低燒蝕率耐火混凝土噴射施工技術

呂文清

(四川省第一建筑工程公司，四川成都610081)

國家軍用建筑、衛星發射基地的特殊構筑物和某些高溫廠房的混凝土結構表面有特殊防火要求，如火箭發射臺導流槽(錐)、導彈發射陣地導流槽(錐)等，均采用防火混凝土進行保護。在長期使用中，防火混凝土受到破損，需要進行修復。在修復中，低燒蝕率耐火混凝土得到廣泛使用。

在有特殊防火要求的混凝土修復施工中，采用低燒蝕率耐火混凝土噴射附著在混凝土結構表面，以達到防火要求的施工工藝，經過近幾年的實踐總結，其施工工藝操作方法已基本成熟，通過具體工程的實際應用，獲得了較好的技術效果和社會效益。

1 工藝原理

對需要修復的耐火混凝土結構，首先采用空壓機和風鎬剔除修復區內空鼓、松散的耐火混凝土，露出主體結構普通混凝土，修復區上其余部位剔鑿50 mm厚耐火混凝土，對剔鑿表面存在的缺陷清理至密實部位并將表面鑿毛，要求打成麻坑或溝槽，坑和槽的深度不小于6 mm，麻坑每100 mm×100 mm的面積不小于5個;溝槽間距不大于200 mm。剔鑿時應保留原結構中的插筋和鋼筋網。在剔鑿面上，植入HRB335φ12錨固鋼筋，鋼筋端部作90°彎頭，間距300 mm，梅花形布置。待達到植筋強度后，在錨固鋼筋上焊接雙向HPB300φ10@150鋼筋網，再將配制好的低燒蝕率耐火混凝土使用混凝土噴射機分層噴射在混凝土結構表面，總噴射厚度不小于100 mm，不宜超過250 mm。每次噴射厚度40 mm～60 mm。后一層在前一層混凝土終凝后進行，直至復噴到設計厚度。在施工過程中，借助噴射機械產生的沖擊力使混凝土料團與壁面密貼和將混凝土噴層搗固密實，速凝劑使其快速凝結硬化，與原混凝土表面有很高的粘結強度，與鋼筋網聯合使用很好的在結合面上傳遞拉應力和剪應力，具有較高的力學性能和良好的耐燒蝕性，使被施工的混凝土結構表面達到特殊的防火要求。

2 施工工藝流程及操作要點

2.1 施工準備

(1)現場技術負責人應按已審批的低燒蝕率耐火混凝土噴射施工專項方案中有關要求，向操作人員進行安全、技術交底。

(2)材料準備。鋁酸鹽水泥CA50、高鋁質耐火磚碎塊等材料應按規格分開堆放，注意覆蓋防潮。施工前必須清洗拌合設備，校正配料稱重設備，低燒蝕率耐火混凝土必須采用重量配料，嚴禁采用容積比配料。

(3)機械設備或架工操作人員須持特種作業證，對無證操作或身體條件不合格者，不能進入施工操作。

(4)對原混凝土結構的要求:①原混凝土結構的強度達到100%以上。②原混凝土結構完成基層處理。③原混凝土結構植筋和鋼筋網片焊接完成。

2.2 施工工藝流程

2.2.1 低燒蝕率耐火混凝土噴射施工工藝流程

搭設鋼管腳手架操作臺→原混凝土結構基層處理→原混凝土結構表面植筋→布鋼筋網→現場配制低燒蝕率耐火混凝土→噴射低燒蝕率耐火混凝土→低燒蝕率耐火混凝土養護→腳手架拆除→清潔衛生→工程驗收。

2.2.2 施工示意圖(圖1):

