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1、浅析应用新型材料整治圬工梁病害1 设备概况及病害分析 设备概况及病害表现 图佳线 K342+722 桥为米普通钢筋混凝土 T 型梁，全长米，修建于 1957 年，第 1 孔、第 2 孔保护层裂纹、脱落累计 3 平方米，现场施工时，凿除松动保护层后，发现第一孔梁底部露出主筋 4 根，长达 1400mm，直径 22mm 的主筋圆钢全部锈蚀，钢筋平均锈蚀深达 1mm，钢筋最大锈蚀深已达 3mm，主筋断面平均减少 %。梁底及腹板大于裂纹普遍存在。 1.病害情况分析 经过我们与路局组织专家共同分析、论证，认为圬工梁裂纹病害产生原因有以下几点： 圬工梁施工缺陷。现场灌注，施工质量差，圬工保护层严重不足，挡
2、碴墙底面混凝土保护层平均 20mm，小于现行设计值 35mm，从梁体表面就可以看到杂物、空洞、泥土等。 碳化作用，是大气中的二氧化碳与混凝土中的可溶碱性氢氧化钙产生化学反应，而转化成不可溶的碳酸钙，使混凝土的碱性降低。混凝土的碳化造成混凝土含碱量降低，当混凝土内的 pH 降至 10 以下时，其钝化能力消失，一旦碳化的混凝土与钢筋接触，将无法再保护钢筋，钢筋直接暴露于大气中或湿度较大的空气中，通过渗透与钢筋接触后，直接发生化学反应及电化学反应。 外部环境影响。氯离子的侵蚀。通过梁体钢筋锈蚀半电池半电位测试及混凝土中性化测试结果证实，混凝土保护层中氯离子含量超过了钢筋产生锈蚀的临界值，氯离子加速了
3、钢筋锈蚀的电化过程。当钢筋周围的混凝土孔隙中的氯离子的浓度达到%时，由于氯离子比其他阴离子更容易渗入钝化膜与铁离子结合为易溶的铁与氧的复合物绿锈，形成电化学腐蚀。钢筋锈蚀继续发展，保护层经受不住钢筋锈蚀后体积膨胀产生的压力，首先裂纹、尔后空响、脱落、露筋，这是混凝土保护层破坏的主要原因。 病害的整治方法 根该桥病害状况，我们在有关专家的指导下，采用了在钢筋表面涂刷及压注 MCI2020 阻锈剂，用 HD50 阻锈砂浆抹面，最后联盟用 RS500 渗透型防水涂料封闭梁体表面的综合整治办法加固钢筋混凝土梁，彻底整治圬工病害1。使用的新材料 MCI2020 阻锈剂，是一种通过涂刷在结构表面即可对混凝
4、土内部的钢筋起到阻锈作用的阻锈剂。它能在即使十分致密的混凝土中扩散渗透，达到混凝土内的钢筋表面，即使它不与金属直接接触，也能在混凝土中渗透扩散一定距离而达到金属表面，起到对金属的保护作用。能有效抑制金属的进一步锈蚀，延长结构的使用寿命。同时还具有以下优点，抑制已锈蚀的金属进一步锈蚀；不妨碍混凝土的透气性及水分散发，不形成阻力；可以很简单地通过喷涂、压涂或刷涂将 MCI-2020 应用到混凝土表面。 HD-50 是一种快凝、纤维增强、乳胶改性、耐重负荷的混凝土修补料，和 MCI-2000 混合，制成阻锈砂浆，修补脱落的保护层。 RS-500 是一种溶剂基有色树脂涂料，它可以渗透进入基体几毫米形成
5、渗水保护层，并在基体形成具有防水保护、封闭细小裂纹、蜂窝麻面等缺陷，同时不影响基体内部水分向外蒸发，适合圬工梁防水使用，防止碱集料反应进一步发生。RS-500 有多种颜色，对梁体有覆盖和美观作用。 2.整治方法 采用 MCI2020 阻锈剂和掺有 MCI2020 的 HD-50 防锈砂浆，对混凝土保护层空响、松动、脱落、露筋部位进行修补。 主要机具和材料： 冷水清洗机、空压机、发电机、抽水机、喷涂机具或刷子、水箱、瓦工工具、钎子、汽车、活动作业架、卷扬机或手动绞磨，HD-50、MCI-2020 、砂子、水泥。 劳动保护：安全带、安全帽、护目镜、口罩、手套。施工方法：首先，用粉笔画出施工边界，沿
6、边界贴纸带。其次，施工面混凝土的处理，清除混凝土松动部分，将修补范围内基础面凿毛，保持修补层厚度不大于。用钢丝刷清刷，然后用冷水清洗机清洗梁体表面，达到梁体表面干净整洁，松动混凝土、裂纹及蜂窝麻面内污物清除彻底，裂纹和蜂窝麻面充分暴露。施工前清除明水，这一工序非常关键，直接影响修补层与原结构的粘接质量。第三，砂浆拌和。将 HD-50 粉剂与级配砂按比例配合 配合比 HD-50 粉剂：级配砂：水=1：最小修补厚度，当修补厚度大于 5cm 时加入 60%粗骨料并充分拌和；将水注入搅拌设备，然后加入拌和料，搅拌均匀。需要注意的是，砂浆拌和后应在 30 分钟内用完，一次拌和量不要太多，拌和地点尽可能靠
