張維民

（蘭合鐵路有限公司，甘肅 蘭州 730030）

混凝土梁體修補(bǔ)、涂裝保護(hù)工藝工法

張維民

（蘭合鐵路有限公司，甘肅 蘭州 730030）

鋼筋混凝土梁和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁在投入運營后，因建材本身質(zhì)量的不足或施工質(zhì)量的原因，都會相繼出現(xiàn)多種病害。主要有：混凝土強(qiáng)度不足引起的梁體開裂；堿骨料反應(yīng)引起的梁體順筋開裂；鋼筋銹蝕及混凝土保護(hù)層脫落、掉塊等。這些病害的存在和發(fā)展，嚴(yán)重危及行車安全。以往整治這類病害，大多采用環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行修補(bǔ)，封閉裂縫的效果不理想，最后甚至不得不采用換粱的方式來消除病害。但置換新粱不僅費用龐大，而且數(shù)年后所換新粱又會出現(xiàn)上述病害，因此以換新粱的方法來保證混凝土粱的行車安全應(yīng)慎重。本論述根據(jù)施工經(jīng)驗，較為詳細(xì)地介紹了施工工藝、質(zhì)量控制及安全注意事項。

混凝土梁體；修補(bǔ)；涂裝保護(hù)；工藝工法

1 概述

包蘭線K805+953鋼筋混凝土橋梁為1962年修建，由于梁體混凝土密實度低，鋼筋保護(hù)層厚度不足，并受鹽侵蝕和溫度應(yīng)力作用等原因，出現(xiàn)梁體底面混凝土裂損、剝落、露筋和腹板出現(xiàn)變形裂紋等病害。通過本工法對此鋼筋混凝土橋梁的病害進(jìn)行整治，效果良好，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2 工法修補(bǔ)材料特點

（1）快干、不下垂，表面堅固；與混凝土結(jié)構(gòu)粘接牢固、不開裂；可滲透到梁體內(nèi)部，并具有良好的彎曲彈性。

（2）抗老化、耐鹽霧、耐酸堿和抗化學(xué)腐蝕的性能優(yōu)異。

（3）具有單向呼吸性能，可有效防止水汽及有害介質(zhì)的侵入。

（4）施工簡便，使用壽命長：正常使用環(huán)境下的免維修時間達(dá)20年以上。

3 適用范圍

（1）適用混凝土梁及各類混凝土結(jié)構(gòu)病害的修補(bǔ)與防護(hù)，但對遭鹽侵蝕（如CL-侵蝕）混凝土的維修防護(hù)，尚應(yīng)配合采用電化學(xué)保護(hù)的方法。

（2）特別適用于有動載結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)與防護(hù)，如橋梁、機(jī)臺等受外界震動影響較大的結(jié)構(gòu)。

4 施工流程和施工工藝

4.1 施工流程

施工流程以流程圖表述，見圖1所示。

圖1 施工流程圖

4.2 施工工藝

4.2.1 施工準(zhǔn)備

搭設(shè)作業(yè)平臺及腳手架；備齊施工機(jī)具及各種材料；對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底及培訓(xùn)。

4.2.2 裂縫注膠

對大于0.3mm的裂縫灌注R-11 AB型灌漿樹脂，裂縫注膠應(yīng)在使用高壓水槍清理梁體表面前進(jìn)行，以防止梁體混凝土裂縫內(nèi)積水，影響注膠質(zhì)量?，F(xiàn)場灌注AB型灌漿樹脂填充梁體裂縫的具體操作過程如下：

（1）清理裂縫：清除裂縫表面的灰塵、油污及松動部分。

（2）觀察裂縫走向、確定注入口：用裂縫放大鏡仔細(xì)觀察裂縫寬度，以便選定灌漿注入口的位置。注入口位置應(yīng)盡量設(shè)置在裂縫較寬、開口較通暢的部位。注入口間的距離一般為20～30 cm。選定注入口后，可用小片膠帶紙暫時封蓋注入口。

（3）用封縫膠封閉裂縫：在一干凈的小容器中，將“J-1快干型封縫膠”按A∶B=100∶1～4的比例，攪拌均勻后立即使用。封閉裂縫時，應(yīng)根據(jù)裂縫表面的形狀，沿裂縫仔細(xì)刮涂1～2道，刮嚴(yán)刮實，確保把膠帶紙間的裂縫封死。鑒于封縫膠的固化速度受環(huán)境溫度的影響較大，溫度高時固化較快，故為保證操作的順利進(jìn)行，在夏季配制封逢膠時應(yīng)適當(dāng)減少B組分的比例。

