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海水冷卻塔人字柱修復(fù)--江蘇悅中悅高空工程有限公司
相關(guān)的建筑法律、法規(guī)、建筑規(guī)范、規(guī)程及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
(1)國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》(GB/T 50476-2008);
(2)國家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》(GB 175-2007);
(3)國家標(biāo)準(zhǔn)《建設(shè)用砂》(GB/T 14684-2011);
(4)國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑》(GB 8076-2008);
(5)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50344-2004);
(6)國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50010-2010);
(7)國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB 50204-2015);
(8)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑涂料用乳液》(GB 20623-2006);
(9)國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》(GB 50046-2008);
(10)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑防腐蝕工程施工及驗收規(guī)范》(GB 50212-2014);
(11)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑防腐蝕工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50224-2010);
(12)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50300-2013);
(13)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土耐久性檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T 193-2009);
(14)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評定標(biāo)準(zhǔn)》(CECS 220 : 2007);
(15)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性修復(fù)與防護技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T 259-2012);
(16)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)用聚合物水泥砂漿》(JG/T 336-2011);
(17)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固用聚合物砂漿》(JG/T 289-2010);
(18)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《聚合物水泥防水砂漿》(JC /T 984- 2011);
(19)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土阻銹劑》(JT/T 537-2004);
(20)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋阻銹劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T 192-2009);
(21)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《港口水工建筑物修補加固技術(shù)規(guī)范》(JTS 311-2011);
(22)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《聚合物水泥砂漿防腐蝕工程技術(shù)規(guī)程》(CECS 18 : 2000);
(23)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》(JTJ 275-2000);
(24)國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》(GB 50367-2013);
(25)國家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》(GB 50728-2011);
(26)國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計規(guī)范》(GB/T 50102-2014);
(27)國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50082-2009);
(28)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑砂漿基本性能試驗方法》(JGJT70-2009);
(29)國家標(biāo)準(zhǔn)《色漆和清漆密度的測定 比重瓶法》(GB/T 6750-2007);
