大体积钢筋混凝土板修复加固.pdf

工业技 术 齐 鲁 石 油 化 工 ，2 0 1 0 ， 3 8 ( 2 ) ： 1 3 2 1 3 4 Q IL U P E T R O C H E M IC A L T E C H N O L O G Y 大体积钢筋 混凝土板修 复加 固 郭 良诗李怀刚卞玉峰徐士平杜博华 ( 中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂， 山东淄博， 2 5 5 4 0 0 ) 摘要灌浆料的使用范围， 已逐渐从早期单一的用于机械设备安装的二次灌浆发展到用于混凝土结构的修复加 固， 经过实践证实， 用高强无收缩灌浆料进行结构修复加固， 具有易于施工、 工期快和修复加固效果好的特点。 关键词混凝土高强灌浆料修复加固 中圈分类号 ： T U 7 5 5 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9 9 8 5 9 ( 2 0 1 0 ) 0 2 0 1 3 2 0 3 2 0 0 9年9月 1 6日9时 3 O分中国石化齐鲁分 公司胜利炼油厂联合装置焦碳塔距地面高度为 1 1 m的平台发生火灾事故 ， 使长 2 1 I n 、 宽 1 0 5 m、 高 2 t 1T I 的钢筋混凝土平 台板底部保护层大面积 烧掉， 个别地方深度达 3 0 0 i ra， 露 出的受力 钢筋 部分碳化 ， 承载能力严重不足 ， 整个装置被 迫停 工。为了使平台板在最短的时间内恢复其承载能 力， 决定对其进行加固修复。 1 修复加固材料的选择 如果用喷射普通 昆 凝 土修补 ， 混凝土 回弹量 过大， 而且修补之后 的混凝土强度达不到原设计 混凝士 C 3 0的要求 ， 并 且养护时间较长 ， 在质量 上和工期上均难 以满足要求。 如果用“ 粘钢补强” 进行修复加固， 所用的结 构胶粘剂为有机化学粘结剂 ， 存在耐老化和耐高 温性能较差 、 材料毒性大 材料成本较高等缺点 ， 使其直用受到一定限制。如耐高 温问题 ， 一般的 结构腔， 只能在低于 1 2 0 o C 的环境中使用， 加之所 粘的钢板导热性好。 所以热量极易传给粘接剂部 分造b 梵 碳化； 又如耐老化问题 ， 一般的结构胶均为 有机材料或高分子材料， 这类材料的老化问题目 前是无法解决的， 所 以加固的结构几年后就需要 进行再次加固。 若用 J - Y G M高强 无 收缩 灌浆料进 行结构 加 固， 则避免了上述问题的发生， 并且灌浆料在标准 养护条件下， 抗压强度指标为： R 1 3 0 M P a ， R 3 4 5 MP a ， R 2 8 I7 0 MP a ， 能够获得较高的早期强度 ， 满足尽早投入使用要求。 2 J YG M 高强无收缩灌浆料的特性 【 l 由于焦炭塔的大体积钢筋混凝土承台板的特 殊性 上部承受多于 2 0 0 0 t的焦炭塔 ， 要求修 复加固工期短、 强度高、 易于施工、 效果好。灌浆 料具有高 自流性、 微膨胀性、 早期强度高， 以及凝 结时间快等特性。 2 1 高自流性 表示材料流动性能的方法有3种， 即流动度 法、 漏斗法和坍落度法。其限界值分别是： 流动度 法的限界值不小于2 4 0 m m； 漏斗法流出时间为( 8 2 ) s ； 坍落度法的限界值不小于 2 5 c m。目前， 我国普遍采用流动度法考查灌浆料的流动性能。 为使灌浆施工 自行流动， 灌浆料 的流动度必须大 于 2 4 0 mm， 否则狭小空间灌不进 去， 达不到饱满 填充的效果， 即使其他性能再高， 对灌浆工程也没 有意义 。所 以， 灌浆料 的流动度是评价灌浆料质 量优劣的首要条件。灌浆料 的流动度 随加水率 ( 用水量 干料重量) 的增大而增大。但是 ， 加水 率过大会出现泌水现象和降低抗压强度。灌浆料 加水率的可调节范围应低于 l ， 灌浆料 的流动 度随停放时间的增加而减小。所以在进行灌浆施 工时， 对灌入的拌合物要不停地用竹劈子往复拉 动 ， 以维护其流动性能 。J Y G M高强灌 浆料 的流 动度随加水率的提高而提高 ， 如图 I 所示 。 收稿 日期 ： 2 0 1 0-0 3- 0 8； 修回 13 期 ： 2 0 1 0一 O 33 O 。 作者简介： 郭良诗( 1 9 7 1 一) ， 男， 山东省郓城县人， 助理工程 师。1 9 9 2年毕业于山东省交通学校， 现在中国石化齐鲁分公 司胜利炼油厂工程管理部从事土建及结构专业管理工作。 电话 ： 0 5 3 3 7 5 7 2 4 7 5， 1 3 8 8 4 6 2 0 0 9 8 。 