混凝土梁體修補、涂裝保護工藝工法

張維民

（蘭合鐵路有限公司，甘肅 蘭州 730030）

混凝土梁體修補、涂裝保護工藝工法

張維民

（蘭合鐵路有限公司，甘肅 蘭州 730030）

鋼筋混凝土梁和預應力鋼筋混凝土梁在投入運營后，因建材本身質量的不足或施工質量的原因，都會相繼出現多種病害。主要有：混凝土強度不足引起的梁體開裂；堿骨料反應引起的梁體順筋開裂；鋼筋銹蝕及混凝土保護層脫落、掉塊等。這些病害的存在和發展，嚴重危及行車安全。以往整治這類病害，大多采用環氧樹脂砂漿進行修補，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，而且數年后所換新粱又會出現上述病害，因此以換新粱的方法來保證混凝土粱的行車安全應慎重。本論述根據施工經驗，較為詳細地介紹了施工工藝、質量控制及安全注意事項。

混凝土梁體；修補；涂裝保護；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，鋼筋保護層厚度不足，并受鹽侵蝕和溫度應力作用等原因，出現梁體底面混凝土裂損、剝落、露筋和腹板出現變形裂紋等病害。通過本工法對此鋼筋混凝土橋梁的病害進行整治，效果良好，經濟效益顯著。

2 工法修補材料特點

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

（2）抗老化、耐鹽霧、耐酸堿和抗化學腐蝕的性能優異。

（3）具有單向呼吸性能，可有效防止水汽及有害介質的侵入。

（4）施工簡便，使用壽命長：正常使用環境下的免維修時間達20年以上。

3 適用范圍

（1）適用混凝土梁及各類混凝土結構病害的修補與防護，但對遭鹽侵蝕（如CL-侵蝕）混凝土的維修防護，尚應配合采用電化學保護的方法。

（2）特別適用于有動載結構的修補與防護，如橋梁、機臺等受外界震動影響較大的結構。

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 施工準備

搭設作業平臺及腳手架；備齊施工機具及各種材料；對施工人員進行技術交底及培訓。

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，裂縫注膠應在使用高壓水槍清理梁體表面前進行，以防止梁體混凝土裂縫內積水，影響注膠質量。現場灌注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：用裂縫放大鏡仔細觀察裂縫寬度，以便選定灌漿注入口的位置。注入口位置應盡量設置在裂縫較寬、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，應根據裂縫表面的形狀，沿裂縫仔細刮涂1～2道，刮嚴刮實，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行，在夏季配制封逢膠時應適當減少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組份并進行攪拌（注意：一次攪拌量不要太大，應確保在40 min可操作時間內將配制好的料用完）；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，開始對裂縫進行壓漿充填。因裂縫空間總容積有限，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

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

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

（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砂漿進行修補，其具體操作步驟如下：

①表面準備：以凈水淋濕已清理好、待修補的結構混凝土表面，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立即用水清洗。固化后的材料只能用器械清除。

4.2.4 增設滴水檐

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給橋梁帶來危害，特采用擠壓樹脂型材增設滴水檐。安裝樹脂型材滴水檐的具體操作過程如下：

（1）涂膠：在滴水檐外側涂一薄層YJ結構錨固膠。

（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滴水檐。

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錨固膠凝結后將臨時支頂物拆除。

4.2.5 梁體清理

用角磨機打磨修補及注漿處梁體表面，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、抗酸堿和化學腐蝕的能力，防止內埋鋼筋的銹蝕，不斷排除粱體混凝土毛細孔中各種聚集態水分，以減緩甚至終止堿骨料反應的繼續進行，達到限制現有裂縫的發展，延長梁體使用壽命的目的，對梁體外露表面必須進行認真涂裝。

粱體涂裝通常分兩個步驟：

（1）以阻銹為主的局部涂裝：對保護層過薄及有裂損、銹跡和梁體修補過的地方，涂刷強力滲透型混凝土保護劑。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劑。

（2）以封閉補強為主的整體涂裝：對粱體外露表面，使用P-32混凝土防護底涂料進行涂裝（在保護層過薄及開裂處，須粘貼玻璃絲束增強網），并待底料施工48 h后，在其表面涂刷TCM P33混凝土防護面涂料。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。在干凈的容器內將粉料加入到液體中，用低速攪拌器混合。

②底涂料涂裝：當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生位移，建議多刷一道涂料。

③鋪裝增強網：將玻璃絲束增強網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網，使其完全侵沒于涂層中，再用抹刀將從玻璃絲束增強網中滲出的底涂料抹平、壓光。第一層刮涂至少4～8 h后方可進行第二層的刮涂。在梁體轉角處應特別注意，底料一定要完全覆蓋玻璃絲束增強網，不能出現漏網現象。

④TCM P33混凝土防護面涂料的涂裝：底涂材料和玻璃絲束增強網施工完成至少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混凝土防護面涂料根據需要可涂覆1～2道，涂刷前應將P-33混凝土防護面涂料充分攪拌均勻，涂刷應沿同一方向進行。涂刷時基層表面必須堅固、清潔和干燥，不得有結冰或結霜的現象。

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砂漿修補；8工日/m3。

（4）涂刷TCM P-41MCI：0.1工日/m2。

（5）增設滴水檐：0.07工日/m。

（6）表面涂裝：

①刮涂P-32混凝土防護底涂料：0.1工日/m2。

②安裝玻璃絲束增強網：0.05工日/m2。

③涂刷P-33混凝土防護面涂料；0.05工日/m2。

6 需用機具

小型空壓機、發電機、風鎬、短撬棍、鋼釬、手錘、角磨機（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 質量控制和質量標準

7.1 質量控制措施

（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）各種材料的配比應該嚴格按照說明書的配比，不得隨意調整。

（4）P-32混凝土防護底涂料必須完全覆蓋玻璃絲束網，不能出現漏網的地方。

（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 質量標準

（1）涂層厚度應符合要求。

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

（3）膩縫密實平整、不裂不脫落。

8 安全措施

除嚴格遵守國家、鐵道部制定的各種安全技術規程外，還應注意下列事項：

（1）施工現場設置專職安全員，負責監督各項安全規程和制度的執行情況，對施工人員作好安全技術交底，建立安全責任制。

（2）施工機具必須按有關工藝規程操作。

（3）高空作業時，腳手架、工作平臺及支撐要牢固，每工班派專人檢查監督。

（4）注意安全用電，發生故障時應由電工處理。

（5）材料的種類較多，應設庫房專人保管。

9 結束語

采用本工法對粱體進行修補、涂裝，其經濟效益和社會效益都十分顯著：通常治理一孔全長32.6 m的預應力鋼筋砼粱，其材料費約為3～5萬元。而購買一孔32.6 m的預應力鋼筋砼粱，至少也得20萬以上。至于運粱費、架橋機租用費、換粱有關費用，以及因換粱要點而調整列車運行圖帶來的經濟損失等就更大了。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，就能達到相當于換一孔新粱的功效。

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

［2］ 王坤.碳纖維加固混凝土結構用粘結材料的研究［D］.北京工業大學，2003.

［3］ 唐先習.混凝土橋梁合理耐用結構構造的研究［D］.長安大學，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］ 張學棟.公路橋梁耐久性設計研究［J］.科技創新與應用，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，大學本科，工程師，主要從事鐵路橋梁維修工作。