砼構(gòu)件包鋼加固在鹽化工廠房中的應(yīng)用

劉占鰲，陳桃云

(中鹽長(zhǎng)江鹽化有限公司，湖北 孝感 432000)

在鹽化工企業(yè)中，廠房鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)被氯離子的腐蝕比較普遍，在廠房建設(shè)之初如果沒有做好廠房的防腐保護(hù)措施，數(shù)年之間廠房會(huì)腐蝕嚴(yán)重，從而造成安全隱患，對(duì)于已經(jīng)腐蝕且強(qiáng)度不足的結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行加固處理。

此類結(jié)構(gòu)通常的加固方法有：鋼筋混凝土截面加大法、包鋼加固法、碳纖維加固法。

結(jié)構(gòu)截面加大法通常是加大原有鋼筋混凝土的斷面。此法的優(yōu)點(diǎn)是牢固可靠，造價(jià)適中，但缺點(diǎn)是施工周期長(zhǎng)，工期至少需兩個(gè)月以上，不便于邊生產(chǎn)邊施工；新加截面容易從內(nèi)部繼續(xù)腐蝕從而造成截面開裂，進(jìn)行防腐時(shí)需待結(jié)構(gòu)達(dá)到養(yǎng)護(hù)期后才能防腐。結(jié)構(gòu)截面加大法一般適用于從基礎(chǔ)開始一直往廠房上部逐步加固，而不適用于單獨(dú)的樓上某一層的柱子加固。

碳纖維加固法一般適用于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的構(gòu)件進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)，不適用于已經(jīng)腐蝕的構(gòu)件，因?yàn)橐呀?jīng)腐蝕的構(gòu)件表面強(qiáng)度及其內(nèi)部強(qiáng)度已嚴(yán)重下降，碳纖維不能與之緊密粘接或粘接后極易起皮脫落。

包鋼加固法就是在鋼筋混凝土外邊粘貼一層鋼板，從而提高被加固對(duì)象的結(jié)構(gòu)力。此方案的優(yōu)點(diǎn)是施工占地小、施工方便，在業(yè)主不停產(chǎn)的情況下可以邊生產(chǎn)邊施工，施工周期短，加固效果顯著，加固后可以對(duì)加固對(duì)象直接刷結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行防腐。其缺點(diǎn)是造價(jià)略高于鋼筋混凝土截面加大法。

1 工程簡(jiǎn)介

中鹽長(zhǎng)江鹽化有限公司(以下簡(jiǎn)稱“公司”)位于湖北省應(yīng)城市長(zhǎng)江埠，企業(yè)創(chuàng)建于1970-02。其中鹽硝車間框架結(jié)構(gòu)因投入使用已經(jīng)有20 a之久,由于受鹽廠腐蝕環(huán)境影響,部分原框架的混凝土碳化,脹裂及鋼筋的斷裂及銹蝕情況十分嚴(yán)重,另外隨著生產(chǎn)運(yùn)力加大以及技改要求,現(xiàn)有結(jié)構(gòu)狀況已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)有的荷載要求，存在極大的安全隱患。

經(jīng)分析研究,工程被加固的框架柱位于廠房的13.47 m層，不能按照正常的鋼筋混凝土加固技術(shù)進(jìn)行加固,例如植筋、澆筑混凝土,等均不能采用(截面加大至少20 cm；施工作業(yè)影響正常生產(chǎn)、工期長(zhǎng))。最后決定采用對(duì)框架柱濕包鋼進(jìn)行加固,鑒于濕包鋼加固技術(shù)的一系列優(yōu)點(diǎn),使得它在建筑施工過程中被廣泛應(yīng)用。

2 加固改造方案說明

2.1 方案說明

首先鑿除柱面漲裂、空鼓砼鑿除至硬基層，對(duì)銹蝕的主筋及箍筋進(jìn)行除銹處理，并涂刷環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠防腐，然后對(duì)柱身滿包鋼板并設(shè)置對(duì)穿螺栓，最后灌注高強(qiáng)無收縮灌漿材料。加固后鋼板表面涂刷環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠防腐。如圖1所示。

