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2.2.3后张预应力孔道灌浆料的研究

后张法有黏结预应力混凝土结构凭借其可靠的耐久性，在诸如桥梁、高层建筑等大跨度板梁结构中有着广泛的应用。孔道灌浆料则在该结构中承担着保护预应力钢筋不受有害离子侵蚀，以及使预应力钢筋和周围混凝土结为整体协同工作的重任。因此，孔道灌浆料性能好坏直接关系到后张法有黏结预应力混凝土结构的耐久性。

1. 试验结果与分析

（1） CGM- 11 与太行水泥的配合试验

首先对CGM-11 与太行水泥的配合比例进行确定。当CGM-11 以不同质量比例（8%、10%、12%）内掺于太行水泥时，初步的试验结果见表2.5。CGM-11 掺量为8%，且水胶比为0.33（性能改进指标所允许的水胶比上限）时，孔道灌浆料的初始流动度仅为28 s，达不到流动度指标要求。CGM-11 掺量为10%、水胶比为0.31 时，孔道灌浆料同时满足流动度和泌水率试验要求。CGM-11 掺量为12%时，孔道灌浆料也可达到指标要求。考虑到实际工程应用中的成本问题，CGM-11 宜以10%的内掺比例与太行水泥进行配合。此时，孔道灌浆料的基本性能见表3。通过表2.6 可以看到，孔道灌浆料各项性能指标均满足所要求的改进指标。需要特别指出的是，孔道灌浆料的电通量和氯离子含量分别仅为1 202 C 和0.01%，远低于改进指标电通量2 500 C和氯离子含量0.08%的上限。

表2.5 CGM-11 与太行水泥配合比例对孔道灌浆料基本性能的影响

CGM-11 掺量

/% 水胶比 初始流动度

/s 30min 流动度

/s 3 h 毛细泌水率

/%

8

10

12 0.33

0.31

0.29 28

19

18 —

19

18 —

0

0

表2.6 CGM-11 以10%内掺于太行水泥时孔道灌浆料的基本性能

初始流动度

/s 3 h 毛细泌水率

/% 30 min 流动度

/s 7 d 抗压强度

/MPa 28 d 抗压强度

/MPa

19 0 19 56.9 71.2

初凝时间

/min 终凝时间

/min 电通量

/C 24 h 自由膨胀率/% 氯离子含量

/%

465 510 1202 1 0.01

2．孔道灌浆料的体积稳定性

CGM-11 以10%质量比例内掺于太行水泥，制得孔道灌浆料，水胶比采用0.31，Shrinkage-Cone 对其从拌和成型直至28 d龄期的体积变化情况测试结果见图2.5（实验室温度（23±2）℃，相对湿度80%）。图2.5全面地反映了孔道灌浆料从拌和成型直到28 d 的体积变化情况：孔道灌浆料从拌和成型开始，1 d 之内便产生快速膨胀，24 h 时体积变化率为0.94%，1 d 后体积变化相对稳定，28 d时体积变化率为0.98%，其间有0.04%的微膨胀产生，证明孔道灌浆料的膨胀组分恰到好处地弥补了其中后期的硬化收缩。孔道灌浆料的膨胀量大小的控制是很重要的，这主要是通过不同膨胀组分的加入和调节来实现的。通过早期膨胀组分和中后期膨胀组分的加入，孔道灌浆料可分别获得相应的早期塑性膨胀和中后期的硬化膨胀，从而弥补其随龄期而产生的收缩。

图2.5 CGM-11以10%内掺于太行水泥时孔道灌浆料的体积变化率

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孔道灌浆料膨胀时间的控制很重要，如果膨胀发生在孔道灌浆料灌注之前，那么它将达不到补偿收缩的目的。图2.5（b）更为清晰地反映了孔道灌浆料从拌和成型开始直至24 h 的体积变化情况：孔道灌浆料从拌和成型开始，在1 h 时仅产生0.04%的自由膨胀量，其后自由膨胀量开始稳步增大，在6 h 时达到0.91%的自由膨胀量，然后膨胀量增加放缓，24 h 时自由膨胀量为0.94%。由此可见，孔道灌浆料的自由膨胀主要产生于其加水拌和后1~6 h 之间的时间段内，在这个时间段内产生的自由膨胀非常有利于孔道灌浆料的灌注施工。

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