(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 107023170 A(43)申请公布日 2017.08.08
(21)申请号 201710199062.3(22)申请日 2017.03.29
(71)申请人 浙江环宏市政建设有限公司
地址 325024 浙江省温州市龙湾区永强大
道2922号(72)发明人 朱善钦 朱玉其 潘适娴 (74)专利代理机构 北京维正专利代理有限公司
11508
代理人 倪志华(51)Int.Cl.
E04G 21/12(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页
(54)发明名称
后张法有粘结预应力施工工法
(57)摘要
本发明公开了一种后张法有粘结预应力施工工法，包括步骤1，孔道成型；步骤2，混凝土浇筑；步骤3，预应力筋穿束；步骤4，预应力筋张拉锚固；步骤5，孔道灌浆及封锚。本发明具有以下优点和效果：采用后张法有粘结预应力施工工法，相比于普通混凝土结构，减少模板、钢筋和混凝土的用量，张拉、灌浆不占工期；相比于无粘结预应力施工，具有更良好的结构性能，可节约预应力筋，减轻建筑物重量，节省工程造价，使建筑物实现大跨度、大柱网的结构形式，增加建筑平面使用的灵活性和使用面积，达到了不占工期、节约建筑材料、减少用工量、节省工程造价、防止预应力筋锈蚀、改善混凝土构件的使用性能的效果。
CN 107023170 ACN 107023170 A
权 利 要 求 书
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1.一种后张法有粘结预应力施工工法，其特征在于：包括以下步骤，步骤1，孔道成型，钢筋骨架焊接成型后，在钢筋骨架上固定波纹管；步骤2，混凝土浇筑，浇筑混凝土，制备混凝土构件；步骤3，预应力筋穿束，在混凝土构件养护期间穿入预应力筋；步骤4，预应力筋张拉锚固，安装锚具，分级张拉，预应力筋两端先后锚固；步骤5，孔道灌浆及封锚，制备灌浆水泥，灌浆水泥内包括硅酸盐水泥、有机硅、硅钛聚合物/蒙脱土复合材料，其中灌浆水泥的水灰比不大于0.4，用灌浆水泥对混凝土构件内的孔道灌浆，灌浆完毕后封锚。
2.根据权利要求1所述的后张法有粘结预应力施工工法，其特征在于：步骤1，孔道成型，钢筋骨架焊接成型后，在钢筋骨架上固定波纹管，设置灌浆孔和排气孔。
3.根据权利要求1所述的后张法有粘结预应力施工工法，其特征在于：步骤4，预应力筋张拉锚固，安装锚具，分级张拉，预应力筋两端先后锚固，张拉锚固的过程依次为0,10%σcon，105%σcon，持荷2min, σcon,锚固。
4.根据权利要求1所述的后张法有粘结预应力施工工法，其特征在于：步骤4，预应力筋张拉锚固，安装锚具，分级张拉，预应力筋两端先后锚固，张拉锚固的过程依次为0,10%σcon，103%σcon,锚固。
5.根据权利要求1所述的后张法有粘结预应力施工工法，其特征在于：步骤5，孔道灌浆及封锚，制备灌浆水泥，灌浆水泥内包括硅酸盐水泥、有机硅、硅钛聚合物/蒙脱土复合材料，其中灌浆水泥的水灰比不大于0.4，用灌浆泵将灌浆水泥从灌浆孔内灌入，从灌浆孔由近到远逐个检测排气孔，待出浓浆后逐一封闭；待最后一个排气孔出浓浆后，封闭排气孔，继续加压0.4-0.6MPa，保压2min，封闭灌浆孔；灌浆完毕后封锚。
6.根据权利要求1所述的后张法有粘结预应力施工工法，其特征在于：按重量计，所述灌浆水泥内的各组分中，硅酸盐水泥100份；有机硅2-8份；硅钛聚合物/蒙脱土复合材料5-10份。
7.根据权利要求6所述的后张法有粘结预应力施工工法，其特征在于：按重量计，所述灌浆水泥内还包括木质素磺酸盐1-5份。
8.根据权利要求1所述的后张法有粘结预应力施工工法，其特征在于：所述孔道的直径比预应力筋的直径大5-15mm。
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CN 107023170 A
说 明 书
后张法有粘结预应力施工工法
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技术领域
