恰�，敽穗娬竞朔磻�(yīng)堆廠房安全殼采用了法國(guó)FREYSSINET公司K系列后張預(yù)應(yīng)力體系。由于地處沙漠邊緣，且預(yù)應(yīng)力施工正值高溫季節(jié)，晝夜溫度均在30℃以上，不能執(zhí)行本工程主要參考標(biāo)準(zhǔn)法國(guó)《90萬干瓦壓水堆核電站土建設(shè)計(jì)和建造規(guī)則》(RCC—G)中灌漿時(shí)對(duì)環(huán)境溫度小于30℃的要求。因此必須針對(duì)高溫條件進(jìn)行漿體配合比試驗(yàn)，并模擬現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行孔道灌漿試驗(yàn)，選擇滿足技術(shù)要求的漿體配合比和相應(yīng)的灌漿工藝，并在實(shí)際施工過程中嚴(yán)格控制。
1、漿體室內(nèi)配合比試驗(yàn)
本工程的預(yù)應(yīng)力施工在綜合了法國(guó)RCC—G(80版)、美國(guó)《混凝土反應(yīng)堆容器和安全殼規(guī)范》ACI一359(89版)和有關(guān)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，制定了《PC工程預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼施工規(guī)定》。預(yù)應(yīng)力孔道灌漿用水泥漿體的試配，主要針對(duì)漿體的流動(dòng)度、泌水率、凝結(jié)時(shí)間、化學(xué)成分及強(qiáng)度等展開。
1．1 水泥漿體原材料選擇
水泥選擇核島主體混凝土使用的按英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的楓葉牌525號(hào)硅酸鹽水泥；水是符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的地下水。相應(yīng)的水泥和水的化學(xué)成分分析符合技術(shù)條件的要求。
經(jīng)過對(duì)相同配合比、出機(jī)溫度、貯存條件的多種不同外加劑的水泥漿體的流動(dòng)度、泌水率和凝結(jié)時(shí)間等漿體性能方面的分析比較，最后緩凝漿選用FOSROC公司生產(chǎn)的緩凝型減水劑COMPLAST423，膨脹漿選用CONBEX—100為膨脹劑。
1. 2 溫度對(duì)水泥漿體性能的影響
環(huán)境溫度分別為2l℃、36℃時(shí)，水泥漿體不同出機(jī)溫度對(duì)出機(jī)流動(dòng)度和存放6h后的流動(dòng)度影響的試驗(yàn)情況顯示，相同環(huán)境溫度下，出機(jī)溫度不同，對(duì)漿體的流動(dòng)度影響很��；但在貯存6h以后，漿體出機(jī)溫度不同，其流動(dòng)度的變化就很大，出機(jī)溫度越高流動(dòng)度下降越快(秒數(shù)增加)，但出機(jī)溫度20℃時(shí)漿體的流動(dòng)度損失較小。而漿體的出機(jī)溫度可以通過降低水泥溫度，使用冷卻水來解決。
據(jù)此，選定漿體出機(jī)溫度20℃，將其置于20、35、40、45℃的環(huán)境下貯存并觀測(cè)其流動(dòng)度隨時(shí)間發(fā)展的變化。結(jié)果表明，環(huán)境溫度在20一40℃時(shí)，相同貯存時(shí)間的漿體，溫度越高，流動(dòng)度也高，當(dāng)溫度為45℃時(shí)，流動(dòng)度有所下降，6h為12．8s，但幅度并不大，仍可使用。即在高溫條件下，只要控制出機(jī)溫度在20℃以內(nèi)，就可以正常進(jìn)行孔道灌漿施工。
1．3 從標(biāo)準(zhǔn)漿和緩凝漿試驗(yàn)得到的規(guī)律
在做了大量的配合比試驗(yàn)基礎(chǔ)上，我們得到如下規(guī)律：①水灰比愈大，流動(dòng)度愈大，同時(shí)泌水率也愈大；②減水劑摻量增加，流動(dòng)度明顯地增大(秒數(shù)減少)，同時(shí)泌水率也增大；③只要漿體的出機(jī)溫度控制在20℃以下，對(duì)使用過程中的環(huán)境溫度可以不必控制得太嚴(yán)格，施工時(shí)的環(huán)境溫度可以放寬至40℃；④水泥漿的水灰比與水泥細(xì)度有密切關(guān)系，為保證一定的流動(dòng)度，越細(xì)的水泥所需的水灰比愈大；⑤在配合比和漿體出機(jī)溫度已定的情況下，影響水泥漿泌水率的最主要因素是貯存時(shí)間，貯存時(shí)間愈長(zhǎng)，泌水率愈大，所需的泌水吸干的時(shí)間也愈長(zhǎng)；⑧各種材料在攪拌時(shí)的摻加次序嚴(yán)重影響水泥的泌水率。
