鋼制管道混凝土防腐空鼓問題淺析與預(yù)防

梁玉英+裴興

[摘 要]本文主要對(duì)鋼制管道混凝土襯砌過程中出現(xiàn)的空鼓問題進(jìn)行分析，并針對(duì)問題產(chǎn)生的原因所采取的主要預(yù)防措施進(jìn)行闡述。

[關(guān)鍵詞]管道；襯砌；空鼓

中圖分類號(hào)：TU536 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）14-0140-01

一、前言

隨著城市缺水問題日益嚴(yán)重，引水工程在國(guó)內(nèi)如雨后春筍般出現(xiàn)，引水工程平原地區(qū)主要采用鋼制管道進(jìn)行輸水，為使地下管道有較長(zhǎng)的壽命，在使用年限內(nèi)不被腐蝕，管道防腐問題顯得尤為重要，在管道防腐過程中采用混凝土進(jìn)行襯砌更為普遍，鋼制管道混凝土防腐主要采用掛鋼絲網(wǎng)水泥砂漿或無毒環(huán)氧防腐涂料作內(nèi)部襯砌和外部保護(hù)層的施工方法，而內(nèi)部襯砌大部分為兩步進(jìn)行，首先是掛鋼絲網(wǎng)，然后噴射水泥砂漿，厚度一般為10mm（噴至鋼絲網(wǎng)以上），第二步為人工壓面砂漿，厚度為10mm。在施工中兩層砂漿間如果處理不當(dāng)很容易出現(xiàn)空鼓問題，本文主要針對(duì)砂漿空鼓原因及預(yù)防進(jìn)行分析和闡述。

二、工藝簡(jiǎn)介

首先介紹一下混凝土管道防腐的施工工藝：管件焊接完成后，在管件內(nèi)外壁距管壁10mm處，焊接不小于φ4mm的鋼絲網(wǎng)；然后對(duì)管件及鋼絲網(wǎng)進(jìn)行打砂；打砂合格后進(jìn)行噴射內(nèi)壁水泥砂漿；噴射水泥砂漿表面清理后，進(jìn)行內(nèi)壁下部人工抹水泥砂漿的工作、外壁環(huán)氧煤涂抹，當(dāng)內(nèi)壁下部人工抹水泥砂漿的終凝后，將管再翻轉(zhuǎn)180°進(jìn)行此位置時(shí)的內(nèi)壁下部人工抹水泥砂漿工作，同時(shí)進(jìn)行外壁剩余部位的防腐，最后進(jìn)行養(yǎng)生護(hù)。

在噴射和涂抹水泥砂漿的此過程中容易出現(xiàn)問題的是：兩層砂漿間出現(xiàn)空鼓、砂漿表面出現(xiàn)裂隙等。

三、產(chǎn)生空鼓、裂隙原因分析與預(yù)防

影響防腐層質(zhì)量的防腐層間出現(xiàn)空鼓、裂隙原因主要主要原因有：原材料、砂漿配合比、和施工工藝的制定、人員素質(zhì)及工作態(tài)度、外界施工環(huán)境和養(yǎng)護(hù)時(shí)間等方面，預(yù)防措施也主要針對(duì)上述原因進(jìn)行。

1、原材料

（1）砂的質(zhì)量情況

砂的細(xì)度模數(shù)偏大，超、遜徑較為嚴(yán)重，砂的含泥量大，砂漿在拌制時(shí)，砂石的含泥量如果過大，會(huì)影響砂漿粘結(jié)力，降低兩層砂漿之間的連接，使兩層砂漿之間形成“兩層皮”現(xiàn)象，容易使外層砂漿開裂，引起空鼓。

為此需要解決砂子超徑與含泥量問題，在拌和前將砂進(jìn)行篩分，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，粗細(xì)程度和顆粒級(jí)配達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（2）水泥標(biāo)號(hào)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求

水泥標(biāo)號(hào)偏低，其活性會(huì)低于設(shè)計(jì)值，水泥標(biāo)號(hào)符合標(biāo)準(zhǔn)但存放時(shí)間過長(zhǎng)，水泥活性也會(huì)受到影響，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；水泥保管不善，出現(xiàn)受潮、結(jié)塊現(xiàn)象，仍用于施工，更無法達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。以上三種情況均等同是使用了活性較差的水泥，對(duì)砂漿強(qiáng)度造成影響，導(dǎo)致其強(qiáng)度降低造成砂漿強(qiáng)度的降低，引起空鼓。