（4）固定注膠座：揭去注入口上暫時封蓋的小片膠帶紙，用封縫膠將注膠座粘于選定的注入口上。

（5）用AB型灌漿樹脂對裂縫注膠：在注膠座粘于選定的注入口上1 h后，即可用另一干凈的小容器按4∶1的比例分別加入灌漿樹脂的AB組份并進(jìn)行攪拌（注意：一次攪拌量不要太大，應(yīng)確保在40 min可操作時間內(nèi)將配制好的料用完）；然后，將攪拌均勻的AB樹脂裝入灌漿器，通過軟管與灌漿座連接，開始對裂縫進(jìn)行壓漿充填。因裂縫空間總?cè)莘e有限，故壓漿壓力不可太大，起始壓力以不小于60 kPa為宜。在灌注過程中，如樹脂注入速度降低，基本不再進(jìn)膠，灌漿即告完成。此時可拆除灌漿器軟管，用堵頭將灌漿座堵死，以防樹脂外溢。4 h樹脂固化后便可敲掉底座及堵頭，清理表面封縫膠，整個裂縫注膠工藝即告完成。

4.2.3 梁體修補(bǔ)

（1）確定被修補(bǔ)范圍的邊緣，用混凝土切割機(jī)具沿修補(bǔ)邊緣切出不淺于6mm的切痕。

（2）用鋼絲刷、角磨機(jī)、鉆子、小撬棍及風(fēng)鎬一類的工具，徹底清理梁體表面，清除所有松塊、碳化層、油污、油漬等雜質(zhì)及污垢（清除深度應(yīng)≥6mm）,仔細(xì)除去露筋上的銹跡（安全系數(shù)不足時應(yīng)添筋幫焊補(bǔ)強(qiáng)），并用高壓水清洗，確保露出堅實、清潔的砼結(jié)構(gòu)基面。

（3）對梁體裂損、掉塊及露筋處，以P-31聚合物改性水泥基修補(bǔ)砂漿進(jìn)行修補(bǔ)，其具體操作步驟如下：

①表面準(zhǔn)備：以凈水淋濕已清理好、待修補(bǔ)的結(jié)構(gòu)混凝土表面，使其吸水飽和（但不至于流淌）。

②備料：將水按比例倒入合適的攪拌容器，用人工邊攪拌邊加入粉劑直至水、粉充分混合，然后用低速電動攪拌器（Vmax≤500 r/min）攪拌3 min（避免引入空氣）即可。

③施工：

Ⅰ.方法

可用機(jī)械濕噴，也可用泥瓦工工具攤抹。

Ⅱ.用量及涂層厚度

ⅰ.用量

1L新鮮砂漿：粉劑用量1.85～1.95 kg。

ⅱ.涂層厚度

最小5 mm；最大30 mm（超過30 mm必須分層施工）。

Ⅲ.施工溫度限制

最高30℃，最低5℃。

Ⅳ.水灰比

水∶粉劑=1∶7.3～8.1（重量比）——即每25 kg粉劑配水約3.25 L。

Ⅴ.操作時間

當(dāng)氣溫為23℃時，約40～50min。

Ⅵ.工具清洗

施工和拌合工具在使用后應(yīng)立即用水清洗。固化后的材料只能用器械清除。

4.2.4 增設(shè)滴水檐

為防止橋梁泄水孔流出的大氣降水及客車生活用水順梁體外表面間隙滲入梁體內(nèi)給橋梁帶來危害，特采用擠壓樹脂型材增設(shè)滴水檐。安裝樹脂型材滴水檐的具體操作過程如下：