1．4 膨脹漿配合比試驗(yàn)
為找出影響膨脹漿的流動(dòng)度、膨脹率和泌水率的因素及其規(guī)律，做了大量試驗(yàn)，簡(jiǎn)要摘錄如下：
(1)水灰比直接影響流動(dòng)度、膨脹率和泌水率，水灰比增加，泌水率和流動(dòng)度加大，而膨脹率明顯減少。在膨脹劑摻量一定時(shí)，水灰比是決定流動(dòng)度的最重要因素，因此與緩凝漿不同，只要求其流動(dòng)度在一定范圍內(nèi)即可。
(2)溫度高的水泥漿由于水泥和膨脹劑的反應(yīng)速度快，故其膨脹率也最大，正因?yàn)槌跗诜磻?yīng)劇烈，在反應(yīng)后期相對(duì)減緩，所以在水泥漿貯存0．5h，再測(cè)定其膨脹率時(shí)，溫度高的水泥漿膨脹最低。
(3)膨脹率和泌水率隨時(shí)間發(fā)展的規(guī)律為膨脹漿從制備到lh左右，膨脹率增長(zhǎng)較快，lh后膨脹率逐漸減慢，至3h已極慢，如果漿體貯存0。5h后再測(cè)，其規(guī)律也如此，只是膨脹減少，泌水增大。
(4)膨脹漿的流動(dòng)度隨時(shí)間發(fā)展的關(guān)系為膨脹漿的流動(dòng)度的下降在初期較快，接近30min時(shí)明顯減慢，只要盡量做到在0．5h內(nèi)將漿體用完，其技術(shù)性能完全符合要求。
2、漿體的接收性試驗(yàn)
在完成試驗(yàn)室各種試驗(yàn)并得出漿體配合比后，模擬現(xiàn)場(chǎng)施工，驗(yàn)證生產(chǎn)出的漿體是否具有試驗(yàn)室相同的特性，并對(duì)其配合比進(jìn)行修正、確認(rèn)。
2．1 緩凝水泥漿
緩凝水泥漿由渦輪式攪拌機(jī)生產(chǎn)，該機(jī)功率4．5kW，轉(zhuǎn)速1450r／min，附1個(gè)J7型攪拌器(功率1．5kW，轉(zhuǎn)速1450r／min)。取樣測(cè)得出機(jī)流動(dòng)度9．7s，出機(jī)溫度18．2℃，3h泌水率為0．6％，并在24h內(nèi)泌水被吸干。
2．2 標(biāo)準(zhǔn)水泥漿
標(biāo)準(zhǔn)水泥漿攪拌設(shè)備和制漿工藝同緩凝漿，出機(jī)流動(dòng)度9．2s，出機(jī)溫度19．6℃，3h泌水率為0．3％，并在24h內(nèi)泌水被吸干。
2．3 膨脹水泥漿
膨脹水泥漿使用1個(gè)J7型攪拌器在直徑600mm、高900mm的罐中生產(chǎn)。試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)漿體粘底，拌合不勻，流動(dòng)度損失較快。為此對(duì)配合比進(jìn)行了調(diào)整，增加了緩凝型減水劑COMPlAST423，修改了攪拌程序。經(jīng)對(duì)修改后生產(chǎn)出的漿體性能進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，結(jié)果是滿意的。
2. 4 接收試驗(yàn)結(jié)論
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)攪拌的接收試驗(yàn)檢驗(yàn)，得到如下3點(diǎn)結(jié)論：①確定了標(biāo)準(zhǔn)漿、緩凝漿和膨脹漿3種漿體的配合比，它們的性能良好，滿足要求，且與試驗(yàn)室的一致；②確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)漿、緩凝漿的出機(jī)流動(dòng)度可在9一l3s之間，突破RCC—G中l(wèi)3—19s的限制，膨脹漿突破18—24s的限制；②建議3種漿體的使用范圍為標(biāo)準(zhǔn)漿用于起拱不大于1．2m的水平孔道，緩凝漿用于所有預(yù)應(yīng)力孔道，膨脹漿用于彎頂和起拱大于1.2m需二次灌漿部位。
3、全比例模擬孔道灌漿試驗(yàn)
3．1 孔道選擇
