高强钢绞线与聚合物砂浆加固施工

当建筑物或构筑物的结构体系已不能满足使用要求时,就要进行结构改造与加固。采用高强钢绞线与聚合物砂浆加固施工,具有强度高,施工速度快,工期短等优点。高强钢绞线强度高,其标准强度约为普通钢材的5倍,加固后对结构自重增加小;聚合物砂浆的收缩性小,减少裂缝的产生,有效的防止二氧化碳,可以预防砼碳化,冻融及耐久性好,它的力学性质与砼相近,具有渗透性,提高了长期粘结性能,耐火、耐腐蚀、耐老化性能好。钢绞线网片---聚合物砂浆加固复合面层技术是将被加固构件进行界面处理后,将钢绞线网敷设于被加固构件的受拉区,再在其表面涂抹聚合物砂浆。主要是在结构加固的过程中不影响建筑的正常使用。
1 工程概况
本工程为徐州矿务集团庞庄煤矿的煤仓加固,煤仓是八十年代施工建造的,设计标准使用年限为五十年,现已使用二十七年,煤仓外表风化严重,局部混凝土保护层已脱落,内部钢筋锈蚀,为保证煤仓正常安全使用,在不影响生产储煤情况下,设计采用高强混钢绞线聚合物砂浆加固。
2 施工准备前材料选择
2.1 钢绞线的选用。由于煤仓正常储煤装车,整个结构处于腐蚀介质、露天环境下,应选用高强度不锈钢绞线。计算好煤仓周长及搭接长度,直接从厂家进定型尺寸,不需要现场断料,进入施工现场的钢绞线应有质量保证书,经现场检查不得有裂绞、严重生锈、伤痕、几何尺寸不得超过允许偏差,控制在50mm范围内。
2.2 高强聚合物砂浆。购买符合国家行业标准的聚合物砂浆,选择粘结性能好、早强型、强度高、耐久性强的。购买后认真阅读产品说明,严格按照说明书配比施工。
3 施工技术要点
3.1 工艺流程
定位放线-->砼基层处理-->钢绞线网片的固定、张紧与销固-->钢绞线节点的固定-->涂刷截面剂-->聚合物砂浆压抹-->湿润养护、检验
3.2 施工方法
3.2.1 定位放线。按设计要求对圆筒仓加固区域进行水平放线,并核对煤仓实际圆周长与钢绞线网片长度,准确无误后进行下道工序。
3.2.2 砼基层处理。钢丝绳网片在张紧锚固前,对整个圆筒仓砼表面加固区域从上往下用钢刷或手提式磨光机进行打磨清理,清除煤仓表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土,露出混凝土结构层,并对砼表面进行凿毛处理。表面打磨后,应用强力吹风器将表面粉尘彻底清除,并保持干燥。
界面基层处理主要注意三点:① 粗糙程度,基层越粗糙,界面结合面积越大,合力越大,抵抗剪切破坏的能力就越强,所以要对基层进行凿毛。② 完好程度,指粘接面受损伤的程度,损伤越轻,内部产生缺陷越少,粘接性能越好,所以要对基础表面如有疏松部位应予剔除。③ 洁净程度,减少杂质,有利于提高粘接强度。所以要用压力水冲洗清理基础表面,不得有浮浆、浮灰和脱模剂等杂物。
