排氣灌漿法修補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，因為長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。

因為缺陷發(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)鍵是修補體的密實程度和新老混凝土界面粘合程度；鋼筋銹蝕造成結(jié)構(gòu)混凝土保護層爆裂時，鋼筋的有效直徑已經(jīng)減小，嚴重時需要采用植筋的方式進行結(jié)構(gòu)加固，此時，采用傳統(tǒng)的分層抹灰修復(fù)方法因為鋼筋骨架的影響無法保證修補部位的密實度；而噴射砂漿、噴射混凝土的修補工藝雖然能夠保證修補體密實度，但由于維修工程量太小而不經(jīng)濟，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，設(shè)計一種排氣灌漿法修補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)量控制標準

2 工藝特點

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，避免脫落部位遠離排氣觀察管上引通道時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，增強新舊混凝土之間的粘結(jié)強度和密實性，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

4.1 施工工藝流程

施工準備 → 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

4.2.1 施工準備

4.2.2 模板支撐系統(tǒng)安裝

模板支撐系統(tǒng)相當于一個操作平臺，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個灌漿孔和1個排氣孔，超過0.5m2的缺陷則按照每增加0.5m2缺陷面積增加1個灌漿孔和1個排氣孔進行布置。

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在確定的位置鉆孔，檢查灌漿孔、排氣孔位置的準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)植筋加固前進行，是保證修補實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，如果出現(xiàn)滲漏及時用速凝水不漏堵塞滲漏縫隙；

（2）在灌水浸潤界面24小時后，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封堵滲漏部位；

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

5 質(zhì)量控制

5.1 過程質(zhì)量控制標準

國家沒有關(guān)于建筑物結(jié)構(gòu)混凝土修補的質(zhì)量控制標準，本工法過程質(zhì)量控制項目為影響最終維修效果的關(guān)鍵工序，控制標準為關(guān)鍵工序達到預(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)量標準如下表：

5.2 過程質(zhì)量保證措施

5.2.1 使用機械打磨的方式除銹，嚴格檢查除銹質(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，形成密實的修補實體；

5.2.5 保持灌漿后的穩(wěn)壓壓差、穩(wěn)壓時間，充分排除漿液中的游離空氣，增加修補實體的密實度；

5.2.6 灌漿過程中密切觀察模板的滲漏情況，當出現(xiàn)滲漏時立即用速凝材料進行封堵，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.