[0001]本发明涉及建筑施工工法，特别涉及一种后张法有粘结预应力施工工法。背景技术[0002]后张法是指先浇筑混凝土，并在构件体内按预应力筋的位置流出相应的空岛，待构件的混凝土强度达到规定的强度后，在预留孔道中穿入预应力筋进行张拉，并利用锚具把张拉后的预应力筋锚固在构件的端部，依靠构件端部的锚具将预应力筋的预张拉力传递给混凝土，使其产生预压应力，最后在预留孔道内灌入水泥浆，使预应力筋与混凝土构件形成整体。后张法有粘结预应力混凝土技术是通过预埋管道、穿筋、张拉、灌浆等工序为混凝土结构建立预应力以满足设计要求。通过张拉预应力筋，在混凝土构件中产生预压应力，张拉完后灌浆，使预应力筋与混凝土可靠粘结，充分发挥材料强度并使所建立的预压应力有更好的保障。
[0003]现有技术中，预留孔道内灌入水泥浆后，虽然能够使预应力筋与混凝土构件形成整体，但是水泥浆凝固后不可避免会存在孔隙，在潮湿的环境下外界环境中的水分和空气容易通过水泥浆中的孔隙，接触到预应力筋，容易造成预应力筋锈蚀。如公开在《建筑材料学报》第13卷2期(2010年4月)的科技文献“锈蚀预应力筋力学性能研究”，就特别针对预应力筋力学性能退化规律进行研究。因此，有必要提出一种防止预应力筋锈蚀的后张法有粘结预应力施工工法。
发明内容
[0004]本发明的目的是提供一种后张法有粘结预应力施工工法，具有防止预应力筋锈蚀的效果。
[0005]本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种后张法有粘结预应力施工工法，包括以下步骤，步骤1，孔道成型，钢筋骨架焊接成型后，在钢筋骨架上固定波纹管；步骤2，混凝土浇筑，浇筑混凝土，制备混凝土构件；步骤3，预应力筋穿束，在混凝土构件养护期间穿入预应力筋；步骤4，预应力筋张拉锚固，安装锚具，分级张拉,预应力筋两端先后锚固；步骤5，孔道灌浆及封锚，制备灌浆水泥，灌浆水泥内包括硅酸盐水泥、有机硅、硅钛聚合物/蒙脱土复合材料，其中灌浆水泥的水灰比不大于0.4，用灌浆水泥对混凝土构件内的孔道灌浆，灌浆完毕后封锚。[0006]通过采用上述技术方案，后张法有粘结预应力施工工法，步骤1，孔道成型，用波纹管作为预留管道。步骤2，浇筑混凝土，制备混凝土构件。步骤3，预应力筋穿束，在混凝土构件养护期间穿束，不占工期。步骤4，预应力筋张拉锚固。[0007]步骤5，孔道灌浆及封锚。灌浆水泥中加入硅钛聚合物/蒙脱土纳米复合材料，聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料是以有机聚合物为基体，层状硅酸盐为分散相的有机-无机纳米复合材料，利用层状硅酸盐的层间间距，使聚合物大分子插层进入其层间，形成纳米尺度的层状纳米复合材料。
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说 明 书
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蒙脱土是一种具有层状结构的矿物，其主要成分为层状硅酸盐，其片层之间的距
离只有1nm左右。硅钛聚合物/蒙脱土纳米复合材料是指向先将有机硅预聚体插入到蒙脱土的层间，再向有机硅预聚体中引入无机钛元素，制备硅钛聚合物/蒙脱土纳米复合材料。硅钛聚合物/蒙脱土纳米复合材料均匀分散在灌浆水泥中，当灌浆水泥硬化后，硅钛聚合物/蒙脱土纳米复合材料中，由于硅钛聚合物与黏土片层的良好结合和黏土片层的平面取向作用，硅钛聚合物/蒙脱土纳米复合材料具有良好的尺寸稳定性和气体阻透性，提高灌浆水泥硬化后的气体阻透性和防水性能，避免外界的气体和水分穿过硬化的灌浆水泥后接触到预应力筋，避免预应力筋锈蚀。同时，硅钛聚合物/蒙脱土纳米复合材料加入到灌浆水泥内，能够显著提高灌浆水泥硬化后的结构强度。[0009]灌浆水泥中加入有机硅，有机硅即有机硅化合物，是指含有Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物。有机硅具有低表面张力和低表面能，具备优异的疏水性能。有机硅添加到灌浆水泥后，能提高灌浆水泥硬化后的防水性能，同时，有机硅与硅钛聚合物/蒙脱土纳米复合材料混合后，能够进一步增强灌浆水泥硬化后的防水性能，避免灌浆水泥内的预应力筋锈蚀。
[0010]本发明的进一步设置为：步骤1，孔道成型，钢筋骨架焊接成型后，在钢筋骨架上固定波纹管，安装灌浆孔和排气孔。[0011]通过采用上述技术方案，孔道成型中设置灌浆孔和排气孔，排气孔也可作为泌水孔。