在施工中，應(yīng)購進(jìn)設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的水泥，注意存放貯存水泥的地方要注意防雨、防濕，使其不易結(jié)塊，并且本著“先進(jìn)先用”的原則，進(jìn)行使用，使并且存放期不超過三個(gè)月。

（3）鋼管本身剛度問題

如果采用的鋼管壁厚較薄，而管徑較大、管節(jié)較長(zhǎng)長(zhǎng)又較大，在鋼管翻轉(zhuǎn)過程中鋼管就會(huì)存在一定程度的塑性變形，因?yàn)樗嗌皾{為剛性材料，在鋼管發(fā)生變形后，水泥砂漿也隨之發(fā)生變形，水泥砂漿變形后，在水泥砂漿薄弱部分引起開裂，兩層水泥砂漿之間粘結(jié)部位為薄弱位置在兩層水泥砂漿之間粘結(jié)部位為薄弱位置引起開裂，所以造成水泥砂漿局部出現(xiàn)空鼓。

對(duì)鋼管自身變形引起的空鼓，可增加壁厚來解決。

2、砂漿配合比

砂漿沒按配合比施工主要有以下兩方面原因造成的：

（1）在施工中沒有嚴(yán)格按照配合比進(jìn)行拌制砂漿，為了節(jié)約水泥用量，隨意減少其用量，至使砂漿不能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)，粘結(jié)力差，在表面抹平時(shí)，由于原漿不足，工人用干水泥灑在表面進(jìn)行壓光，致使砂漿面層與內(nèi)部收縮不同步，兩層砂漿間發(fā)生空鼓。

（2）在施工中，工人為了省力，在進(jìn)行第二層砂漿抹面時(shí)，砂漿內(nèi)拌和水量增大，改變了配合比的水灰比，使砂漿的流動(dòng)性及泌水性增大，在水泥水化熱時(shí)，將出現(xiàn)過多的氣泡，使砂漿的強(qiáng)度降低，內(nèi)部孔隙率增大，第二層砂漿收縮較第一層收縮要大，也使兩層間造成了空鼓現(xiàn)象。

解決方法：砂漿配合比要嚴(yán)格按照配合比單進(jìn)行，避免任意進(jìn)行更改，一般情況下，砂漿配合比應(yīng)不小于1：3。攪拌好的水泥砂漿夏天宜2h至3h用完，冬天宜6h至7h內(nèi)用完。水泥砂漿的稠度，以標(biāo)準(zhǔn)圓錐體沉入度不大于35mm計(jì)。在一般的施工現(xiàn)場(chǎng)中較難有這樣的條件去控制水灰比。有經(jīng)驗(yàn)的施工人員，一般用肉眼觀察也可以大致控制水灰比的適用范圍：觀察水泥砂漿的稠度，可用手抓捏水泥砂漿，剛拌好的水泥砂漿，干至成團(tuán)，稀至不從手中滑掉。

3、施工工藝

噴射混凝土施工工藝可能存在的問題及預(yù)防措施：

（1）砂漿攪拌不勻

噴水泥砂漿時(shí)砂漿拌和不均勻，造成水泥砂漿各處收縮率不同，在砂漿較薄弱處造成一定程度的空鼓。

為解決拌和料拌和的不均勻性，改手工拌和為用拌和機(jī)進(jìn)行拌和，保證水泥砂漿的均勻性。

（2）噴射砂漿未按操作規(guī)程進(jìn)行

噴射砂漿未按噴射規(guī)程進(jìn)行，噴槍距噴射面大于1m，并且噴槍沒有垂直于噴射面，這樣就使噴射砂漿的壓力不足，與鋼管的粘結(jié)力不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并且使反彈率增大，使防腐成本也隨之加大。

