播平，接着振实60次。
再将剩余的胶砂装入试模，用小播料器播平，再振实60次。
（5）刮平从振实台上取下试模，放在平台上，用金属直尺以近似90°的角度架在试模模顶的一端，然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。
（6）标记在试模上做标记或加字条标明试件编号和试件相对于振实台的位置。
7.1.2试件养护
试模放入养护箱，养护成型后20-24h脱模，然后将试件水平或竖直放在20℃±1℃水中养护。
脱模前用防水墨汁或颜料笔对试体进行编号和做其它标记，两个龄期以上的试体，在编号时应将同一试模中的三条试体分在两个龄期内。
7.1.3强度测定
（1）抗折强度试验
将试件侧面放在试验机支撑圆柱上，试件长轴垂直于支撑圆柱。
启动试验机，以50±10N/s的速率均匀地加荷，直至折断。
（2）抗压强度试验
将抗折强度试验后的半截试件放入抗压夹具，以试件的侧面作为受压面。
启动试验机，以2400±200N/s的速率均匀地加荷直至破坏。
7.2浆液流动度试验
测定时，先将漏斗调整放平，关上底口活门，将搅拌均匀的浆液倾入漏斗内，直至表面触及点测规下端（1725mL±5mL）；打开活门，让浆液自由流出，测量浆液全部流完时间（s）。
7.3浆液自由泌水率和自由膨胀率试验
往容器内填灌浆液约100mm深，测填灌面高度并记录，然后盖严，置放3h和24h后量测其离析水水面和浆液膨胀面。
7.4钢丝间泌水率试验
试验容器静置于水平面上，将搅拌均匀的浆液注入容器中，注入浆液体积约800mL，并记录浆液准确体积；然后将密封盖盖严，并在中心位置插入钢绞线至容器底部；静置3h后用吸管吸出浆液表面的离析水量，移入10mL的量筒内，测量泌水量V1。
7.5压力泌水率试验
将搅拌均匀的浆液在自加水开始的7min内倒入容积为400mL的压力容器过滤漏斗中，倒入的浆液体积为200mL。
安装并旋紧上端盖，静置10min，上端连接压缩空气，开启压缩空气阀，迅速加压至试验压力。
保持试验压力5min后，关闭压缩空气阀卸压，使漏斗下部泌水管中的泌水全部流出，记录泌水体积，精确至0.2m。
7.6充盈度试验
按规定的方法拌制好浆液后，静置1min，通过流动锥将浆液灌入固定在固定架上的充盈度管中。
充完浆液后，用塑料薄膜封闭圆管的两端，在20℃±3℃的条件下放置7d,观察管内部是否有直径大于3mm的气囊或水蒸气，在管道的两端是否有泡沫层。
八、数据处理
8.1抗折抗压强度
（1）抗折强度
按下式计算（精确值0.1MPa）
式中:
-破坏荷载（N）；
L-支撑圆柱中心距（L=100mm）（mm）；
b-试件正方形截面的边长（b=40mm）。
以三个试件测定值的算术平均值为抗折强度的测定结果，计算至0.1MPa。
当三个强度值中有超出平均值±10%时，应剔除后再取平均值作为抗折强度试验结果。
（2）抗压强度
按下式计算（精确至0.1MPa）:
式中:
-破坏荷载（N）
A-受压面积（40mm*40mm）（mm²）
以6个抗压强度测定值的算术平均值为
试验结果。
如6个测定值中有一个超出6个平均值的±10%，就应剔除这个测定值，而以剩下5个的平均数为结果。
如果5个测定值中再有超过它们平均数±10%的，则此组结果作废。
经验证，第5组测定值超过它们平均数±10%，予以剔除，剔除后数据经验证满足条件，数据整理如下
8.2浆液流动度试验
浆液流动度试验中浆液全部流完时间（s）称为压浆浆液的流动度。
8.3浆液自由泌水率和自由膨胀率试验
量测出离析水水面和浆液膨胀面，然后按下列公式计算泌水率用膨胀率：
泌水率＝
膨胀率＝
。
8.4钢丝间泌水率试验
测量出泌水量V1，然后按下列公式计算钢丝间泌水率：
泌水率＝
式中：
－浆液上部泌水的体积；
－测试前浆液的体积．
8.5压力泌水率试验
记录泌水体积后，压力泌水率按下式计算：
泌水率＝
式中：
－泌水的体积；
－测试前浆液的体积。
8.6充盈度试验
试验完毕后，观察管内部是否有直径大于3mm的气囊或水蒸气，在管道的两端是否有泡沫层。
如果存在厚度超过1mm的泡沫层，或存在直径大于3mm的气囊，或存在体积大于1mL的水，则判定充盈度指标不合格。
8.7浆液性能指标
采用后张预应力孔道压浆，其压浆材料浆液性能指标应满足表8.1要求。
表8.1后张预应力孔道压浆浆液性能指标
项目
性能指标
检验试验方法标准
抗压强度（MPa）
3d
≥20
《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》（GB/T17671）
7d
≥40
28d
≥50
抗折强度（MPa）
3d
≥5
7d
≥6
28d
≥10
流动度（25℃）（s）
初始流动度
10-17
2011版<公路桥涵施工技术规范>附录C3
30min流动度
10-20
60min流动度
10-25
泌水率（%）
24h自由泌水率
0
2011版<公路桥涵施工技术规范>附录C3
3h钢丝间泌水率
0
2011版<公路桥涵施工技术规范>附录C3
压力泌水率（%）
0.22MPa（孔道垂直高度≤1.8m时）
≤2.0
2011版<公路桥涵施工技术规范>附录C3
0.36MPa（孔道垂直高度＞1.8m时）
自由膨胀率（%）
3h
0-2
2011版<公路桥涵施工技术规范>附录C3
24h
0-3
充盈度
合格
2011版<公路桥涵施工技术规范>附录C3
注∶1.有抗冻性要求时，宜在压浆材料中掺用适量引气剂，且含气量宜为1%-3%；
2.有抗渗性要求时，康氯离子渗透的28d电量指标宜小于或等于1500C。
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