[0012]本发明的进一步设置为：步骤4，预应力筋张拉锚固，安装锚具，分级张拉，预应力筋两端先后锚固，张拉锚固的过程依次为0,10％σcon，105％σcon，持荷2min,σcon,锚固。[0013]通过采用上述技术方案，σcon是指预应力钢筋张拉控制应力。张拉锚固过程中，先张拉到10％的σcon，再张拉到105％的σcon，保持2min，再张拉到σcon，锚固即可。[0014]本发明的进一步设置为：步骤4，预应力筋张拉锚固，安装锚具，分级张拉，预应力筋两端先后锚固，张拉锚固的过程依次为0,10％σcon，103％σcon,锚固。[0015]通过采用上述技术方案，张拉锚固时，先张拉到10％σcon，再张拉到103％σcon，锚固。
[0016]本发明的进一步设置为：步骤5，孔道灌浆及封锚，制备灌浆水泥，灌浆水泥内包括硅酸盐水泥、有机硅、硅钛聚合物/蒙脱土复合材料，其中灌浆水泥的水灰比不大于0.4，用灌浆泵将灌浆水泥从灌浆孔内灌入，从灌浆孔由近到远逐个检测排气孔，待出浓浆后逐一封闭；待最后一个排气孔出浓浆后，封闭排气孔，继续加压0.4-0.6MPa，保压2min，封闭灌浆孔；灌浆完毕后封锚。
[0017]通过采用上述技术方案，灌浆水泥从灌浆孔进入，当浓浆从排气口排出，孔道内的空气从排气孔排出。
[0018]本发明的进一步设置为：按重量计，所述灌浆水泥内的各组分中，硅酸盐水泥100份；有机硅2-8份；硅钛聚合物/蒙脱土复合材料5-10份。[0019]通过采用上述技术方案，硅酸盐水泥、有机硅、硅钛聚合物/蒙脱土复合材料混合后，形成灌浆水泥。
[0020]本发明的进一步设置为：按重量计，所述灌浆水泥内还包括木质素磺酸盐1-5份。[0021]通过采用上述技术方案，木质素磺酸盐是一种减水剂，加入到灌浆水泥内后，提高
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说 明 书
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灌浆水泥的流动性，与硅钛聚合物/蒙脱土复合材料混合后，增强灌浆水泥硬化后的强度。[0022]本发明的进一步设置为：所述孔道的直径比预应力筋的直径大5-15mm。[0023]通过采用上述技术方案，孔道直径比预应力筋直径大5-15mm。[0024]综上所述，本发明具有以下有益效果：首先，孔道成型后浇筑混凝土，混凝土构件养护期间穿入预应力筋，不占工期；其次，预应力筋张拉锚固后，再封锚，达到了防止预应力筋锈蚀、节约建筑材料，减少用工量的效果。具体实施方式
[0025]具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。[0026]实施例1：后张法有粘结预应力施工工法，包括以下步骤，步骤1，孔道成型，钢筋骨架焊接成型后，在钢筋骨架上固定波纹管，波纹管选用金属波纹管。并在孔道上安装灌浆孔和排气孔。步骤2，混凝土浇筑，浇筑混凝土，制备混凝土构件。步骤3，预应力筋穿束，在混凝土构件养护期间穿入预应力筋，孔道的直径比预应力筋的直径大5-15mm。[0027]步骤4，预应力筋张拉锚固，安装锚具，分级张拉，预应力筋两端先后锚固。张拉时测量预应力筋伸长，测量方法可采用千斤顶缸体伸长或量外露预应力筋长度变化。[0028]步骤5，孔道灌浆及封锚，制备灌浆水泥，灌浆水泥内包括硅酸盐水泥、有机硅、硅钛聚合物/蒙脱土复合材料。按重量计，硅酸盐水泥100份，有机硅5份，硅钛聚合物/蒙脱土纳米复合材料10份，按配方量称取硅酸盐水泥、有机硅、硅钛聚合物/蒙脱土纳米复合材料混合后，加入水搅拌成灌浆水泥，灌浆水泥内的水灰比不大于0.4。[0029]硅钛聚合物/蒙脱土纳米复合材料制备方法如下，称取35.6g甲基三乙氧基硅烷，加入到双口烧瓶中，向烧瓶中滴加10g质量分数为5％的盐酸，置于5℃的水浴中搅拌，反应约4小时，有机硅树脂析出。用滤纸吸去烧瓶中的水，留下有机硅树脂。向烧瓶中加入5ml乙醇水溶液，搅拌约半小时。再向烧瓶中加入质量分数为6％的OMMT(纳米蒙脱土)，搅拌一段时间后，再向其中加入6g摩尔比例为2：1的乙酰乙酸乙酯和钛酸四丁酯的混合液，搅拌约半小时后，倒入器皿中，30℃下恒温干燥约36d,时，得硅钛聚合物/蒙脱土纳米复合材料。[0030]用灌浆泵将灌浆水泥从灌浆孔内灌入，从灌浆孔由近到远逐个检测排气孔，待出浓浆后逐一封闭；待最后一个排气孔出浓浆后，封闭排气孔。继续加压0.4-0.6MPa，保压2min，封闭灌浆孔。灌浆完毕后封锚。[0031]预应力筋锈蚀试验：用预应力筋和灌浆水泥浇筑柱状试件，预应力筋埋入深度为500mm。为了在短期内模拟正常结构多年后的锈蚀状态，采用快速锈蚀试验方法，在浇筑过程中，在灌浆水泥中掺杂硅酸盐水量质量的2％的氯化钠。预应力筋水平设置并且一端位于试件外。