噴射砂漿按噴射規(guī)程進(jìn)行，噴槍距工件表面不大于1m，并且噴槍盡量垂直于工件表面，噴射人員戴防毒面具。

（3）噴砂漿的厚度不足

在噴水泥砂漿時(shí)噴射的水泥砂漿局部高度不足，僅位于鋼絲網(wǎng)中下部，在抹水泥砂漿時(shí)，局部未將抹面水泥砂漿壓實(shí)，表面砂漿收縮后，與下部砂漿間存在一定的縫隙。

噴射的水泥砂漿高度要高于鋼絲網(wǎng)上方至少2mm以上，在抹面水泥砂漿壓實(shí)時(shí)，要用力抹壓，保證其壓實(shí)度。

（4）接觸面處理

噴射水泥砂漿與抹面水泥砂漿間的接觸面處理不到位，尤其是第二個(gè)抹面位置，抹面時(shí)噴射水泥砂漿已經(jīng)終凝，在施工中對(duì)接觸面處理不到位，就進(jìn)行了下一道工序的施工。

在砂漿抹面之前用干凈毛刷、壓縮空氣去除浮砂和灰塵。然后再抹水泥砂漿，最后壓面。抹面用的砂漿塌落度不宜過大，抹面時(shí)采用木模拍打密實(shí)直至壓光，以保證抹面砂漿與噴射砂漿良好的結(jié)合。

（5）養(yǎng)生不到位

在水泥砂漿施工結(jié)束后，沒有及時(shí)養(yǎng)生，且養(yǎng)護(hù)沒有采取有效的措施，沒有持續(xù)性。

為此在抹面后的管口采用苫布封閉（可采用圓形苫布，直徑比管徑大200mm，然后用鐵絲將苫布與鋼管固定，在需噴水的一側(cè)預(yù)埋小口），設(shè)專人進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，始終保持管內(nèi)砂漿潮濕，養(yǎng)護(hù)期為7天，如高溫季節(jié)，適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)期。為保持表面濕潤(rùn)狀態(tài)，澆水頻次為：前三天每天白天2小時(shí)一次，夜間至少2次，以后每晝夜4次。并注意避免引起損壞表面狀態(tài)的情況發(fā)生。

4、人員素質(zhì)方面

人員在上崗前沒有進(jìn)行培訓(xùn)，上崗后又頻繁調(diào)動(dòng)工作，工作一段時(shí)間，就被調(diào)離本崗位，缺少熟練工。人員責(zé)任心不強(qiáng)，對(duì)空鼓有一定的影響。

人員在入場(chǎng)前進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，進(jìn)場(chǎng)后進(jìn)行技術(shù)交底，并且使人員保持相對(duì)穩(wěn)定，采取必要的獎(jiǎng)罰措施，提高其施工積極性。

5、外界施工環(huán)境

防腐對(duì)外界環(huán)境比較敏感，對(duì)溫度和濕度要求較高，如不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的溫度和濕度，就會(huì)一定程度的增大出現(xiàn)空鼓的機(jī)率。

在防腐技術(shù)規(guī)范中規(guī)定“在大風(fēng)、雨、霧天氣及強(qiáng)烈陽光照射下不宜進(jìn)行室外生產(chǎn)”。根據(jù)此條規(guī)定，在防腐場(chǎng)地，進(jìn)行加蓋大篷，以解決外界環(huán)境的影響。并且在防腐結(jié)束后，將管兩側(cè)采用苫布封住，對(duì)管內(nèi)部進(jìn)行噴水，在管內(nèi)部形成適合于砂漿強(qiáng)度增長(zhǎng)的小環(huán)境。

6、其它方面

在施工中，除采用以上預(yù)防措施外，還可以采用合同、組織、經(jīng)濟(jì)的手段進(jìn)行，其中經(jīng)濟(jì)手段是最直接的，也是最有效果的，在一定范圍內(nèi)給予獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰，會(huì)得到意想不到的效果。

結(jié)束語

綜上所述，在鋼制管道混凝土襯砌施工過程中，管道防腐時(shí)防止出現(xiàn)空鼓問題非常重要。在施工過程中要認(rèn)真分析問題產(chǎn)生的原因并采取有效的預(yù)防措施，保證施工質(zhì)量，使其有較長(zhǎng)的壽命，在使用年限內(nèi)不被腐蝕。

參考文獻(xiàn)

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