圖1 噴射施工立面圖

2.3 主要施工方法

2.3.1 搭設鋼管腳手架

根據防火混凝土施工的部位和現場條件搭設相關鋼管腳手架操作平臺，鋼管腳手架的搭設必須按照現場實際制定的專項腳手架搭設方案施工。

2.3.2 原混凝土基層處理

剔除修復區內空鼓、松散的耐火混凝土，露出主體結構普通混凝土，修復區上其余部位剔鑿50 mm厚耐火混凝土，對剔鑿表面存在的缺陷清理至密實部位并將表面鑿毛，要求打成麻坑或溝槽，坑和槽的深度不小于6 mm，麻坑每100 mm×100 mm的面積不小于5個;溝槽間距不大于200 mm。剔鑿時應保留原結構中的插筋和鋼筋網在剔鑿面上。

2.3.3 植筋及鋼筋網焊接

表面處理后，植入HRB335φ12錨固鋼筋(植入導流槽深度300 mm)，間距300 mm，梅花形布置。待達到植筋強度及拉拔試驗合格后，在錨固鋼筋上焊接雙向HPB300φ10@150鋼筋網。

2.3.4 配制低燒蝕率耐火混凝土

低燒蝕率耐火混凝土采用鋁酸鹽水泥CA50和集料高鋁質耐火磚碎塊拌制，依據國家軍用標準《火箭發射臺導流槽用低燒蝕率耐火混凝土規范》GJB 1597－93和設計配合比在現場攪拌配制，低燒蝕率耐火混凝土配合比見表1，集料顆粒級配見表2，低燒蝕率耐火混凝土應隨拌隨用。

表1 低燒蝕率耐火混凝土配合比

表2 集料顆粒級配 %

2.3.5 低燒蝕率耐火混凝土噴射

(1)施工準備:首先將原混凝土基層沖洗干凈，調試安裝好噴射機，先注水后通風，清通機筒及管路投料，料斗上設10 mm孔徑篩網一道，同時根據現場實際施工情況調整好工作風壓和加水量。

(2)噴射順序:低燒蝕率耐火混凝土的噴射作業應分段、分片由下而上、先垂直面后天棚面順序進行，每段長度不宜超過6 m。

(3)低燒蝕率耐火混凝土噴射作業時，噴嘴要垂直受噴面做反復緩慢螺旋形運動，螺旋直徑約20～30 cm，同時與受噴面保持一定的距離，一般取0.6～1.0 m。若受噴面被鋼筋網覆蓋時，可將噴頭稍加傾斜，但不小于70°，以保證耐火混凝土噴射密實，粘結良好。

(4)低燒蝕率耐火混凝土噴射依據噴射厚度分2、3次施噴完成，每次噴射厚度40～60 mm(垂直面);30～40 mm(天棚面)，后一層在前一層混凝土終凝后進行，直至復噴到設計厚度。噴嘴與受噴面保持垂直，距受噴面0.6～1.0 m，噴射機壓力不小于0.2 MPa。

(5)噴射混凝土厚度控制:采用錨桿標樁法，利用錨固在混凝土表面的錨桿外露長度(即為噴射厚度－50 mm)作為標樁，待噴射混凝土剛好覆蓋標樁后，最后一道保護層噴漿(50 mm厚)采用現場跟蹤控制噴射厚度。

(6)嚴格執行噴射機操作規程:連續向噴射機供料;保持噴射機工作風壓穩定;完成或因故中斷噴射作業時，將噴射機和輸料管內的積料清除干凈。

(7)新噴射的低燒蝕率耐火混凝土按規定灑水養護，終凝2 h以后，每4 h噴水一次，保持混凝土濕潤。養護時間不少于14 d。

3 主要施工機具

主要機具見表3。

表3 主要機具設備表

4 質量控制

4.1 原材料質量抽檢

原材料生產單位交貨時，應提供檢驗結果及合格證書，復檢時，鋁酸鹽水泥CA50按國家行業標準GB 201－2000規定組批抽檢，高鋁質耐火磚碎塊集料按每30 t一批復檢，不足30 t也按30 t復檢。凡復檢不合格的原材料一律不得使用。

