聚丙烯纖維噴射混凝土加固橋梁施工技術(shù)應(yīng)用

【摘要】通過研究噴射混凝土的施工工藝特征, 分析了聚丙烯纖維噴射混凝土加固橋梁施工技術(shù)的原理理論。利用聚丙烯纖維噴射混凝土加固拱橋試驗(yàn), 介紹了聚丙烯纖維噴射混凝土加固橋梁施工技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)及影響因素。

【關(guān)鍵詞】聚丙烯纖維; 施工技術(shù); 噴射混凝土

【中圖分類號(hào)】U445.7+2 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1008- 5696- ( 2006) 05- 0019- 02

0 前言

　　聚丙烯噴射纖維混凝土加固橋梁是利用聚丙烯原材料對(duì)橋梁進(jìn)行加固。其中聚丙烯從單體C3H6而得，是一種高分子碳?xì)浠衔铮幕瘜W(xué)穩(wěn)定性好，和大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)不發(fā)生作用，表面疏水性，不會(huì)被水泥漿浸濕。聚丙烯纖維具有與基體間的粘結(jié)較差，使拔出強(qiáng)度較低，而噴射混凝土技術(shù)近十幾年來在土木建筑工程領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展十分迅速，國內(nèi)外的大量實(shí)踐表明，噴射混凝土用于礦山、井巷與地下工程的支護(hù)襯砌、基坑支護(hù)、建筑結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)加固及復(fù)雜薄壁結(jié)構(gòu)和輸水充水、結(jié)構(gòu)的建造等，均顯示其獨(dú)特的功能和顯著的效益。

1 聚丙烯噴射混凝土施工工藝研究

　　將按一定的比例配合攪拌均勻的水泥、砂、石子、速凝劑、聚丙烯纖維、干拌和料送入噴射機(jī)內(nèi)，利用壓縮空氣將拌和料經(jīng)管道壓送至噴槍嘴，在噴嘴后部與壓力水混合，以高速噴于結(jié)構(gòu)物或巖石表面，硬化后形成一層密實(shí)混凝土，從而得到加強(qiáng)或保護(hù)。

　　施工機(jī)具包括干式雙罐式混凝土噴射機(jī)或轉(zhuǎn)盤式混凝土噴射機(jī)、噴槍、混凝土攪拌機(jī)、上料裝置(皮帶機(jī))、壓縮空氣機(jī)、氣罐、貯水容器及各種輸送膠管等施工中濕噴混凝土機(jī)械采用了濕噴機(jī)，濕噴是用噴射機(jī)壓送已加入拌和水的拌和物，在噴嘴處加入了速凝劑。濕噴時(shí)水與其他材料拌和較均勻，產(chǎn)生的粉塵和回彈少。為了將濕式的長處引入干式中，采用在噴嘴前幾米的地段加水的方法，有時(shí)把這種方式叫半濕式，但從本質(zhì)上說，還是屬于干式。經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)踐，該濕噴機(jī)基本能滿足工程使用要求機(jī)器有關(guān)測(cè)試文件中的技術(shù)指標(biāo)。

2 聚丙烯纖維噴射混凝土加固橋梁施工技術(shù)試驗(yàn)

　　我們以加固上承式鋼筋混凝土拱橋?yàn)槔?，一般要做以下各?xiàng)工作。

　　第一，布置現(xiàn)場，搭腳手架。

　　第二，鑿毛。

　　第三，網(wǎng)托的布置和施工。

　?、倬W(wǎng)托的尺寸。梁底的鋼筋網(wǎng)，從下往上看如圖1。掛在梁底的鋼筋網(wǎng)：11=10cm，12=80cm，鋼筋直徑B=0.6m，膨脹螺栓A為l2×lcm, 即直徑A=1cm，h1=12cm，h2=5cm，h3=6cm。若噴6～7cm 厚正好蓋住螺栓和鋼筋網(wǎng)。掛在量側(cè)的鋼筋網(wǎng)：11=l5cm，l2=120cm， 鋼筋直徑B=0.6cm，膨脹螺栓A 為l2×1.2cm，即直徑A=1.2cm，h1=15cm，h2=5cm，h3=9cm。