為能真實(shí)地反映出灌漿后孔道內(nèi)漿體的充實(shí)程度和制定出切實(shí)可行的灌漿工藝，選擇5根最具代表性且灌漿難度相對(duì)較大的孔道作全比例模擬灌漿試驗(yàn)：①H85號(hào)水平孔道，位于設(shè)備閘門下方，向下彎曲3．5m，是水平管中向下彎曲最大的一根；②H88號(hào)水平孔道，位于設(shè)備閘門上方，上供3．5m，是向上拱高最大的水平管，需在拱起處二次灌漿；②DBl8、l9號(hào)穹頂孔道，是拱高最大(7．52m)的穹頂孔道；④垂直孔道，因受條件限制，只搭設(shè)了12m高的架子，孔道高度為10m。
3．2 主要灌漿設(shè)備
①法國(guó)產(chǎn)灌漿泵PHl25，最大壓力11MPa，泵送量14m3／h，用于泵送緩凝漿；②法國(guó)產(chǎn)灌漿泵P200l，最大壓力3MPa，泵送量3m3／h，用于泵送膨脹漿；②空壓機(jī)6m3／min，用于密封性試驗(yàn)及吹風(fēng)。
3．3 孔道密封性檢查
在孔道內(nèi)穿完鋼絞線，并切割完后(不張拉)，安裝灌漿帽和各灌漿口的球形閥，進(jìn)行孔道密封性檢查。關(guān)閉所有閥門以壓縮空氣對(duì)孔道加壓，持壓1min，檢查灌漿帽、閥門等各處是否密封，同時(shí)觀察壓力表，如降壓速度小于0．1MPa／min，該孔道的密封性符合要求，可以進(jìn)行灌漿。
3．4 孔道灌漿
(1)H88號(hào)水平孔道灌漿 采用緩凝水泥漿，灌漿方向從最接近拱起端向另一端進(jìn)行。灌漿泵出口處漿體流動(dòng)度達(dá)到9—13s時(shí)，連接進(jìn)口端，注意控制灌漿速度，當(dāng)出口端出現(xiàn)勻質(zhì)漿體，流動(dòng)度達(dá)到9一l3s時(shí)，關(guān)閉出口端。升高泵壓，持壓30s，檢查壓力穩(wěn)定性。待緩凝漿灌入若干小時(shí)后，用壓縮空氣對(duì)拱起段反復(fù)進(jìn)行吹風(fēng)，以吹掉該段的全部漿體和水，保持暢通。
在緩凝漿硬化后對(duì)拱起段灌注膨脹漿。進(jìn)漿口處漿體流動(dòng)度在11—24s時(shí)，將漿體灌入孔道，直到出漿口處流出勻質(zhì)漿體，流動(dòng)度達(dá)到11—24s時(shí)關(guān)閉出口端，保持壓力數(shù)秒，打開出口端，讓孔道內(nèi)水-漿懸浮液自由地從出口端流出。再次泵漿，直到出口端有勻質(zhì)漿體流出，此動(dòng)作可重復(fù)1—2次。將兩端的灌漿管延伸高出孔道的最高點(diǎn)，保持兩端出口處于開放狀態(tài)，讓漿體能自由膨脹和泌水自由流出。
(2）H85號(hào)水平孔道灌漿 采用標(biāo)準(zhǔn)水泥漿，灌漿由最低點(diǎn)向兩端分別進(jìn)行。先由最低點(diǎn)向最接近出口端灌漿，此時(shí)關(guān)閉另—端，當(dāng)出口端流出勻質(zhì)漿體，流動(dòng)度達(dá)到9—13s時(shí)，關(guān)閉該端，打開另一端，直到該處也流出勻質(zhì)且流動(dòng)度9—13s的漿體。為防止在先灌段漿體返流，再次打開先灌段出門閥。泵漿，使該處再次流出勻質(zhì)漿體。
(3)DB18、19號(hào)穹頂孔道灌漿 采用緩凝水泥漿，灌漿順序?yàn)閺囊欢说搅硪欢恕６喂酀{方法同H88號(hào)水平孔道。
(4)豎向孔道灌漿 采用緩凝水泥漿，自下往上壓力灌漿。當(dāng)上端流出勾質(zhì)、流動(dòng)度9—13s的漿體時(shí)繼續(xù)泵壓，直到頂部重力罐溢漿口有漿體流出�？椎纼�(nèi)的泌水往上排入重力罐中，同時(shí)重力罐中的漿體對(duì)孔道內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)充，12h后或重力罐內(nèi)漿體開始變硬時(shí)，取下灌漿罐。
3．5 灌漿結(jié)果分析
水平和穹頂孔道每5m剖一截面，在二次灌漿區(qū)則加密剖面并開設(shè)200mm長(zhǎng)的觀察窗。垂直孔道在頂部承壓板往下500mm內(nèi)每100mm開一剖面，再往下每2．5m剖一截面。水平孔道剖33個(gè)截面，所有空隙高度均小于5mm，在二次灌漿區(qū)的月牙空隙較明顯，但小于5mm，其余部位的空隙小于3mm；穹頂孔道剖22個(gè)截面，在拱頂處有2mm左右的空隙；垂直孔道剖7個(gè)截面，包括上部端蓋在內(nèi)均為100％充填。
5根孔道共剖62個(gè)截面，其中100％充填42個(gè)，占67．7％；A＝3mm以下17個(gè)，占27．4％；A＝5mm以下3個(gè)，占4．9％。
