排氣灌漿法修補(bǔ)鋼筋銹蝕引起的板底混凝土爆裂脫落施工工法

楊榮生

（中國核工業(yè)華興建設(shè)有限公司，江蘇 南京 210019）

1 概述

處于海洋氣候環(huán)境中的核電站廠房，混凝土結(jié)構(gòu)老化速度快，尤其是處于浪濺區(qū)的核電站廠房，因?yàn)殚L期承受霧化海水的浸蝕引起鋼筋銹蝕造成結(jié)構(gòu)混凝土保護(hù)層爆裂，降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用功能，甚至影響結(jié)構(gòu)的安全性能，在目前沒有成熟技術(shù)預(yù)防此類混凝土缺陷發(fā)生的情況下，恢復(fù)性維修是修復(fù)此類缺陷的主要手段。

因?yàn)槿毕莅l(fā)生區(qū)域處于霧化海水環(huán)境中，恢復(fù)性維修能否有效延阻缺陷區(qū)域結(jié)構(gòu)鋼筋再次銹蝕的關(guān)鍵是修補(bǔ)體的密實(shí)程度和新老混凝土界面粘合程度；鋼筋銹蝕造成結(jié)構(gòu)混凝土保護(hù)層爆裂時(shí)，鋼筋的有效直徑已經(jīng)減小，嚴(yán)重時(shí)需要采用植筋的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固，此時(shí)，采用傳統(tǒng)的分層抹灰修復(fù)方法因?yàn)殇摻罟羌艿挠绊憻o法保證修補(bǔ)部位的密實(shí)度；而噴射砂漿、噴射混凝土的修補(bǔ)工藝雖然能夠保證修補(bǔ)體密實(shí)度，但由于維修工程量太小而不經(jīng)濟(jì)，而且作業(yè)環(huán)境、空間等條件也不能滿足工藝要求。核電維修技術(shù)人員在充分研究傳統(tǒng)的二次灌漿工藝基礎(chǔ)上，結(jié)合板底鋼筋銹蝕造成結(jié)構(gòu)混凝土爆裂的空間、環(huán)境特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種排氣灌漿法修補(bǔ)鋼筋銹蝕引起的板底混凝土爆裂脫落施工工藝，有效解決了板底結(jié)構(gòu)混凝土損壞維修質(zhì)量難以保證的技術(shù)難題。

圖1 工具模板圖

過程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

2 工藝特點(diǎn)

2.1 將平臺下作業(yè)轉(zhuǎn)到平臺面上作業(yè)，利用自然形成的漿液液面高差驅(qū)動漿液充溢爆裂脫落的部位

2.2 新型混凝土界面劑的使用可提高新老混凝土界面的粘結(jié)力和抗?jié)B性；

2.3 鋼筋阻蝕劑的使用可有效阻延鋼筋再銹蝕。

2.4 和平臺下作業(yè)相比不需使用壓力灌漿設(shè)備，也不需要在模板上固定灌漿管和排氣觀察管，對模板的要求低，避免脫落部位遠(yuǎn)離排氣觀察管上引通道時(shí)引管過長影響灌漿效果。

3 工藝原理

通過在爆裂脫落范圍的板上鉆灌漿孔和排氣孔，制造排氣通道，利用灌漿液液面高差驅(qū)動漿液充溢爆裂脫落的部位；使用新型混凝土界面劑，增強(qiáng)新舊混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度和密實(shí)性，鋼筋阻蝕劑可通過電化學(xué)反應(yīng)對氯化物和碳化所引起的腐蝕起到有效預(yù)防作用，防止新舊混凝土界面在固化過程中出現(xiàn)的收縮開裂，有效延阻缺陷區(qū)域鋼筋再次銹蝕造成板底混凝土爆裂脫落缺陷發(fā)生。

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備 → 缺陷部位清理 → 模板安裝 → 灌水浸潤界面 → 涂鋼筋阻蝕劑和混凝土界面劑 → 排氣灌漿

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 施工準(zhǔn)備

4.2.2 模板支撐系統(tǒng)安裝

模板支撐系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)操作平臺，用普通的腳手架材料搭設(shè)，搭設(shè)高度和面積大小按照擬修補(bǔ)缺陷位置確定，操作平臺和板底保留500－600mm空間便于安裝可調(diào)節(jié)高度并加固的工具模板。

確定灌漿孔、排氣孔數(shù)量、布置并鉆孔

灌漿孔、排氣孔數(shù)量根據(jù)修補(bǔ)的缺陷面積大小和形狀確定，一般平面面積0.5m2以內(nèi)的缺陷布置1個(gè)灌漿孔和1個(gè)排氣孔，超過0.5m2的缺陷則按照每增加0.5m2缺陷面積增加1個(gè)灌漿孔和1個(gè)排氣孔進(jìn)行布置。

灌漿孔宜布置在缺陷空間的邊緣，便于灌漿液單向流動擠排空氣；排氣孔應(yīng)布置在缺陷空間頂部，保證漿液充滿缺陷空間。

灌漿孔直徑φ20，排氣孔直徑φ25，用沖擊鉆或混凝土鉆孔機(jī)在確定的位置鉆孔，檢查灌漿孔、排氣孔位置的準(zhǔn)確性和回路的通暢性。

4.2.3 缺陷部位清理

缺陷部位清理工序在結(jié)構(gòu)植筋加固前進(jìn)行，是保證修補(bǔ)實(shí)體有效阻延鋼筋再次銹蝕的基礎(chǔ)，缺陷部位清理的主要內(nèi)容和方法包括：用吸塵器清理鉆孔時(shí)產(chǎn)生的表面浮塵、用電動鋼絲輪對爆裂脫落部位裸露的銹蝕鋼筋進(jìn)行除銹、用鋼絲刷清理爆裂脫落部位裸露的混凝土表面銹跡、污跡、老化隔離層。