　　②網(wǎng)托的施工。打膨脹螺栓的孔；安膨脹螺栓桿；在地面綁好鋼筋網(wǎng)；用點(diǎn)焊把鋼筋網(wǎng)固定在螺栓上。

　　第四，噴砂清理。

　　安完鋼筋網(wǎng)后，噴砂清理混凝土表面浮動(dòng)顆?；蛭酃福瑫r(shí)也噴砂清除鋼筋或其他要噴混凝土的鋼筋構(gòu)件表面的鐵銹。

　　第五，噴射聚丙烯纖維混凝土。

　?、賴娚淅w維混凝土的原材料及其配合比選擇?，F(xiàn)以某工程為例，進(jìn)行原材料和配合比的選擇如下。水泥：工程中采用42.5 級(jí)“ 哈爾濱牌”普通硅酸鹽水泥。砂子：采用本地松花江中粗砂，細(xì)度模數(shù)3.1。石子：采用5～10mm 連續(xù)級(jí)配的花崗巖碎石。速凝劑：濕噴混凝土工藝要求使用液體速凝劑，經(jīng)過多方面比較，采用河南省鞏義市特種建材廠生產(chǎn)的8604- 2 型和廣東省深圳生產(chǎn)的D5- 2 型液體速凝劑作為現(xiàn)插試驗(yàn)的主選品種迸行試驗(yàn)。摻量為水泥重量的3%~5%，標(biāo)準(zhǔn)要求與水泥凈漿試驗(yàn)初凝時(shí)間不超過5min，終凝時(shí)間不超過l0min，并與水泥要有很好的相容性，且28d 強(qiáng)度保存率不小于70%。我們將兩種材料分別迸行了與水泥的相容性和凝結(jié)時(shí)間試驗(yàn)，結(jié)果見表1。防水劑和減水劑：施工前對(duì)膨脹劑和減水劑迸行了對(duì)比試驗(yàn)，采用本研究實(shí)驗(yàn)的C30配合比。纖維：聚丙烯纖維。

　　試驗(yàn)結(jié)果表明：8604- 2 型液體速凝劑能滿足施工需要，且具有腐蝕性弱、混凝土強(qiáng)度損失小等優(yōu)點(diǎn)。

　?、趪娚淅w維混凝土的工藝。機(jī)械設(shè)備。機(jī)械設(shè)備及風(fēng)、水壓要求見表2。

　　噴射纖維混凝土施工安排如圖2。

　　第六，噴射纖維混凝土的養(yǎng)護(hù)。

　　良好的養(yǎng)護(hù)，對(duì)于水泥含量高、表面粗糙的薄壁噴射混凝土結(jié)構(gòu)顯得更為重要。噴射后的7d 內(nèi)對(duì)于養(yǎng)護(hù)是最關(guān)鍵的時(shí)期，此后混凝土已取得足夠的抗拉強(qiáng)度來抵制收縮應(yīng)變。并且靠近暴露面的滲透率也降低到足以使混凝土內(nèi)部失水最少。噴射混凝土終凝2h 后應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般地下工程不少于7d，地面工程不少于14d。當(dāng)?shù)叵鹿こ虄?nèi)相對(duì)濕度大于85%時(shí)，也可采用自然養(yǎng)護(hù)。

　　冬季施工時(shí)，噴射混凝土作業(yè)區(qū)的氣溫不應(yīng)低于±5℃，拌和料進(jìn)入噴射機(jī)時(shí)的溫度不能低于+5℃，集料可在配料時(shí)加熱，而溫水則用于拌和時(shí)或在噴嘴處加入。噴嘴處和拌和時(shí)的水溫應(yīng)在10～20℃之間。水溫高于20℃會(huì)造成水泥的預(yù)水化。噴射混凝土受凍前必須具有足夠的強(qiáng)度。規(guī)范規(guī)定，普通硅酸鹽水泥配制的噴射混凝土低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%，用礦渣水泥配制的噴射混凝土低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%，不得受凍。

3 結(jié)束語

　　聚丙烯纖維噴射混凝土加固橋梁，具有如下的效果：

　　第一，增強(qiáng)抗裂性，提高抵抗裂縫能力。高彈模纖維增強(qiáng)混凝土的抗拉強(qiáng)度明顯，增強(qiáng)凍融作用和抵抗性能改善普通混凝土的耐疲勞性能。

　　第二，產(chǎn)生微裂縫后纖維能繼續(xù)抵抗外力的拉拔作用，韌性增強(qiáng)。

　　第三，噴射混凝土具有密實(shí)度高、強(qiáng)度大、粘結(jié)力強(qiáng)，耐久性、抗凍、抗?jié)B性好，可節(jié)省混凝土，同時(shí)施工工藝簡便，不用或少用模板，節(jié)省大量模板材料，省去支模工序，將水平垂直運(yùn)輸和澆灌振搗等工序合二為一，快速高效，降低成本，值得推廣。