混凝土预应力智能压浆机原理及大循环智能压浆工艺实现

王其伟 飞鹏 陈德军

摘 要：介绍常用智能压浆机的主要组成部分、工作原理及优点。然后介绍大循环压浆工艺在制浆、储浆、压浆的注意事项。然后以混凝土预制梁大循环智能压浆为例，介绍大循环智能压浆作业的部分技术要点。最后总结及智能压浆的部分注意事项。

关键词：预应力；压浆；智能；大循环

中图分类号：U445.57 文献标识码：A 文章編号：1671-2064（2019）15-0115-02

0 引言

随着科技的发展，自动化技术越来越广泛地应用于建筑工程施工中，自动化、智能化的工程机械不断涌现，并迅速得以应用，不仅提高了工程施工的效率，也成为工程质量控制的重要手段之一。

智能压浆机属于移动式灰浆搅拌储料输送设备，主要包括水泥灰浆高速搅拌装置和水泥灰浆储料（低速搅拌防凝固）输送装置。智能压浆机可用于制备水泥灰浆及其它粉料与液体物料的搅拌混合，制成有一定流动性的混合物，可应用于后张预应力压浆、沥青路面就地冷再生制浆，隧道边坡防护制浆喷浆等，适用于道路、铁路、桥梁和隧道等工程施工，是现场施工的理想设备。

智能压浆机是一种自动化程度较高的制浆设备，最常见的应用之一是，混凝土结构或构件在完成张拉后，对孔道进行压注水泥浆，一方面起到对预应力筋的防护作用，保证结构物的耐久性；另外使预应力筋通过灰浆与周围混凝土结成整体，增加锚固的可靠性，提高结构的抗裂性和承载能力。

这里介绍智能压浆机的工作原理，及使用智能压浆机实现混凝土预制梁的大循环压浆施工工艺。首先介绍智能压浆机的机械结构，其次介绍灰浆的制作和压浆注意事项，然后介绍如何使用智能压浆机完成混凝土预应力梁的大循环压浆，最后总结了智能压浆机的优缺点，并有针对性地提出建议。

1 智能压浆机的机械结构

1.1 智能压浆机概述

智能压浆机一般包括供料配料装置、搅拌制浆装置、储浆装置、压浆装置及相应的管道、阀门等组件，以及相应的控制系统组成，如图1所示，并设置超压自动报警控制功能，以保证施工中的安全。

1.2 智能压浆机的机械结构和自动化控制原理

供水装置主要由水箱、水泵、流量计及管道组成。水泵将水箱中的搅拌用水经流量计计量后送入搅拌制浆装置的搅拌制浆筒中。搅拌制浆装置主要由搅拌制浆筒及搅拌装置组成。制成的灰浆经蝶阀流入储浆桶中存储。储浆桶有低速搅拌装置，使灰浆保持一定稳定性和流动度压浆泵将储浆桶内的灰浆加压并输送到预应力管道中。压力测量控制装置主要由进浆压力表、返浆压力表、返浆压力调节阀等组成，进浆压力表能够准确测量管路中灰浆的压力，供自动控制系统获取该压力，压浆过程中自动记录该压力值。

系统可完成水计量、搅拌时间控制、灰浆压力测量、灰浆搅拌等功能，有效保证了灰浆质量；进浆压力表、返浆压力表等压力测量控制装置可以时刻显示和记录压浆过程中的压力，为监控灰浆质量提供了保证。

由于环境、气候等多方面的原因，在实际应用中，常常会出现计量精度下降的情况发生，从而影响工程施工。

2 使用智能压浆机实现预应力桥梁的大循环压浆

2.1 大循环压浆的概述

传统压浆工艺中，因缺少可靠的压力测量和控制措施，压浆压力不稳定，孔道内的浆液易产生气塞，造成压浆不密实；二是缺少操作简便的精确计量装置，造成水胶比不稳定，泌水率过大时，孔道内容易形成积水而锈蚀钢绞线。使用智能压浆机实现预应力桥梁等混凝土构件的大循环压浆，有效弥补了上述不足，减少了人为因素的影响，有效提高了压浆质量，有效保证了桥梁的施工质量，得到了业内专家的一致认可，并逐渐得以普及。部分智能型压浆机还具有压浆数据记录功能，借助计算机技术将水胶比、压力等数据保存下来，实现施工质量的监控。

