低燒蝕率耐火混凝土噴射施工技術(shù)

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(wèi)星發(fā)射基地的特殊構(gòu)筑物和某些高溫廠房的混凝土結(jié)構(gòu)表面有特殊防火要求，如火箭發(fā)射臺導(dǎo)流槽(錐)、導(dǎo)彈發(fā)射陣地導(dǎo)流槽(錐)等，均采用防火混凝土進(jìn)行保護(hù)。在長期使用中，防火混凝土受到破損，需要進(jìn)行修復(fù)。在修復(fù)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(fù)施工中，采用低燒蝕率耐火混凝土噴射附著在混凝土結(jié)構(gòu)表面，以達(dá)到防火要求的施工工藝，經(jīng)過近幾年的實(shí)踐總結(jié)，其施工工藝操作方法已基本成熟，通過具體工程的實(shí)際應(yīng)用，獲得了較好的技術(shù)效果和社會效益。

1 工藝原理

對需要修復(fù)的耐火混凝土結(jié)構(gòu)，首先采用空壓機(jī)和風(fēng)鎬剔除修復(fù)區(qū)內(nèi)空鼓、松散的耐火混凝土，露出主體結(jié)構(gòu)普通混凝土，修復(fù)區(qū)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(shí)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(yīng)保留原結(jié)構(gòu)中的插筋和鋼筋網(wǎng)。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(dá)到植筋強(qiáng)度后，在錨固鋼筋上焊接雙向HPB300φ10@150鋼筋網(wǎng)，再將配制好的低燒蝕率耐火混凝土使用混凝土噴射機(jī)分層噴射在混凝土結(jié)構(gòu)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(jìn)行，直至復(fù)噴到設(shè)計(jì)厚度。在施工過程中，借助噴射機(jī)械產(chǎn)生的沖擊力使混凝土料團(tuán)與壁面密貼和將混凝土噴層搗固密實(shí)，速凝劑使其快速凝結(jié)硬化，與原混凝土表面有很高的粘結(jié)強(qiáng)度，與鋼筋網(wǎng)聯(lián)合使用很好的在結(jié)合面上傳遞拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，具有較高的力學(xué)性能和良好的耐燒蝕性，使被施工的混凝土結(jié)構(gòu)表面達(dá)到特殊的防火要求。

2 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

2.1 施工準(zhǔn)備

(1)現(xiàn)場技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)按已審批的低燒蝕率耐火混凝土噴射施工專項(xiàng)方案中有關(guān)要求，向操作人員進(jìn)行安全、技術(shù)交底。

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

(3)機(jī)械設(shè)備或架工操作人員須持特種作業(yè)證，對無證操作或身體條件不合格者，不能進(jìn)入施工操作。

(4)對原混凝土結(jié)構(gòu)的要求:①原混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度達(dá)到100%以上。②原混凝土結(jié)構(gòu)完成基層處理。③原混凝土結(jié)構(gòu)植筋和鋼筋網(wǎng)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(shè)鋼管腳手架操作臺→原混凝土結(jié)構(gòu)基層處理→原混凝土結(jié)構(gòu)表面植筋→布鋼筋網(wǎng)→現(xiàn)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(yǎng)護(hù)→腳手架拆除→清潔衛(wèi)生→工程驗(yàn)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(shè)鋼管腳手架

根據(jù)防火混凝土施工的部位和現(xiàn)場條件搭設(shè)相關(guān)鋼管腳手架操作平臺，鋼管腳手架的搭設(shè)必須按照現(xiàn)場實(shí)際制定的專項(xiàng)腳手架搭設(shè)方案施工。

2.3.2 原混凝土基層處理

剔除修復(fù)區(qū)內(nèi)空鼓、松散的耐火混凝土，露出主體結(jié)構(gòu)普通混凝土，修復(fù)區(qū)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(shí)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(yīng)保留原結(jié)構(gòu)中的插筋和鋼筋網(wǎng)在剔鑿面上。

2.3.3 植筋及鋼筋網(wǎng)焊接

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

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(zhì)耐火磚碎塊拌制，依據(jù)國家軍用標(biāo)準(zhǔn)《火箭發(fā)射臺導(dǎo)流槽用低燒蝕率耐火混凝土規(guī)范》GJB 1597－93和設(shè)計(jì)配合比在現(xiàn)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(yīng)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(zhǔn)備:首先將原混凝土基層沖洗干凈，調(diào)試安裝好噴射機(jī)，先注水后通風(fēng)，清通機(jī)筒及管路投料，料斗上設(shè)10 mm孔徑篩網(wǎng)一道，同時根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工情況調(diào)整好工作風(fēng)壓和加水量。

(2)噴射順序:低燒蝕率耐火混凝土的噴射作業(yè)應(yīng)分段、分片由下而上、先垂直面后天棚面順序進(jìn)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(yè)時，噴嘴要垂直受噴面做反復(fù)緩慢螺旋形運(yùn)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(wǎng)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(shí)，粘結(jié)良好。

(4)低燒蝕率耐火混凝土噴射依據(jù)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(jìn)行，直至復(fù)噴到設(shè)計(jì)厚度。噴嘴與受噴面保持垂直，距受噴面0.6～1.0 m，噴射機(jī)壓力不小于0.2 MPa。

(5)噴射混凝土厚度控制:采用錨桿標(biāo)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(biāo)樁，待噴射混凝土剛好覆蓋標(biāo)樁后，最后一道保護(hù)層噴漿(50 mm厚)采用現(xiàn)場跟蹤控制噴射厚度。