[0032]柱状试件浇筑后，将试件放于地面，用水泥砂浆在试件上端面做一小围堰，其内注入质量浓度3％的氯化钠溶液。在氯化钠溶液中放入不锈钢钢板，将预应力筋位于试件外的一端连通于直流电源的正极，将不锈钢板连通直流电源的负极，通以恒强度直流电形成电解池。通电时间200小时，电流强度0.3-0.4。[0033]试件经锈蚀试验后，将试件破型取出预应力筋，除锈后称量预应力筋的重量损失
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率，预应力的重量损失率为(试验前预应力筋的重量-试验后预应力筋的重量)/试验前预应力筋的重量，在以下表1中列出试验结果。[0034]灌浆水泥强度测试，按照GB175-2007《通用硅酸盐水泥》的规定，采用GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》规定的方法，按照普通硅酸盐水泥的测试方法测试灌浆水泥的强度等级，并在以下表1中列出测试结果。[0035]实施例2：后张发有粘结预应力施工工法，与实施例1的不同之处在于，步骤4，预应力筋张拉锚固，安装锚具，分级张拉，预应力筋两端先后锚固，张拉锚固的过程依次为0,10％σcon，105％σcon，持荷2min,σcon,锚固。[0036]实施例3：后张法有粘结预应力施工工法，与实施例1的不同之处在于，步骤4，预应力筋张拉锚固，安装锚具，分级张拉，预应力筋两端先后锚固，张拉锚固的过程依次为0,10％σcon，103％σcon,锚固。[0037]实施例4：后张法有粘结预应力施工工法，与实施例1的不同之处在于，灌浆水泥中，按重量计，有机硅2份，硅钛聚合物/蒙脱土复合材料5份。[0038]实施例5：后张法有粘结预应力施工工法，与实施例1的不同之处在于，灌浆水泥中，按重量计，有机硅8份，硅钛聚合物/蒙脱土复合材料5份。[0039]实施例6：后张法有粘结预应力施工工法，与实施例1的不同之处在于，灌浆水泥中，按重量计，灌浆水泥内还包括木质素磺酸盐1份。[0040]实施例7：后张法有粘结预应力施工工法，与实施例1的不同之处在于，灌浆水泥中，按重量计，灌浆水泥内还包括木质素磺酸盐5份。[0041]对比例1：后张法有粘结预应力施工工法，与实施例1的不同之处在于，灌浆水泥为硅酸盐水泥。
[0042]对比例2：后张发有粘结预应力施工工法，与实施例1的不同之处在于，灌浆水泥内不含有硅钛聚合物/蒙脱土复合材料。[0043]对比例3：后张发有粘结预应力施工工法，与实施例1的不同之处在于，灌浆水泥内不含有有机硅。[0044]对比例4：后张发有粘结预应力施工工法，与实施例5的不同之处在于，灌浆水泥内不含有硅钛聚合物/蒙脱土复合材料。[0045]对比例5：后张发有粘结预应力施工工法，与实施例5的不同之处在于，灌浆水泥内不含有有机硅。[0046]表1
[0047]
实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7预应力筋重量损失率(％)6.26.45.96.66.54.84.5
6
灌浆水泥强度52.552.552.552.552.552.552.5
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说 明 书
13.312.69.811.99.3
42.542.542.5R42.542.5R
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对比例1对比例2对比例3对比例4对比例5
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