一种预应力竖向孔道灌浆压力泌水试验装置及试验方法与流程

技术领域：

本发明涉及一种预应力竖向灌浆压力泌水试验装置，属于建筑工程施工技术领域，更具体的说，属于预应力施工技术。

背景技术：
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预应力水泥浆中包含结合水和自由水，当浆体承受一定压力后，水泥浆体中的自由水会大量析出，即出现“泌水现象”。例如，在大型lng储罐有粘结后张法预应力施工中，预应力竖向孔道高度在50m以上时，灌浆过程中浆体承受巨大压力而产生大量泌水，因此正式灌浆前需对浆体进行泌水试验，掌握浆体的泌水情况，从而改善浆体性能或改进灌浆工艺。目前，市场上销售及使用的浆体压泌水装置，只能试验出静态状态下纯浆体的压力泌水情况，不能模拟出实际灌浆中浆体在动态状态以及有预应力钢绞线下的泌水情况。

技术实现要素：
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本发明目的是提供一种能够模拟出预应力竖向孔道实际灌浆中浆体压力泌水情况的试验装置及试验方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种预应力竖向灌浆压力泌水试验装置，其特征在于：包括灌浆装置、加压装置以及柱状压力容器；所述压力容器包括一密闭筒体及设置在所述密闭筒体上的进浆口、排气口以及泌水排出口；在所述进浆口和排气口分别设置有阀门以及压力表；所述加压装置可通过所述排气口向所述柱状压力容器内充气加压；所述灌浆装置通过所述进浆口向所述柱状压力容器内灌浆。

所述密闭筒体由筒体以及设置在筒体上端的盖板构成；所述排气口设置在所述盖板上。

在所述筒体内设置有钢绞线。

所述盖板由碳钢圆盘、钢管焊接而成，圆盘中心开设与钢管外径大小相同的孔，四周开设螺栓孔，钢管上依次接所述压力表和球阀。

所述筒体顶部焊接碳钢法兰盘、四周开设螺栓孔并加设碳钢加劲肋；筒体通过碳钢法兰盘与盖板的碳钢圆盘螺栓固定。

泌水排出口由钢管接出，并接上球阀。

所述灌浆装置采用灌浆泵进行灌注；所述加压装置采用空压机进行加压。

一种预应力竖向灌浆压力泌水试验方法，其特征在于，步骤为：

第1步：在柱状压力容器的排气口连接加压装置，关闭泌水观察孔及进浆口阀门，打开盖板顶部排气口阀门，气密性检查合格后进行下一步；

第2步：关闭盖板顶部排气口阀门，打开进浆口阀门；

第3步：进浆口与灌浆装置连接，向柱状压力容器内开始灌浆；

第4步：观察进浆口及盖板顶部压力表，当顶部压力表的压力值到达所需压力后停止灌浆，关闭进浆口阀门，进浆口的压力表用于校核顶部压力表的压力值；

第5步：静置，每隔15-30分钟，观察顶部压力表，若有压力损失用加压装置进行补压；

第6步：到达规定时间后打开盖板顶部球阀泄压，泄压完成后，打开泌水观察孔，记录浆体泌水高度及泌水量。

还包括：

第7步：调整压力或静置时间重复以上步骤，获取多组浆体泌水高度及泌水量的数据。

通过进浆口压力表的压力值和顶部压力表的压力值之间的差值校核顶部压力表的压力值，进浆口压力表的压力值高于顶部压力表的压力值0.8-1.2bar。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明一种竖向孔道灌浆压力泌水试验装置及试验方法，通过浆体自身压缩空气达到所需压力，模拟实际灌浆过程浆体在流动中逐步增压状态，与实际工况更为相符。

与市场上试验装置通过上部加压至一定压力后，在静止状态泌水从底部压出的试验相比，通过使用本发明一种预应力竖向孔道灌浆压力泌水试验装置，浆体在逐步上升及增压状态下，泌水自然地从管道上方析出，浆体的泌水情况与实际灌浆所产生的泌水情况相似率达到90％以上，试验效果明显，大大提高了试验的准确性。