第 2期 郭良诗等 大体积钢筋混凝土板修复加固 3 5 0 目3 0 0 g 2 5 0 越 2 0 o 葵1 5 0 5O 0 1 2 5 1 3 1 3 S 1 4 1 4 5 加水率 ， 般为 尺1 t3 0 MP a ， R 3 4 5 MP a ， R 2 8 I7 0 MP a 。 2 4钢筋粘结强度 修复加固工程要保证灌浆料与钢筋具有足够 的粘结强度， 才能达到一体化 目的。灌浆料与光 面钢筋的粘结强度一般应不小于 6 M P a ， 与螺纹 钢筋 的粘结强度一般应不小于 1 3 MP a ， 灌浆料 与 钢筋粘接强度的关系见表 1 。 图 1 J YG M高强灌浆料流动度与加水量的关系 表1 J YG M高强无收缩灌浆料与钢筋粘接强度的关系 2 2 微膨胀性 膨胀率是 J Y G M 高强灌 浆 料 的重要 技术指 标 。为了使灌浆料硬化后 ， 能够获得饱满填充效 果 ， 灌浆料必须具有适宜 的膨胀性 能。如果用普 通混凝土或砂浆填充 ， 其上表面与填充对象会产 生脱离， 出现空隙， 这是由于沉降收缩和干缩收缩 造成的。任何混凝土拌合 物在灌 注完成之后 ， 处 于静止状态时都有自密过程。密度大的成分会自 动往下沉 ， 密度小的成分则 上浮。此时拌合物上 表面下降， 形成泌水层。当水分蒸发之后 ， 便 留下 空隙， 即上表面和填充对象脱离 。但是 ， 由于膨胀 性能， 膨胀的体积能够补偿空隙， 填充空隙后产生 膨胀压力， 所以能够密切接触， 不形成空隙。 自由膨胀率的测定执行 混凝土外加剂应用 技术规范 ( G B 5 0 1 1 9 _2 0 0 3 ) ， 裸露面用湿布覆盖 经常注水保持潮湿状态养护。J Y G M 的 自由膨胀 率可根据不同的施工部位选取不同的数值范围 0 0 2 0 1 ， 适用于混凝土结构的修补。 自由 膨胀率与时间关系见图2 。 O _ 8 术 o 6 餐0 4 誊。 一2 血 O O 2 时间， h 图2自由膨胀率与时间的关系 注： 1 用于螺 栓锚 固和 载筋 ； 2 适 用于设 备 的 二 次灌浆 ， 螺 栓固定及 载 筋锚 固； 3 。适用 于 混凝土结构的修补与一般设备的二次灌浆。 2 3抗压强度 灌浆料在标准养护条件下， 抗压强度指标一 2 5凝结时间 凝结时间是影响施工进度的重要指标。对于 加固修补工程 ， 往往希望强度上得越快越好 ， 即希 望终凝时间尽可能的短。但是初凝时间不易过 短， 过短易造成拌合物流动性降低而影响施工操 作和灌注质量。灌浆料 的初凝 时间一般应为 4 h 左右 ， 终凝时间一般应为 5 h 左右 。 3 J YGM 高强无收缩灌浆料的浇注及效果 3 1 混凝土清理 原混凝 土板基 层要去掉疏松部分 ， 去掉老混 凝土表面面层至露出混凝土新碴 ， 用 高压水将表 面冲洗干净后 ， 采用界面处理剂进行拉毛处理。 3 2 钢筋的整理与修复 对于变形 的钢筋进行修正 ， 对于被大火烧 断 的箍筋， 为了加强灌浆料与原有混凝土的粘结作 用， 灌浆前用 + 1 2 m m钢筋进行补焊处理。 3 3 支护模板 J 采用灌浆料加固修补时对模板支设要求 比较 严格 ， 模板安装应 当坚 固、 稳定、 不漏水。此次修 补工程 中采用 1 8 i n m厚复合板模板 ， 模板边均刨 光呈直线， 以保证平整严密接触。模板与模板之 间的接缝用粘胶带在模板内侧贴封， 粘胶带均要 贴平压实 ， 贴粘胶带前将贴粘胶带处 的浮灰清除 干净 ， 侧模 与板的侧面成 3 O 。 夹角 ， 方便从两侧浇 注灌浆料 。封缝后要检查封堵情况 ， 检查方法是 用手电筒从外向模板内侧照射。如果模板内有手 电筒光线 ， 表明此处没封堵严密， 需要重新封堵 。 也可用灌水方法检查， 漏水处则需重新封堵。模 板支设严密是灌浆料灌注充分以及和老混凝土密 齐鲁石油化工 第3 8卷 切结合的保证。 3 4 合理布置排气孔 在这次修补过程中， 对每一处模板支设排气 孔的留置都进行了仔细地分析， 科学设置排气孔， 保证气体排出。排气孔应位于模板 的最 高处 ， 当 灌浆料灌到最高处时， 气体被赶至气孑 L 排出， 灌浆 料与老混凝土密切结合， 避免窝住空气， 造成新的 孔洞缺陷。 3 5 浇注 J Y GM 高强无收缩灌浆料 3 5 1 施工准备 量程为 1 0 0 k g的地秤 I台 ， 称水、 称料用 ； 温 度计3只( 测量现场气温、 水温、 料温) ； 机械搅拌 采用强制式搅拌机 ； 小水桶若干 ， 盛水及运送灌浆 料； 竹劈子若干， 供疏导灌浆料用； 灌浆助推器 ( 尺寸根据施工需要定做) ； 塑料基粘胶带若干， 贴木模板接头和接缝， 防止漏水、 漏浆； 瓦刀等工 具若干； 必要数量的模板材料 ， 最好为木模板。如 果采用泵送法灌浆， 因有压力作用， 连接模板需要 钢板连接件； 为供应搅拌用水 ， 需要必要长度的水 管和一个干净大桶( 贮水用) 。 