3.2.3 钢绞线的固定、张紧与销固。设计图纸给定了钢绞线的张力,钢绞线网片宽为一米,长为原煤仓的实际周长加上搭接长度,所以不需要现场裁剪,可以直接铺设固定网片,我们采取以下方法固定和张紧钢绞线:① 先用专业夹具将钢绞线网片两端端头在地面上用固定圈(线鼻子)夹紧固定,然后按照圆筒仓放好的水平线将网片临时铺设固定在圆筒仓周圈,在安装好线鼻子一端端头位置埋入φ8的膨胀螺栓,将钢绞线网片已连接好的端头固定圈(线鼻子)与膨胀螺栓固定夹紧;② 另一端用专用夹具(专用夹具是通过链轮、链条与张紧器连接,张紧器支架是用M10内爆螺栓固定在结构面上)配合专用电子秤按设计给定的数值进行拉紧,通过张紧器对钢丝绳网片进行第一次张紧,钢丝绳网片张紧时必须平直不得低垂,在保持钢丝绳网片张紧的状态下,然后采取同样方法埋入膨胀螺丝与线鼻子固定;③ 最后再用φ6的固定栓以间距30mm梅花型布置紧固整个不锈钢绞线网,并做到不锈钢绞线网张紧、不松弛。
3.2.4 清除加固部位的粉尘,涂刷界面剂。将钢绞线网片全部安装固定后,用强力吹风器或用水冲去表面浮灰将表面粉尘彻底清除,待砼表面完全干燥后(要求表面无明水时才能使用界面剂),将混合好的界面剂,用毛刷或扫帚头均匀涂刷于基层和钢丝绳网片表面进行拉毛,不得漏涂,其厚度视工程施工部位而定。
3.2.5 聚合物砂浆的压抹施工。高强聚合物砂浆可采用机械搅拌或人工搅拌,建议采用搅拌机进行机械搅拌,可以提高施工效率,保证搅拌充分均匀,施工效果更好。加水量为粉料重量的12～15%,稠度以适合施工为宜,搅拌位置尽量靠近施工位置,以利施工的连续进行。从加水搅拌到施工完毕应控制在40分钟内为宜,因此应保证每次搅拌量与施工速度相匹配,搅拌均匀后放置几分种后使用,和易性更佳。
待涂刷的界面剂表面指触干燥时,用抹刀将抗磨料抹在混凝土面层上,第一层抹灰时要用力按压。每次抹灰厚度不宜超过15mm,灰浆不得自然垂落,当压抹厚度达到尺寸要求时应及时做好压抹收光,构件阳角应顺直,当抗磨层设计较厚时,待第一层抹灰层达到初凝状态后,进行下一层抹灰施工,施工至设计抗磨层厚度。水泥砂浆拌好后,应在初凝前用完,凡结硬砂浆不得继续使用,顶棚抹灰层与基层之间及各抹灰层之间必须黏结牢固。根据气候条件,1～2小时后,抗磨料接近初凝时进行压光处理。压光工序非常重要,可降低抗磨层表面的粗糙度,有利于出料通畅,不堵料。如果施工厚度较大,容易出现塑型裂纹,所以在第一次压光后1～2小时要进行第二次压光处理。当加固层较厚时(3-4cm),可分为两层施工。第一层厚度控制为1.5cm,待其表面稍干时,进行第二层砂浆施工。
3.2.6 湿润养护。高强聚合物砂浆施工完毕后,即应对于抹灰表面进行养护,用喷雾器喷水,2～3小时一次,冬季根据情况调整,及时喷洒水养护3～7天,以避免失水过快而产生裂纹,并用塑料薄膜覆盖其表面进行湿润养护,实行湿润养护至少7天以上,在此期间应防止加固部位受到硬性冲击。
4 施工注意事项
聚合物砂浆的使用一定要严格按照说明书的配合比搅拌,拌和量每次不宜太多,必须在有效的操作时间内使用。禁止在日平均气温60℃或日平均5℃以下的地方施工,如需施工,须有必要的保证措施。聚合物砂浆材料的保管应注意防水、防冻、阳光照射及雨淋。
根据聚合物砂浆的使用量和施工要求的厚度,须保证压抹后的聚合物砂浆在20分钟至4小时内维持湿润状态,已施工的砂浆在固化前须防止冻结、雨淋、水浸等。钢绞线的固定与张紧工序中须严格按照工序质量要求和施工注意事项进行作业,不得出现漏销、悬垂现象。聚合物砂浆压抹较厚时,应采取分层多次抹灰,每次不超过1cm。