4.2 低燒蝕率耐火混凝土必須嚴格按設計配合比配制

其復檢按《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB 50204－2002， 2011版)規定測定抗壓強度，按火箭發射臺導流槽用低燒蝕率耐火混凝土規范(GJB 1597－93)進行耐燒蝕試驗，取樣批次見表4。

表4 低燒蝕率耐火混凝土取樣批次

4.3 低燒蝕率耐火混凝土噴射厚度控制

施工時采用錨桿標樁法加以厚度控制，待噴射施工結束后8 h以內，可用電鉆、風鉆鉆孔檢查低燒蝕率耐火混凝土的噴射厚度，若厚度不夠，應及時補噴，耐火混凝土厚度的允許偏差值+8 mm或－5 mm。

4.4 施工溫度環境

本施工工藝不宜在低溫環境(5℃以下)內操作，如需在低溫環境內進行施工則需采用相關保溫措施。

5 安全措施

5.1 腳手架操作臺搭設安全措施

(1)模架支撐體系搭設前，由技術負責人向工長、安全員進行方案交底，由專業工長、安全員對操作人員進行二次安全、技術交底，操作人員必須按照方案施工、按照交底施工。

(2)支模架支撐體系搭設前，臨邊安全防護必須到位(如臨空面)，否則不允許施工。

(3)支模架搭設必須依據方案的設計參數進行，立桿、水平桿搭設放線、帶線搭設，每步校核、調正，須達到橫豎順直。

5.2 混凝土噴射安全措施

(1)施工前，認真檢查腳手架支撐體系，施工機具布置在安全地帶。

(2)噴射機、水箱、風包、注漿機必須先經密封性能和耐壓試驗，合格后方可使用。

(3)施工中，定期檢查電源線路和設備的電器部件，確保用電安全;經常檢查輸料管和管路接頭有無磨薄、擊穿或松脫現象，發現問題，及時處理。

(4)噴射作業中發生堵管時，將輸料管順直，必須緊按噴頭，疏通管路的工作風壓不得超過0.4 MPa。

(5)噴射作業中，非操作人員不得進入正進行施工的作業區，噴頭前方嚴禁站人。

(6)噴射混凝土的操作人員必須穿戴安全防護用品。

(7)噴射施工用的工作臺架牢固可靠，并設置安全欄桿。

(8)所有機械和運輸車輛人員必須持證上崗，在操作時嚴格按照相應操作規程進行。

6 環保措施

(1)施工人員進入施工現場應先進行環保培訓，提高施工人員的環保意識。

(2)施工現場應工完場清，加強對工程材料、生產棄渣的控制和治理，施工中的廢料、剩料應回收處理，避免污染環境。

(3)將施工場地和作業限制在工程建設允許的范圍內，合理布置、規范圍擋，做到標牌清楚、齊全、各種標識醒目，施工場地整潔文明。

(4)在施工過程中應遵守《建筑施工現場環境與衛生標準》(JGJ 146－2004)中的相關規定。

7 結束語

通過我公司施工的效果來看，證明采用的技術措施是成功的，可完全保證國家軍用建筑、衛星發射基地的特殊構筑物和某些高溫廠房的耐火混凝土的修復施工，能夠滿足以上建筑的特殊防火性，具有施工工藝簡便、施工工期短、質量和安全便于控制等特點。

另外，很多有特殊防火要求的耐火混凝土結構在長期處于高溫環境中易破損而提前達到使用年限，采用本施工工藝修復后，不需拆除原防火混凝土結構就可以繼續滿足該部位的特殊防火要求，從而達到延長構件使用壽命，節約資源的目的。

［1］GB 50204－2002混凝土結構工程施工質量驗收規范［S］

［2］GJB 1597－93火箭發射臺導流槽用低燒蝕率耐火混凝土規范［S］

［3］GB 201－2000鋁酸鹽水泥CA50.國家行業標準［S］

［4］YBJ 226－91噴射砼施工技術［S］

［5］GB 50367－2006植筋技術規范［S］