3 。 5 2 灌浆料搅拌 按配比分别秤量灌浆料和水( 精确至0 1 k g ) 后加入搅拌机。拌 和用水采用饮用水 ， 使用 其他 水源时 ， 应 符合 混凝土拌 和用水标准 ( J G J 6 3 ) 的规定。采用强制式搅拌机搅拌， 可保证搅拌充 分均匀， 搅拌时间3 5 m i n 。人工搅拌时， 先将灌 浆料倒在拌板上， 而后加 8 0 水量， 搅拌4 5 次 后再加所剩的2 0 水， 搅拌 4次， 搅拌要边翻倒， 边插捣 ， 使之彻底均匀， 并增大流动性。刚搅拌完 的拌合物表面上如果有浮水 ， 表 明水量过多。应 再加一些灌浆料干料 ， 适 当搅拌将浮水 “ 吃” 光 。 有浮水会降低膨胀效果。J Y G M灌浆料中严禁加 入任何外加剂或外掺剂。 3 5 3 灌浆料的浇注 浇注灌浆料时 ， 从最低处的柱子腋窝处开始 ， 一 边浇注一边用竹劈子疏导灌浆料， 若灌浆料从 模板的最高处排出 ， 说 明灌浆料浇注密实。 3 6 修复效果 采取上述措施进行修复后， 灌浆料与老混凝 土充分结合， 达到了一体化的效果。修复 1 d 后， 经过对修复界面处取芯实验， 灌浆料和旧混凝土 结合非常紧密 ， 没有出现新 的孔洞缺陷， 抗压强度 l 3 0 MP a ， ， 好于原混凝土板的抗压设计 强度 ， 通过对焦炭塔的垂直度与沉降量观察 ， 二者均无 变化 ， 该混凝土板的承载能力达到了设计要求。 4 结束语 1 )高强无收缩灌浆料 由于其较传统产品更 能耐高温、 耐老化 ， 且材料无毒性 ， 同时具有易于 施工、 工期快和修复加固效果好的特点 ， 越来越受 到广大施工技术人员的肯定。 2 )在修复加固过程中， 应做好基层处理， 确 保结合面干净， 支模严格， 确保坚固稳定、 不漏浆， 同时科学设置排气孔， 确保气体排出， 并保证灌浆 料所需的养护条件等 ， 就能起到 良好的结构加 固 补强效果 。 参考文献 1 中国建筑科学研究院建筑工程材料及制品研究所编 制 Y G M高强无收缩灌浆料施工技术手册 2 0 0 6 2 钢筋混凝土工程施工及验收规范 G B 5 0 2 0 4 -2 0 0 2 3 混凝土模板用胶合板 G B T 1 7 6 5 6 -1 9 9 9 REPAI R RE姗oRCEMENT ON LARGE S I ZE S TEEL RED F oRCED CONCRETE P LATE G u o L i a n g s h i ，L i Hu a i g a n g ，B i a n Yu f e n g ，Xu S h i p i n g ，Du B o h u a ( S h e n g l i R e fi n e r y o fQ i l u B r a n c h C o ， S I N O P E C， Z i b o ， S h a n d o n g， 2 5 5 4 0 0 ) Ab s t r a c t Th e u s a b l e r a n g e o f g r o u t i n g c o n c r e t e h a s d e v e l o p e d f r o m s i n g l e f o r e p a r t s e c o n d a r y g r o u t i n g i n i n s t a l l a t i o n o f me c h a n i c al e q u i p me n t t o r e p a i r r e i n f o r c e me n t o n c o n c r e t e s t r u c t u r e T h e a p p l i c a t i o n p r a c t i c e s h o w s u s i n g h i g h s t r e n g t h a n d n o ns h ri n k ab l e g r o u t i n g c o n c r e t e t o r e p a i r r e i nfo r c e e o n c r e t e s t ruc t u r e p o s s e s s e s c o n v e n i e n t c o n s t r u c t i o n，s h o r t p e ri o d a n d g o o d r e p a i r r e i nfo r c e me n t Ke y wo r d s c o n c r e t e，h i g h s e n g t h gro u t i n g c o nc r e t e，r e pa i r ，r e i n f o r c e me n t