圖1 加固改造示意圖Fig.1 Diagram of reinforcement and reconstruction

2.2 包鋼灌漿材料要求

鋼板。Q235B鋼，厚度12 mm，現(xiàn)場(chǎng)人工焊接，采用E43XX焊條。

灌漿材料。HS-W型水泥基灌漿料為新型建筑結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)的專用材料, 灌漿料與水配合比(重量比)為水：灌漿料等于0.13 ∶1。其完全凝固時(shí)間為72 h，28 d抗壓強(qiáng)度達(dá)到C40以上，微膨無收縮。

3 鹽硝車間框架柱濕包鋼具體施工方法

(1)基面處理。首先鑿除柱面漲裂、空鼓砼鑿除至硬基層，對(duì)銹蝕的主筋及箍筋進(jìn)行除銹處理，并涂刷環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠防腐。

(2)對(duì)拉螺栓成孔應(yīng)采用電錘鉆孔，不得用水鉆開孔，以免切斷柱內(nèi)受力鋼筋。

(3)鋼板處理。鋼板粘接面必須進(jìn)行除銹和粗糙處理,用角向磨光機(jī)打磨除銹，并隨即涂刷一層環(huán)氧稀膠，均勻噴撒一層干燥粗砂，有利于后期鋼板與灌膠料的緊密結(jié)合。

(4)鋼板組裝。根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)鋼板進(jìn)行焊接,鋼板面與原混凝土面預(yù)留5 mm左右間隙，如與原結(jié)構(gòu)偏差較大,應(yīng)進(jìn)行順直處理。鋼板對(duì)接焊縫應(yīng)符合設(shè)計(jì)及《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》要求。

(5)焊接檢驗(yàn)合格后,用塊硬水泥沿鋼板底邊封嚴(yán),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定埋管位置及間距,灌漿管間距不大于500 mm。同時(shí),在兩個(gè)灌漿嘴之間根據(jù)情況預(yù)留1 cm×5 cm(水平橫孔)注漿口若干,以備在機(jī)械灌漿時(shí)因其他因素影響整體效果,必要時(shí)人工、機(jī)械同時(shí)灌注,待灌漿到該位置時(shí),用鐵板電焊封口,上部繼續(xù)灌注。

(6)嚴(yán)格按照灌漿料配比配置漿液，膠液攪拌均勻后方可使用，一次配膠量不宜過多，30 min用完為宜。

(7)用專業(yè)灌漿機(jī)進(jìn)行灌漿，灌漿時(shí)豎向按從下到上的順序,水平方向按同一方向的順序，灌漿時(shí)待下一灌漿管(孔)均勻溢出漿液為止,依次灌漿,直至所有灌漿管(孔)均注完。

(8)檢查及補(bǔ)灌。用小錘輕輕敲擊鋼材表面,從音響判斷粘接效果,如有個(gè)別空洞聲,表面局部不密實(shí),需采用鉆孔注射注膠方法補(bǔ)實(shí)。

(9)防護(hù)。加固后鋼板表面涂刷環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠2遍～3遍防腐。

(10)鑒于目前天氣氣溫(22 ℃左右)情況較為合適,在灌漿完畢72 h后可以投入使用。

4 加固工期

此次加固從開工至完工能交付使用僅用時(shí)10 d，較常規(guī)方案(如加大截面工期約20 d)很大程度上縮短了工期。

5 結(jié)束語

通過鹽硝車間框架柱進(jìn)行濕包鋼作業(yè)的施工經(jīng)驗(yàn),該項(xiàng)技術(shù)解決了加固施工時(shí)停產(chǎn)問題、比常規(guī)施工縮短一半工期、加固后能保證結(jié)構(gòu)安全三個(gè)問題。

濕包鋼技術(shù)在建筑加固行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用廣泛,工程中最大范圍內(nèi)保證了施工時(shí)正常的生產(chǎn)不受施工影響,并減少了正常加固施工工期約10 d。同時(shí)獲得了寶貴施工經(jīng)驗(yàn),為后續(xù)施工提供技術(shù)支持的資料。