預應力管道高性能灌漿材料

混凝土橋樑結構預應力管道灌漿質量問題是當前交通基礎設施建設中需要解決的重大技術難題,而預應力管道灌漿材料是其中的關鍵。灌漿材料要求其具有流動度好、泌水率低和微膨脹性。

預應力簡介

混凝土橋樑結構預應力管道灌漿質量問題是當前交通基礎設施建設中需要解決的重大技術難題,而預應力管道灌漿材料是其中的關鍵。灌漿材料要求其具有流動度好、泌水率低和微膨脹性。
湖北中橋科技有限公司研究團隊經過3年的刻苦攻關,通過大量試驗室研究工作和工業化試驗,採用高效聚羧酸減水劑、新型高分子聚合物穩定劑、國產水泥和超細礦物改性組分進行複合,解決了漿體流動性、泌水和收縮等難題,開發出了具有自主智慧財產權的大型橋樑用預應力管道高性能灌漿材料的產品配方和生產工藝(國家發明專利申請號:200910062916.9)。本研究產品主要指標:在水灰比為0.27時,初始流動度最低12秒、60分鐘後流動度30秒以內,漿料不離析、不泌水,28天強度50MPa以上。(產品技術指標見附表)
2009年12月1日,由交通運輸部科技司主持的“預應力管道高性能灌漿材料研究項目技術鑑定會”在北京召開。由交通運輸部總工程師周海濤教授、鳳懋潤教授等9名專家組成鑑定委員會,通過了交通運輸部科技司組織的成果鑑定(交科鑒字[2009]第23號),項目成果總體達到國際領先水平。
專家委員會一致認為:湖北中橋科技有限公司的預應力管道高性能灌漿材料技術研究成果具有創新性和自主智慧財產權,解決了灌漿材料漿體流動性、穩定性和耐久性等關鍵技術難題,中橋-CG100的研製成功將徹底改變我國傳統的灌漿施工工藝,對於解決預應力橋樑的工程質量問題,延長預應力橋樑的使用壽命都具有重要意義。推廣套用意義深遠,經濟效益和社會效益顯著。

主要創新點

(1)研發了具有自主智慧財產權的特殊超細礦物改性組分。
(2)研發了水泥基管道灌漿材料配方。
(3)研發了預應力管道高性能灌漿材料的製備工藝,研製了相關的工藝設備和檢測設備,制定了企業標準。

性能優勢

湖北中橋科技有限公司開發的預應力管道高性能灌漿材料與國內外灌漿材料相比具有以下明顯優勢:
(1)工廠預製產品,產品質量穩定,現場施工只需加水攪拌即可,有利於控制現場灌漿質量;
(2)水灰比低至0.27時流動性、流動性保持等施工性能優良(流動度達12-18秒),無泌水、微膨脹,能更有效填充管道,對於超長管道灌漿有明顯優勢;並且,湖北中橋科技有限公司制定的企業標準中流動度、30min流動度、泌水率等主要技術指標規定高於歐洲、美國標準;
(3)經檢測,硬化漿體抗滲性能和抗凍性能高於國外產品指標;
(4)該灌漿材料不含氯鹽或其它類對預應力索有腐蝕性的組分,
對預應力鋼筋和鋼絞線等提供額外防腐保護。專家預測,未來幾年我國橋樑新增2000km,需求灌漿材料約200萬噸;而國內目前沒有相應的工廠預製管道灌漿材料產品,主要依賴進口;本研究產品經中華人民共和國交通運輸部公路科學研究院監製和檢驗。本項目的研究成果將解決採用水泥漿現場拌制的傳統灌漿施工工藝中存在的灌漿不飽滿、漿體不密實的質量通病,對於解決預應力橋樑的工程質量、延長預應力橋樑的安全使用壽命具有重要意義。

預應力管道高性能灌漿材料標準

序號檢測項目標準值
1總氯離子含量(%)占灌漿材料總量≤0.04
2SO3含量(%)占灌漿材料總量≤4.5
3粗顆粒含量(%)0.08mm方孔篩≤10.3mm
  方孔篩≤0.1
4比表面積(m2/kg)BET法700~1000
5凝結時間(h)初凝≥5
  終凝≤18
6流動度(s)
(25℃)初始12~18
  30min16~24
  60min20~30
7表觀粘度(Pa·s)
(25℃)初始0.26~0.36
  30min0.32~0.46
  60min0.40~0.56
8抗壓強度(MPa)1d≥15.0
  3d≥30.0
  7d≥40.0
 28d≥50.0
9抗折強度(MPa)1d≥4.0
 3d≥5.0
 7d≥6.0
  28d≥10.0
10自由泌水率(%)3h0
11鋼絲間泌水率(%)4h0
12壓力泌水率(%)0.2MPa≤1%
  0.3MPa≤1%
13自由膨脹率(%)3h0~2
14豎向膨脹率(%)24h≥0.02
15對鋼筋的鏽蝕作用 無鏽蝕
16水灰比 0.27±0.01

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