2.2 大循环压浆的实现

如图1所示，是使用智能压浆机实现预制梁大循环压浆过程的示意图。

工作过程大致分为：制浆、储浆、压浆三个过程，压浆完毕还需要对压浆机及输送管道阀门进行清洗等。

（1）制浆：输入灰浆的配比，开启搅拌电机，开启水计量程序，水箱中的水经水泵、流量计计入搅拌桶；将已计量的水泥等制浆剂缓慢投入搅拌桶中，边投料边搅拌。

（2）储浆：灰浆搅拌完毕后，打开出浆阀，灰浆从搅拌桶流入储浆桶。

（3）压浆：管道按图1所示连接好后，开启出浆调压阀和返浆调压阀，及梁体两端的四个手动球阀；启动螺杆泵，灰浆经出浆压力表测压后沿管道进入梁体下端的进浆管道，经过梁体另一侧的连接管道进入返浆管道，然后由返浆压力表测压，最后经返浆调压阀进入储浆桶。根据进浆压力表和返浆压力表数值，适当调节出浆调压阀和返浆调压阀，以返浆口满足规范最低压力值来设置灌浆压力，可以保证沿途压力损失后管道内仍满足规范要求的最低压力值。在流量均匀的情况下，使返浆压力表数值不小于规范要求的压力。（2011版桥涵施工技术规范7.9.8条规定“对水平或曲线管道，压浆压力宜为0.5～0.7Mpa）。

压浆时，对于竖向孔道和曲线孔道，应该从最低点的压浆孔压入，在最高点的排气孔排气和泌水，适当控制压浆速度，应缓慢、均匀，不要中断，依次打开和关闭所有最高点的排气孔，使孔道内的气体彻底排除。当进、出浆口压力差保持稳定后，可判定管道充盈。

当返回端浆液达到规定的稠度，饱满出浆后，关闭出浆调节阀，保持孔道内压力不小于0.5Mpa，稳压时间不小于3分钟，稳压期间持续补充浆液进入孔道，保证密实。

稳压一定时间后，关闭梁体两侧的手动球阀，拆卸输送管道，压浆过程结束。

表1为20米预制箱梁压浆时的数据。

大循环智能压浆工艺弥补了真空压浆工艺上的不足，可以精确控制浆液质量，引入“循环”压浆新概念，使浆液在管道内循环流动，使管道内的空气和杂质彻底排出，能够精确控制压浆压力和稳压时间，从而确保预应力管道中的浆液密实。

3 结语

使用智能压浆机实现大循环智能压浆，利用计算机自动控制技术，能较容易实现压浆质量的控制，根据实际应用，其主要有以下几个特点：（1）能够使管道内的空气和杂质彻底排出。管道内灰浆从返浆口导流至储浆桶，再从出浆口泵入管道，浆液在管道内持续循环，形成大循环回路，通过调整压力和流量，将管道内空气通过返浆口彻底排出，还可带出孔道内残留的杂质，从而保证管道浆液内无气室、气仓，管道内浆液密实。（2）可以精确控制灌浆压力。精确测量管道压力损失，以返浆口满足规范最低压力值来设置灌浆压力，保证沿途压力损失后管道内仍满足规范要求的最低压力值。关闭返浆口后较长时间内保持不低于0.5MPa的压力。（3）能够准确控制水胶比。按施工配合比自动加水，准确控制加水量，从而保证水胶比符合要求。（4）大循环是一次压注两个孔道，工效提高1倍。

大循环智能压浆出现机率较大的几个问题有：（1）压浆机清洗不彻底，残留灰浆凝结硬化，造成压力测量不准确，管道阀门不灵活，接管道接口密封不严等。（2）封堵管未拧紧，管口锈蚀等造成封堵不严，造成漏浆、保持压力时压力下降。建议封堵管涂抹润滑油，以延长使用寿命，封堵管需定期更换。

大循环智能压浆工艺，使得预应力管道压浆从传统的“事后检测”到“事中监控”，对压浆的相关参数从被动测试到主动控制，有效解决了传统压浆工艺存在的问题，使得后张预应力管道压浆质量提高了一个台阶，对保证预应力桥梁结构的耐久性意义重大。

相信，大循环智能压浆工艺在施工中会得到更广泛的应用。希望此文能给工程人员以借鉴，不足之处敬请批评指正。

参考文献

[1] 吴军.预应力孔道大循环智能压浆技术研究[J].公路交通科技（应用技术版），2017（11）：217-219.

[2] 郭捷菲，孙宏.桥梁预应力管道压浆质量快速无损检测研究[J].公路工程，2014，39（5）：236-240.

[3] 中华人民共和国交通运输部.JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范[S].人民交通出版社，2011.

[4] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50010-2010混凝土结构设计规范[S].中国建筑工业出版社，2010.