（1）涂膠：在滴水檐外側(cè)涂一薄層YJ結(jié)構(gòu)錨固膠。

（2）粘接：將涂好膠的每根4 m長的模壓樹脂滴水檐，對準(zhǔn)安裝位置貼緊。

（3）固定：

①在對好位的滴水檐上每隔1m用吊鉤或抬杠臨時支頂?shù)嗡堋?/p>

②用小電鉆（或沖擊鉆）按1 m間距（與臨時支頂處略錯位）在模壓滴水檐及其后的粱體上鉆Φ6mm淺孔。

③用Φ4 mm塑料膨脹螺栓插入小孔將模壓滴水檐固定在粱體上。

④待YJ錨固膠凝結(jié)后將臨時支頂物拆除。

4.2.5 梁體清理

用角磨機(jī)打磨修補(bǔ)及注漿處梁體表面，并用高壓水清洗。

4.2.6 梁體涂裝

為防止梁體老化、提高梁體的耐鹽霧、抗酸堿和化學(xué)腐蝕的能力，防止內(nèi)埋鋼筋的銹蝕，不斷排除粱體混凝土毛細(xì)孔中各種聚集態(tài)水分，以減緩甚至終止堿骨料反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，達(dá)到限制現(xiàn)有裂縫的發(fā)展，延長梁體使用壽命的目的，對梁體外露表面必須進(jìn)行認(rèn)真涂裝。

粱體涂裝通常分兩個步驟：

（1）以阻銹為主的局部涂裝：對保護(hù)層過薄及有裂損、銹跡和梁體修補(bǔ)過的地方，涂刷強(qiáng)力滲透型混凝土保護(hù)劑。涂刷的方法為：用噴槍、刷子、滾筒等工具在清理好的、需加涂P-41滲透型阻銹劑的粱體部分表面上均勻涂刷（通常涂一遍即可滿足要求）。涂刷又分為：

①平面施工：將該產(chǎn)品涂刷在平面上并使涂刷部位保持2～3min的濕潤，然后刷除表面多余液體。

②立面施工：用刷由上至下涂刷該保護(hù)劑，使液體向下流淌15～20 cm，然后立即橫向涂刷表面積存的保護(hù)劑。

（2）以封閉補(bǔ)強(qiáng)為主的整體涂裝：對粱體外露表面，使用P-32混凝土防護(hù)底涂料進(jìn)行涂裝（在保護(hù)層過薄及開裂處，須粘貼玻璃絲束增強(qiáng)網(wǎng)），并待底料施工48 h后，在其表面涂刷TCM P33混凝土防護(hù)面涂料。涂裝的具體操作過程如下：

①底涂料配制：正常條件下，當(dāng)兩個組份按比例完全混合后，呈粘稠奶油狀。在干凈的容器內(nèi)將粉料加入到液體中，用低速攪拌器混合。

②底涂料涂裝：當(dāng)基面潮濕但無明水時，施工第一層涂料，用刷子、滾筒或海綿確保灰漿與基面完全粘接。在20℃時，等第一層固化至少4～8 h，然后施工剩余涂層。大面積施工P-32混凝土防護(hù)底涂料時，用合適的螺旋攪拌器及泵噴涂。裂縫、墻與地板交接等部位在使用過程中很可能會產(chǎn)生位移，建議多刷一道涂料。

③鋪裝增強(qiáng)網(wǎng)：將玻璃絲束增強(qiáng)網(wǎng)粘鋪在剛剛涂抹的第一層底料上，用抹刀平壓玻璃絲束增強(qiáng)網(wǎng)，使其完全侵沒于涂層中，再用抹刀將從玻璃絲束增強(qiáng)網(wǎng)中滲出的底涂料抹平、壓光。第一層刮涂至少4～8 h后方可進(jìn)行第二層的刮涂。在梁體轉(zhuǎn)角處應(yīng)特別注意，底料一定要完全覆蓋玻璃絲束增強(qiáng)網(wǎng)，不能出現(xiàn)漏網(wǎng)現(xiàn)象。

④TCM P33混凝土防護(hù)面涂料的涂裝：底涂材料和玻璃絲束增強(qiáng)網(wǎng)施工完成至少4～8 h后，用無氣噴槍（滾刷亦可）在底涂層上噴涂面涂料。P-33混凝土防護(hù)面涂料根據(jù)需要可涂覆1～2道，涂刷前應(yīng)將P-33混凝土防護(hù)面涂料充分?jǐn)嚢杈鶆?，涂刷?yīng)沿同一方向進(jìn)行。涂刷時基層表面必須堅固、清潔和干燥，不得有結(jié)冰或結(jié)霜的現(xiàn)象。