參照法國(guó)電力公司EDF對(duì)大亞灣核電站預(yù)應(yīng)力孔道灌漿的技術(shù)條件，月牙形空隙不超過5mm即為合格。據(jù)此，本次試驗(yàn)的孔道灌漿充填度為100％，按合格予以驗(yàn)收。
4、預(yù)應(yīng)力孔適灌漿施工
4．1 漿體工程量
由于標(biāo)準(zhǔn)水泥漿僅用于水平或微彎的孔道，且與緩凝漿的區(qū)別僅在于外加劑摻量的不同，為便于操作，減少施工時(shí)出錯(cuò)，在實(shí)際施工過程中，所有孔道(共485束)一次灌漿均 使用緩凝漿，二次灌漿為膨脹漿，共灌注孔道長(zhǎng)度約3．3萬m、245m3水泥漿。
4．2原材料控制
對(duì)漿體原材料進(jìn)場(chǎng)除進(jìn)行正常的驗(yàn)收外，必須進(jìn)行每種成分的CL ˉ和NO3ˉ的分析以確定漿體中的含量，特別注意水泥有無假凝現(xiàn)象及水泥細(xì)度的檢查，貯存時(shí)間以不超過3 個(gè)月為宜。
4．3 溫度控制
預(yù)應(yīng)力施工經(jīng)歷了819、lo三個(gè)月的高溫季節(jié)，其日間最高溫度曾達(dá)46℃，因此，這段時(shí)間的灌漿施工均安排在夜間氣溫較低時(shí)進(jìn)行。為保險(xiǎn)起見，盡量安排灌漿時(shí)的環(huán)境溫度不超過35℃，并嚴(yán)格控制漿體的出機(jī)溫度不超過20℃，這是保證灌漿質(zhì)量的關(guān)鍵。為此，專設(shè)水泥(袋裝)存放倉(cāng)庫(kù)，并加裝空調(diào)以降低水泥溫度；設(shè)臨時(shí)貯冰庫(kù)和貯水罐，使攪拌水溫度不超過4℃。同時(shí)盡量縮短漿體的貯存時(shí)間，使灌漿時(shí)的漿體溫度不超過38℃。
4．4 結(jié)論
根據(jù)全比例模擬試驗(yàn)的結(jié)果，制定了一系列預(yù)應(yīng)力孔道灌漿工作程序。對(duì)所有參加灌漿施工的人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，模擬操作，考核合格后持證上崗。嚴(yán)格執(zhí)行工作程序，加強(qiáng)施工過程的監(jiān)督控制，特別是漿體出機(jī)溫度不超過20℃，灌漿口和出漿口的流動(dòng)度不超過規(guī)定范圍，緩凝漿在制漿完1．5h內(nèi)、膨脹漿在0．5h內(nèi)灌注完畢，泵送時(shí)的壓力控制和灌漿速度控制等，保證了預(yù)應(yīng)力孔道灌漿的施工質(zhì)量。
5、體會(huì)
5．1 有關(guān)漿體的技術(shù)指標(biāo)
法國(guó)RCC—G(80版)、美國(guó)ACI一359(89版)對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道灌漿用漿體的技術(shù)要求比較具體、全面，相對(duì)而言，我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204—92)中對(duì)此無具體指標(biāo)要求。比如，除考慮了施工的可操作性、漿體強(qiáng)度、環(huán)境條件外，還考慮了漿體中有害成分對(duì)鋼絞線的腐蝕問題，但法國(guó)RCC—G對(duì)此顯得比較籠統(tǒng)，而美國(guó)ACI—359(89版)對(duì)漿體中有害成分比較明確，特別是針對(duì)核電站安全殼預(yù)應(yīng)力孔道灌漿，作為補(bǔ)充的R．G導(dǎo)則1．107“安全殼預(yù)應(yīng)力束水泥漿的質(zhì)量規(guī)定”中更是明確：C1ˉ≦100×l0ˉ6或200×l0ˉ6(如果pH≥12)，NO3ˉ≦l00×l0ˉ6、SO42ˉ≦250×l0ˉ6、S2ˉ≦2×l0ˉ6。
5．2 影響漿體性能的因素
為找出影響漿體性能的因素及規(guī)律，在試驗(yàn)室內(nèi)做了1200多組2000多次試驗(yàn)，周期很長(zhǎng)，由于影響因素多，而且必須考慮其單獨(dú)和各種因素疊加后對(duì)漿體性能產(chǎn)生的影響，故試驗(yàn)必須留有充足的時(shí)間，并應(yīng)制訂全面詳細(xì)的試驗(yàn)方案。
5．3 漿體接收性試驗(yàn)
水泥漿體室內(nèi)配合比確定后，必須在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境—廠，按實(shí)際生產(chǎn)方式進(jìn)行接收性試驗(yàn)。
