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桥梁、码头等混凝土结构在有水环境的几种加固方案

2016-01-16 17:53

我国拥有内海和领海面积达38万平方公里,内河也有七大水系。如此庞杂的水域系统,必然拥有数量巨大的桥梁、码头等相关设施。但是随着时间的推移,加之潮湿环境的作用,这些设施会比普通钢筋混凝土结构更易产生病害。对它们的加固必不可少也关系重大!

    以下为常见病害的几种成因:

1、钢筋锈蚀

    混凝土的碳化,使得钢筋的保护层失去作用,混凝土内的钢筋因为没有受到碱性环境的保护而产生锈蚀。而有水环境中氯化物的渗透,使得电化学作用加强,导致钢筋锈蚀加快进行。都会导致强度降低。

2、冻融破坏

    桥墩等部位常年浸在水中,混凝土中的含水量增加,随着温度的下降,混凝土中的水结冰膨胀而产生张力。极易使结构产生裂缝。强度下降。

3、碱骨料反应

    水化水泥中的碱性物质与骨料中可反应化学成分之间发生化学反应。致使水泥骨料表面发生膨胀性断裂,从而导致混凝土结构开裂。

本文以桥梁水中桥墩为例,简要介绍几种不同情况下,对已腐蚀桥墩的加固保护方法。

1、水中桥墩混凝土腐蚀用碳纤维布加固

A、完全水下施工

①基面处理

    根据要求确定需要修补混凝土的位置,后用高压水枪冲洗青苔及污泥再用气动打磨机磨掉混凝土表面酥松层,直至露出坚实基层,

②基面找平

将水下专用找平胶按照A组份:B组份=21的重量比搅拌至完全均匀,将找平胶用劈刀刮抹到混凝土表面即可,每次修补厚度不宜超过10毫米,如需修补较厚层可分批涂抹找平胶,待24小时后再涂抹下一层。

③下料

    根据图纸要求把所需粘贴的碳布按尺寸裁好,平铺到双层塑料薄膜上,薄膜厚度约10丝。

④混合

    将水下碳纤维浸渍胶按AB=31的重量比称量A/B组份到开口容器里,以不超过300转的低速搅拌,直至色泽、形态完全均匀为止,在搅拌过程中确保所有部位接触到,以便得到最佳混合效果

⑤预浸碳布

    把调好的浸渍胶用刮板沿纤维方向反复碾压至浸透到碳布里,需保证碳布其中一面的保障胶层稍厚,把双层薄膜的另一层铺展到碳布上,再把碳布按碳丝走向裹成小卷备用。

⑥粘贴碳纤维布

    施工人员潜水到粘贴位置把卷好的碳布展开,撕开胶层稍厚的那面薄膜,将碳布从一端到另一端的粘贴方式粘贴到加固基面上,边贴边用刮板按照碳丝方向反复刮压,促使碳纤维布平直、延展、无水泡,浸渍胶充分渗透到混凝土表层。贴完布后24小时再撕下另一面薄膜即可。

B、水上高湿施工

①基面处理  

    基材表面应全面打磨,无任何附着物,粘贴部位有尖锐棱角的需要打磨成圆角,最小内径为20㎜。 

②基面找平

    将水下专用找平胶按照A组份:B组份=21的重量比搅拌均匀,将找平胶用劈刀刮抹到混凝土表面即可,每次修补厚度不宜超过10毫米,如需修补较厚层可分批涂抹找平胶,待12小时后再涂抹下一层。

③下料

    根据图纸要求把所需粘贴的碳布按尺寸裁好,再把碳布按碳丝走向裹成小卷备用。

④混合浸渍胶

    按AB=31的重量比称量A/B组份到开口容器里,以不超过300转的低速搅拌,直至色泽、形态完全均匀为止,在搅拌过程中确保所有部位接触到,以便得到最佳混合效果

⑤上胶

    用塑料刮板将浸渍胶涂抹到需贴碳纤维的基面上。 

⑥贴布

     将裁剪好的碳纤维布贴于混凝土涂胶面,碳纤维布要平直、延展。(碳纤维布如有接头,搭接长度应为20mm,且接头应在基材全长的1/3处,不得在基材的中间),再用刮板反复刮刷碳纤维表面,确保浸渍胶浸透到混凝土与碳纤维布中并脱泡;后用刮板在布的外表面刮涂一层浸渍胶,反复刮压使之充分浸透到碳纤维布的纤维中,促使碳纤维布平直、延展、无气泡,浸渍胶充分渗透。