5 參考定額

（1）表面清洗：0.1工日/m2。

（2）表面鑿毛、清洗：0.2工日/m2。

（3）TCM P31聚合物改性水泥基修補(bǔ)砂漿修補(bǔ)；8工日/m3。

（4）涂刷TCM P-41MCI：0.1工日/m2。

（5）增設(shè)滴水檐：0.07工日/m。

（6）表面涂裝：

①刮涂P-32混凝土防護(hù)底涂料：0.1工日/m2。

②安裝玻璃絲束增強(qiáng)網(wǎng)：0.05工日/m2。

③涂刷P-33混凝土防護(hù)面涂料；0.05工日/m2。

6 需用機(jī)具

小型空壓機(jī)、發(fā)電機(jī)、風(fēng)鎬、短撬棍、鋼釬、手錘、角磨機(jī)（配角磨碗）、鋼絲刷、毛刷、高壓水槍、砂布、瓦工工具、小板刷、滾刷、灌漿嘴、注漿器、拌料桶（直徑80 cm半截汽油桶即可）、攪拌頭、小型衡器和各型量杯等。

7 質(zhì)量控制和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

7.1 質(zhì)量控制措施

（1）混凝土打磨時，必須打磨到露出新鮮混凝土表面。

（2）如果混凝土有露筋處，鋼筋必須除銹。

（3）各種材料的配比應(yīng)該嚴(yán)格按照說明書的配比，不得隨意調(diào)整。

（4）P-32混凝土防護(hù)底涂料必須完全覆蓋玻璃絲束網(wǎng)，不能出現(xiàn)漏網(wǎng)的地方。

（5）滴水檐必須與混凝土完全粘接，不能與混凝土之間有空隙。

7.2 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

（1）涂層厚度應(yīng)符合要求。

（2）涂料涂層無剝落、咬底、漏涂和分層等缺陷。涂層應(yīng)均勻平整、豐滿有光澤，允許有不影響防護(hù)性能的輕微桔皮、流掛、起皺和少量顆粒雜質(zhì)。

（3）膩縫密實平整、不裂不脫落。

8 安全措施

除嚴(yán)格遵守國家、鐵道部制定的各種安全技術(shù)規(guī)程外，還應(yīng)注意下列事項：

（1）施工現(xiàn)場設(shè)置專職安全員，負(fù)責(zé)監(jiān)督各項安全規(guī)程和制度的執(zhí)行情況，對施工人員作好安全技術(shù)交底，建立安全責(zé)任制。

（2）施工機(jī)具必須按有關(guān)工藝規(guī)程操作。

（3）高空作業(yè)時，腳手架、工作平臺及支撐要牢固，每工班派專人檢查監(jiān)督。

（4）注意安全用電，發(fā)生故障時應(yīng)由電工處理。

（5）材料的種類較多，應(yīng)設(shè)庫房專人保管。

9 結(jié)束語

采用本工法對粱體進(jìn)行修補(bǔ)、涂裝，其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益都十分顯著：通常治理一孔全長32.6 m的預(yù)應(yīng)力鋼筋砼粱，其材料費約為3～5萬元。而購買一孔32.6 m的預(yù)應(yīng)力鋼筋砼粱，至少也得20萬以上。至于運粱費、架橋機(jī)租用費、換粱有關(guān)費用，以及因換粱要點而調(diào)整列車運行圖帶來的經(jīng)濟(jì)損失等就更大了。簡單地說，用本工法整治粱體病害，大約只需購粱費用的1/10～1/8，就能達(dá)到相當(dāng)于換一孔新粱的功效。

［1］ TZ 210-2005，鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南［S］.北京：中國鐵道出版社，2005.

［2］ 王坤.碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)用粘結(jié)材料的研究［D］.北京工業(yè)大學(xué)，2003.

［3］ 唐先習(xí).混凝土橋梁合理耐用結(jié)構(gòu)構(gòu)造的研究［D］.長安大學(xué)，2010.

［4］ 劉軍順.大體積混凝土抗裂縫施工技法淺談［J］.甘肅科技縱橫，2010（03）.

［5］ 張學(xué)棟.公路橋梁耐久性設(shè)計研究［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（15）.

TU375.1

：A

DOI 10.3969/j.issn.1672-6375.2016.12.018

2016-8-3

張維民（1971-），男，漢族，甘肅臨洮人，大學(xué)本科，工程師，主要從事鐵路橋梁維修工作。