4.2.4 模板安裝

針對板底鋼筋銹蝕引起的局部結(jié)構(gòu)混凝土爆裂脫落輪廓制作工具模板，底模尺寸大于爆裂脫落部位的輪廓最大外接矩形尺寸；底模表面四周閉合粘貼厚3mm，寬10－15mm的橡膠密封條，通過調(diào)整工具模板支撐的高度頂升底模封閉模板。工具模板見圖1。

4.2.5 灌水浸潤界面

（1）模板安裝完成后，利用已經(jīng)鉆好的灌漿、排氣通道灌水浸潤爆裂脫落部位裸露的結(jié)構(gòu)混凝土界面并保持充滿水狀態(tài)24小時(shí)，如果出現(xiàn)滲漏及時(shí)用速凝水不漏堵塞滲漏縫隙；

（2）在灌水浸潤界面24小時(shí)后，打開底模板上事先預(yù)留的帶塞的出水口，排出密閉空間的水，重新塞緊預(yù)留出水口；

（3）調(diào)整工具模板支撐的高度調(diào)節(jié)裝置，降低底模封閉模板，在密封條范圍內(nèi)涂脫模劑。

4.2.6 涂鋼筋阻蝕劑和混凝土界面劑

在底模封閉模板降低后，在裸露的鋼筋表面涂刷一層Protectosil CIT鋼筋阻蝕劑，爆裂脫落部位裸露的結(jié)構(gòu)混凝土面層涂刷一道水溶性混凝土界面劑。

重新調(diào)整工具模板支撐的高度調(diào)節(jié)裝置，頂升底模封閉模板。

4.2.7 排氣灌漿

（1）埋設(shè)灌漿管：用直徑φ20mm的加筋透明塑料軟管插入鉆好的灌漿孔作為灌漿管，用聚氨酯結(jié)構(gòu)膠密封灌漿孔；

（2）安裝漏斗支架：在灌漿管上方固定一個(gè)高度約1米的灌漿漏斗支架，將漏斗固定在支架上并和灌漿管連接；

（3）埋設(shè)排氣管：用直徑φ25mm的加筋透明塑料軟管插入鉆好的排氣孔作為排氣管，用聚氨酯結(jié)構(gòu)膠密封排氣孔；

（4）制作漿液：按照Sika214灌漿水泥產(chǎn)品說明書推薦的相應(yīng)流動度的配合比配置灌漿液，根據(jù)排氣灌漿空間形態(tài)，本工法使用漿液的流動度在14－18s之間，配合比：水泥：水＝25（Kg）：4～4.5（L）；

（5）灌漿：將配置好的漿液通過漏斗灌入，灌注漿液時(shí)基本保持漿液面在漏斗中部，形成穩(wěn)定的流速；

（6）穩(wěn)壓：觀察排氣管中穩(wěn)定形成200mm高以上漿液時(shí)綁扎封閉排氣管，保持灌漿端漏斗中液面高度10分鐘，停止灌漿；

（7）觀察：灌漿過程中，安排專人檢查模板滲漏狀況，使用速凝水不漏及時(shí)封堵滲漏部位；

（8）養(yǎng)護(hù)：在灌漿后48小時(shí)后拆除模板、灌漿管、排氣管，檢查修補(bǔ)部位的灌漿質(zhì)量并噴水養(yǎng)護(hù)。

5 質(zhì)量控制

5.1 過程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

國家沒有關(guān)于建筑物結(jié)構(gòu)混凝土修補(bǔ)的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，本工法過程質(zhì)量控制項(xiàng)目為影響最終維修效果的關(guān)鍵工序，控制標(biāo)準(zhǔn)為關(guān)鍵工序達(dá)到預(yù)期效果必須滿足質(zhì)量要求的定性描述，本工法過程控制質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如下表：

5.2 過程質(zhì)量保證措施

5.2.1 使用機(jī)械打磨的方式除銹，嚴(yán)格檢查除銹質(zhì)量，保證銹蝕的鋼筋表面呈金屬光澤；

5.2.2 嚴(yán)格檢查爆裂脫落部位裸露結(jié)構(gòu)混凝土表面的清理質(zhì)量，保證新舊混凝土界面的結(jié)合；

5.2.3 通過灌水浸潤爆裂脫落部位的混凝土界面，檢查模板密封性，控制浸潤時(shí)間，保證界面的充分潤濕；

5.2.4 控制灌漿速度，保持穩(wěn)定流速，保證穩(wěn)定排除密閉空間的空氣，形成密實(shí)的修補(bǔ)實(shí)體；

5.2.5 保持灌漿后的穩(wěn)壓壓差、穩(wěn)壓時(shí)間，充分排除漿液中的游離空氣，增加修補(bǔ)實(shí)體的密實(shí)度；

5.2.6 灌漿過程中密切觀察模板的滲漏情況，當(dāng)出現(xiàn)滲漏時(shí)立即用速凝材料進(jìn)行封堵，保證模板的密封性。

[1] H型鋼與鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)施工工法介紹[J].城市建設(shè)理論研究.