7、近修补处；每次拌和完毕后用水冲刷拌和设备，以免 HD-50 砂浆粘接、聚集在设备上；砂浆拌好后不要再加水调和。第四，涂底胶。在待修补表面刮涂 1 薄层 HD-50 砂浆，注意这一工序后应立即压抹 HD-50 砂浆。第五，砂浆抹面。用铁锹将砂浆运至修补处，用托板和抹子反扣于修补面上，人工压抹，拍打抹平，再用小镘压光。采用从一侧到另一侧抹压的方法，避免结合面存有气窝。第六，养生。混凝土成型后应在 24 小时内及时洒水养生。 注意事项：由于条件限制，施工时间要短，建议采用流水作业法施工。并按基面处理、配料、拌和、运送、抹压、镘平、养生等工序，分工明确，统一指挥，各负其责地按工艺流程所需时间，密切配合
8、，衔接有序进行。在过冷施工时应将修补面及周围混凝土加热至温热；将 HD-50 用 33水拌和加热；修补后用隔热毯覆盖修补面养护13 小时。在过热环境施工，用冷水拌和；用湿麻袋养护。产品应存放在干燥通风处，避免受潮。建议在生产日期起四个月使用完毕。采用 J-56 混凝土裂缝修补胶修补混凝土梁大于裂缝 通过用半电池电位法对混凝土梁开裂部位钢筋状况进行测试，对半电池电位小于 200mv 的部位，钢筋已发生锈蚀。为了抑制钢筋的锈蚀，对超出规定的裂缝应先向裂缝内压注渗透移动钢筋阻锈剂 MCI2020 以抑制钢筋的锈蚀。56 小时后，再注入 J-56 封闭材料封闭裂缝。 采用材料是，J-56 修补胶和 B
9、ZH4010 封口胶。J-56修补胶是一种不含溶剂、耐潮湿、低黏度环氧胶粘剂。用压力注入器注入混凝土裂缝对结构进行修补，能用于修补干燥和潮湿裂缝。 施工方法：首先，对基面的处理。裂缝处应干净且坚固。裂缝可干也可湿，但不应有明水存在。从裂缝中除去所有的污物、灰尘、油脂、涂料、防水材料、密封剂和其他妨碍良好粘接的异物。混凝土裂缝应该用真空或干净的压缩空气清除。其次，进行拌和与施工。空气和基质的温度必须在 4以上。首先将材料预搅拌，然后将两组分A 与 1 组分 B 混合低速拌和 3 分钟。拌和后必须在可使用的时间内用完。J-56 修补胶可靠自身的重力灌入宽度不超过的水平裂纹中。若裂纹已贯穿建筑物，必
10、须用封口胶密封裂缝下部。然后不断地加入环氧料直至裂缝完全被填补。壓力注射修补时，先将裂缝周围的表面打扫干净，露出坚实的基质。注射口根据裂缝宽度和构件厚度可相距大约 20cm 至 90cm，然后用封口胶从表面密封裂缝，密封宽度为 3cm。封口固化后用压力器注入 J-56 修补胶。 采用 RS500 渗透型防水涂料封闭梁体表面、防侯保护。切断外部水气来源，并使混凝土内部水、气尽快排出，减缓混凝土碳化速度。RS500 渗透型防水材料，即能阻断外部水源和湿气进入，又不妨碍混凝土内部湿气呼出。 主要机具：冷水清洗机、空压机、喷枪、手枪式搅拌器、风管、水箱、油桶、湿膜测厚仪。 材料及劳动保护：汽油、汽机油
11、、柴油、柴机油、清水，RS-500 涂料，口罩、工作服、护目镜2 。 2.施工方法 梁体清理。用高压冷水清洗机清除梁体表面所有灰尘、霉菌、脱膜剂、养护剂及疏松物。修补大的裂缝、孔洞，新浇筑的混凝土在使用 RS500 之前必须养护 8 天以上并达到设计强度。高压冷水清洗机是由内燃驱动活塞做功，形成具有一定压力的水喷射到工作面，达到清理的目的，其喷射水压可达 170bar，采用旋转喷头清理。过去用角向磨光机打磨清理，劳动强度大、工作环境差、作业效率低，并且最后需要用清水冲洗。用冷水清洗机打磨、清洗一次完成，效率大大提高，清洗效率是角向磨光机的 5 倍。 涂装的方式。RS500 防水涂料可以采取喷涂
12、、刷涂、辊涂三种方式，现场实验发现，采取喷涂效果最好，一是涂层均匀，不流淌易控制，整体美观效果好；二是梁体表面蜂窝麻面处所，涂料能充分填充麻面小坑，而刷涂和辊涂，因麻面小坑内有空气，涂料很难完全封闭里面混凝土表面，小坑边缘混凝土仍然外露，影响了封闭梁体效果3。喷涂程序。RS500 事先倒置 12 天，使用前充分搅拌均匀。待梁体经清洗充分干燥后涂刷 RS500 防水涂料，自上而下，平行喷涂，喷枪嘴距喷涂面最佳距离 200mm，喷涂方向与梁体表面垂直。涂装层数原则上为两遍，第一遍要尽量厚，只要不流淌即可，补喷第二遍使表面达到均匀。如梁缝较大，宽度在之间，喷涂一遍涂料后裂纹口依然存在，在喷涂第一遍之后立即对一些大的裂纹进行加涂找细，然后再进行第二遍喷涂，效果较理想。 涂装效果及注意事项。梁表面 RS500 涂层厚度均匀，裂缝及孔洞全部封闭，施工后的第六天对梁体取芯发现，RS500 防水涂料渗入裂缝达 24mm 深，并且与混凝土形成整体防水层，经洒水实验证明防水效果明显，达到整治目的。在喷涂过程中应注意：喷涂工具必须洁净、无水、无油、无异物；雨天、大风时、环境温度低于 4或高于38、基体表面潮湿或霜冻，禁止施工。