实践证明，经过多次试验并结合现场正式灌浆情况，采用本发明装置及试验方法具有以下优点：

能够模拟现场实际灌浆情况，从以前单一的压力泌水试验增加了动态灌浆过程，并能模拟钢绞线对浆体泌水的影响，贴合实际情况，使试验更加具有说服力；

不需要额外的加压设备，利用灌浆泵本身泵浆压力并结合压缩空气的原理使试验达到所需压力。

综上，通过使用本发明一种预应力竖向灌浆压力泌水试验装置及试验方法后，可准确模拟现场竖向灌浆时压力泌水情况，使得正式灌浆时提前得到相关数据，有效减少正式灌浆出现不可预见的压力泌水情况。

附图说明：

图1为预应力竖向灌浆压力泌水试验装置整体示意图；

图2为预应力竖向灌浆压力泌水试验装置压力容器示意图；

图3为预应力竖向灌浆压力泌水试验装置压力容器盖板示意图。

其中：11、压力容器；12、灌浆泵；13、空压机；21、盖板；22、筒体；23、压力表；24、泌水观察孔；25、球阀；26、进浆口。

具体实施方式

实施例一：

如图1-图3所示。本发明预应力竖向灌浆压力泌水试验装置，包括压力容器11、灌浆泵及附件12以及空压机及附件13。

其中压力容器11包括盖板21、压力容器筒体22、压力表23以及球阀25。

盖板21由圆盘31和钢管33焊接而成；其中圆盘31为20mm厚235b碳钢钢板。在圆盘31中心开设孔，四周开设4个螺栓孔。钢管33通过圆盘31上的中心孔与压力容器筒体22的内部连通，在钢管33上依次接压力表23和球阀25。

压力容器筒体21顶部焊接法兰盘32，法兰盘32采用10mm厚235b碳钢。法兰盘32四周开设4个螺栓孔，并加设4个10mm厚235b碳钢加劲肋34；筒体21上部开设3个泌水观察孔24，由钢管接出，并接上球阀25；筒体21底部开设1个进浆口26，由钢管接出，并接上球阀25和压力表23。

实施例二：

本发明一种预应力竖向灌浆压力泌水试验方法，包括以下步骤；

第1步：将6m高压力容器固定，并设置警戒区；

第2步：将54根钢绞线穿入压力容器筒体内，盖上盖板，并用m16高强螺栓拧紧；

第3步：排气口连接空压机，关闭上部全部3个泌水观察孔及下部1个进浆口阀门，打开盖板顶部排气口阀门，气密性检查，30秒压降不超过0.1bar后进行下一步；

第4步：关闭盖板顶部排气口阀门，打开进浆口阀门；

第5步：进浆口与灌浆泵连接，采用水灰比为0.313:1的浆体起泵开始灌浆。

第6步：观察进浆口及盖板顶部压力表，到达5bar后停止灌浆，关闭进浆口阀门及灌浆泵。

第7步：静置1h并观察顶部压力表，若有压力损失可用空压机进行补压；

第8步：到15min后打开盖板顶部球阀泄压，泄压完成后，打开泌水观察孔，测量浆体泌水高度或泌水量。

第9步：调整压力或静置时间重复以上步骤，获取多组数据。

以下为部分试验数据：

用市场上试验装置所测浆体泌水率在5％以下。

工程实际灌浆泌水：

v1泌水长度8.4m，灌浆长度66.9m，泌水率约为12.6％；

v2泌水长度10.0m，灌浆长度66.9m，泌水率约为14.9％。

受环境温度、浆体流动度、浆体温度等因素影响，泌水率会存在一定差异，现取两次实际灌浆泌水率的平均值进行比较：

平均泌水率为：(v1+v2)/2＝(12.6％+14.9％)/2＝13.75％

而使用本发明装置所测泌水率为：705÷5645×100％＝12.5％

相似率＝1-(|试验泌水率-实际泌水率|/实际泌水率)×100％＝1-(|12.5％-13.75％|/13.75％)×100％＝90.9％。