(6)嚴(yán)格執(zhí)行噴射機(jī)操作規(guī)程:連續(xù)向噴射機(jī)供料;保持噴射機(jī)工作風(fēng)壓穩(wěn)定;完成或因故中斷噴射作業(yè)時，將噴射機(jī)和輸料管內(nèi)的積料清除干凈。

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

3 主要施工機(jī)具

主要機(jī)具見表3。

表3 主要機(jī)具設(shè)備表

4 質(zhì)量控制

4.1 原材料質(zhì)量抽檢

原材料生產(chǎn)單位交貨時，應(yīng)提供檢驗(yàn)結(jié)果及合格證書，復(fù)檢時，鋁酸鹽水泥CA50按國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB 201－2000規(guī)定組批抽檢，高鋁質(zhì)耐火磚碎塊集料按每30 t一批復(fù)檢，不足30 t也按30 t復(fù)檢。凡復(fù)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(yán)格按設(shè)計(jì)配合比配制

其復(fù)檢按《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50204－2002， 2011版)規(guī)定測定抗壓強(qiáng)度，按火箭發(fā)射臺導(dǎo)流槽用低燒蝕率耐火混凝土規(guī)范(GJB 1597－93)進(jìn)行耐燒蝕試驗(yàn)，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(biāo)樁法加以厚度控制，待噴射施工結(jié)束后8 h以內(nèi)，可用電鉆、風(fēng)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(yīng)及時補(bǔ)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(huán)境

本施工工藝不宜在低溫環(huán)境(5℃以下)內(nèi)操作，如需在低溫環(huán)境內(nèi)進(jìn)行施工則需采用相關(guān)保溫措施。

5 安全措施

5.1 腳手架操作臺搭設(shè)安全措施

(1)模架支撐體系搭設(shè)前，由技術(shù)負(fù)責(zé)人向工長、安全員進(jìn)行方案交底，由專業(yè)工長、安全員對操作人員進(jìn)行二次安全、技術(shù)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(shè)前，臨邊安全防護(hù)必須到位(如臨空面)，否則不允許施工。

(3)支模架搭設(shè)必須依據(jù)方案的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行，立桿、水平桿搭設(shè)放線、帶線搭設(shè)，每步校核、調(diào)正，須達(dá)到橫豎順直。

5.2 混凝土噴射安全措施

(1)施工前，認(rèn)真檢查腳手架支撐體系，施工機(jī)具布置在安全地帶。

(2)噴射機(jī)、水箱、風(fēng)包、注漿機(jī)必須先經(jīng)密封性能和耐壓試驗(yàn)，合格后方可使用。

(3)施工中，定期檢查電源線路和設(shè)備的電器部件，確保用電安全;經(jīng)常檢查輸料管和管路接頭有無磨薄、擊穿或松脫現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題，及時處理。

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

(5)噴射作業(yè)中，非操作人員不得進(jìn)入正進(jìn)行施工的作業(yè)區(qū)，噴頭前方嚴(yán)禁站人。

(6)噴射混凝土的操作人員必須穿戴安全防護(hù)用品。

(7)噴射施工用的工作臺架牢固可靠，并設(shè)置安全欄桿。

(8)所有機(jī)械和運(yùn)輸車輛人員必須持證上崗，在操作時嚴(yán)格按照相應(yīng)操作規(guī)程進(jìn)行。

6 環(huán)保措施

(1)施工人員進(jìn)入施工現(xiàn)場應(yīng)先進(jìn)行環(huán)保培訓(xùn)，提高施工人員的環(huán)保意識。

(2)施工現(xiàn)場應(yīng)工完場清，加強(qiáng)對工程材料、生產(chǎn)棄渣的控制和治理，施工中的廢料、剩料應(yīng)回收處理，避免污染環(huán)境。

(3)將施工場地和作業(yè)限制在工程建設(shè)允許的范圍內(nèi)，合理布置、規(guī)范圍擋，做到標(biāo)牌清楚、齊全、各種標(biāo)識醒目，施工場地整潔文明。

(4)在施工過程中應(yīng)遵守《建筑施工現(xiàn)場環(huán)境與衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 146－2004)中的相關(guān)規(guī)定。

7 結(jié)束語

通過我公司施工的效果來看，證明采用的技術(shù)措施是成功的，可完全保證國家軍用建筑、衛(wèi)星發(fā)射基地的特殊構(gòu)筑物和某些高溫廠房的耐火混凝土的修復(fù)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(zhì)量和安全便于控制等特點(diǎn)。

另外，很多有特殊防火要求的耐火混凝土結(jié)構(gòu)在長期處于高溫環(huán)境中易破損而提前達(dá)到使用年限，采用本施工工藝修復(fù)后，不需拆除原防火混凝土結(jié)構(gòu)就可以繼續(xù)滿足該部位的特殊防火要求，從而達(dá)到延長構(gòu)件使用壽命，節(jié)約資源的目的。

［1］GB 50204－2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］

［2］GJB 1597－93火箭發(fā)射臺導(dǎo)流槽用低燒蝕率耐火混凝土規(guī)范［S］

［3］GB 201－2000鋁酸鹽水泥CA50.國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［S］

［4］YBJ 226－91噴射砼施工技術(shù)［S］

［5］GB 50367－2006植筋技術(shù)規(guī)范［S］