⑦喷砂

最后用3~6mm的沙石(石英砂)洒在涂有胶的施工面上,确保粉刷层的粘结性。

对于腐蚀严重的桥墩,可先进行混凝土修补,再进行贴布加固。

2、水中桥墩混凝土腐蚀用钢板加固

A粘贴面处理

①混凝土粘贴面应凿除苔藓,油垢、污物,然后用角磨机打磨除去混凝土面1-2mm厚表层,打磨完毕用高压水枪冲洗干净。

②钢板粘贴面应首先除锈除油,然后用角磨机进行粗糙处理,直至打磨出现金属光泽,备用。

B、加压固定系统准备

    加压固定可采用螺栓、角钢、垫板所组成的系统,该系统在被粘贴的环形钢板两端合适位置钻孔临时固定螺栓、角钢,供压紧钢板使用。

C、配制水下专用粘钢胶

①粘钢胶为AB两组份,配比为AB=21。配胶宜用机械搅拌,搅拌器可由电锤和搅拌齿组成,搅拌齿可用电锤钻头端部焊接十字形Φ14钢筋制成。少量(0.5公斤以内)也可用Φ6、Φ8细钢筋棍人工搅拌。(注意:仅用腻刀拌和,不能保证搅拌均匀)

②取洁净容器(塑料或金属盆,不得有油污、杂质)和称重衡器按配合比混合,并用搅拌器搅拌5分钟左右至AB组份混合均匀为止。搅拌时最好沿同一方向搅拌,尽量避免混入空气形成气泡。每次配胶量不宜过多,现配现用。

D、涂胶和粘贴

    胶粘剂配制好后,用腻刀涂抹在已处理好的钢板表面上(或混凝土表面),胶断面宜略成三角形,中间厚3毫米左右,边缘厚1毫米左右,然后将钢板粘贴在构件上,用准备好的固定加压系统固定,并适当拧紧螺栓加压,以胶液刚从钢板边挤出为度。

E、维护

粘贴后,钢板涂水下防锈漆3道。


3、水下植筋加固

①打孔:按照设计图纸要求的尺寸钻孔

②清孔:两吹一刷,打好孔后用高压水枪吹掉孔内泥灰,再用专用毛刷刷掉孔壁表面松动的混凝土,最后用高压水枪清孔干净,保持待用。

③注胶:将MT500的注胶嘴(混合器)装上胶瓶,检查注胶嘴必须有螺旋管否则弃用,严禁现场拔去注胶嘴里的螺旋管;将胶瓶装上专用胶枪,匀速挤出胶液,前三枪的胶液应舍去,把注胶嘴插入孔底,边打胶边缓慢外提式注胶,正常注胶量为孔体积的2/3,胶打完后换新的胶瓶注胶嘴也应更换新的,没有打完的胶液把注胶嘴去除,出胶口擦干净,螺帽拧紧可下次再用。

④植筋:注完胶后将螺纹钢或带肋钢筋按顺时针方向缓慢旋转插入孔底,有少许胶液溢出为好,擦掉溢出的多余胶液。

⑤养护:静置让锚固胶自然固化,养护时间根据温度参考MT500固化时间表,养护期间不得旋转、敲击螺杆。

基材温度

安装时间

初凝时间

固化时间

-5℃~0℃

30min

80~150min

240h

0℃~10℃

20min

50~80min

168h

10℃~25 ℃

10min

30~50min

120h

25℃~40 ℃

5min

10~30min

72h

≥40℃

3min

5min

24h

NJMKT水下专用植筋胶MT-500固化时间表

    此列水下加固方案因使用曼卡特水下专用胶黏剂,操作简单易行,有效地解决了水下施工需使水位下落,等待基面变干才可进行的难题。截至目前,此类技术已成功应用于数十个桥梁、码头的加固修复中,在此间积累的经验,也使得我们的水下胶黏剂加固技术日臻完善。终将成为绝大多数工程的不二选择。

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