(30)國家標(biāo)準(zhǔn)《涂料粘度測定法》(GB1723-1993);
(31)國家標(biāo)準(zhǔn)《色漆、清漆和塑料不揮發(fā)物含量的測定》(GB1725-2007);
(32)國家標(biāo)準(zhǔn)《漆膜耐濕熱測定法》(GB/T 1740-2007);
(33)國家標(biāo)準(zhǔn)《色漆、清漆耐中性鹽霧性能的測定》(GB/T 1771-2007);
(34)國家標(biāo)準(zhǔn)《漆膜附著力測定法》(GB1720-89(79));
(35)國家標(biāo)準(zhǔn)《漆膜耐沖擊測定法》(GB/T 1732- 1993);
(36)國家標(biāo)準(zhǔn)《漆膜耐水性測定法》(GB/T 1733- 1993);
(37)國家標(biāo)準(zhǔn)《色漆、清漆漆膜厚度的測定》(GB/T 13452.2-2008);
(38)國家標(biāo)準(zhǔn)《色漆、清漆拉開法附著力試驗》(GB/T 5210-2006);
(39)其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
1、冷卻塔長期在海水鹽霧環(huán)境下服役,建成使用一定年限后基本都會出現(xiàn)人字柱環(huán)向鋼筋銹蝕、混凝土表面涂層脫落等現(xiàn)象。隨著冷卻塔服役時間的增加,環(huán)向鋼筋的銹蝕將會愈加嚴(yán)重,甚至可能導(dǎo)致縱向主要受力鋼筋開始銹蝕。這將會使人字柱耐久性問題逐漸凸顯,嚴(yán)重影響冷卻塔結(jié)構(gòu)的正常使用與安全性能。
2、依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010,耐久性設(shè)計中混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境等級的規(guī)定:海岸環(huán)境為三b級環(huán)境,設(shè)計年限為50年的結(jié)構(gòu),保護層厚度針對箍筋不小于50mm;另外該規(guī)范第8.2.2條規(guī)定混凝土中摻入阻銹劑的情況可以適當(dāng)減小保護層厚度。如果是海水環(huán)境,環(huán)境類別為四類,就要采用其他規(guī)范。
3、依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》GB50476-2008第6.2條規(guī)定:重度鹽霧區(qū)域的海洋氯化物環(huán)境等級為III-E級,依據(jù)該規(guī)范6.3條,設(shè)計年限50年的結(jié)構(gòu),混凝土標(biāo)號最小為C45,箍筋保護層厚度不小于60mm。
4、依據(jù)《工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計規(guī)范》(GB/T 50102-2014),海水冷卻塔人字柱的箍筋保護層厚度根據(jù)循環(huán)水鹽度的不同而不同,循環(huán)水鹽度50mg/L,對應(yīng)保護層厚度55mm,循環(huán)水鹽度100mg/L,保護層厚度60mm。根據(jù)冷卻塔循環(huán)海水水質(zhì)分析資料,如果冷卻塔循環(huán)水采用濃縮海水,氯根濃度在20000mg/L左右,遠(yuǎn)高于規(guī)范的100mg/L,保護層厚度應(yīng)該為60mm。
5、由于土建施工的原因,很多冷卻塔人字柱在經(jīng)過現(xiàn)場檢測后,發(fā)現(xiàn)混凝土保護層的厚度很不均勻,人字柱內(nèi)側(cè)混凝土保護層厚度較大,而外側(cè)混凝土保護層厚度較小,這是造成人字柱環(huán)向鋼筋銹蝕、混凝土表面涂層脫落的主要原因。
1.1.海水中鹽分總量大約在3%,且富含Cl—、Mg2+、SO42—,這些離子對混凝土結(jié)構(gòu)有很強的腐蝕作用。雖然冷卻塔循環(huán)水使用的是除鹽后的海水,但環(huán)境條件的不同,造成的破壞程度也有輕重之分。
1.2.氯離子是造成鋼筋銹蝕的主要原因,而冷卻塔循環(huán)水環(huán)境含有一定的鎂鹽、硫酸鹽。根據(jù)相關(guān)機構(gòu)的試驗研究結(jié)果表明,在混凝土的液相中,當(dāng)濃度比值為Cl—/OH—>0.61時,鋼筋開始銹蝕,并以此作為“臨界值”。
1.3.水泥水化的高堿性使混凝土內(nèi)鋼筋表面產(chǎn)生一層致密的鈍化膜。Cl—是極強的去鈍化劑,Cl—吸附于局部鈍化膜處,使該處的pH值迅速降低,從而破壞鋼筋表面鈍化膜。鐵基體作為陽極受到腐蝕,大面積鈍化膜區(qū)域作為陰極。由于是大陰極對應(yīng)小陽極,腐蝕速度很快。鋼筋銹蝕體積膨脹,可超過原體積的6倍,是混凝土開裂的主要原因。
2.1.高溫使腐蝕速度加快,能大大縮短鋼筋脫鈍的時間。南方沿海氣溫常年較高,有助于腐蝕反應(yīng)的發(fā)生。北方地區(qū)溫差變化大,冬季氣溫正負(fù)變化,混凝土孔隙內(nèi)水反復(fù)發(fā)生凍融循環(huán)。
2.2.由于混凝土使用一定年限后,基體表面總會有細(xì)小的裂隙、罅縫、孔洞。在春夏秋冬季節(jié)交換中,這些裂隙、罅縫、孔洞浸滿海水后由于溫度的變化而出現(xiàn)結(jié)冰和解凍現(xiàn)象。日積月累,凍融循環(huán)進一步加劇了對混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。
2.3.混凝土的抗?jié)B性是對抗凍性有很大影響的控制因素。由于凍融的作用,混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能也會逐漸下降,如此往復(fù),惡性循環(huán),混凝土結(jié)構(gòu)的整體性能會隨著時間的推移而逐步下降。
3.1.混凝土的碳化過程是指工程所處環(huán)境中的二氧化碳?xì)怏w,通過混凝土內(nèi)部孔隙進入混凝土中,與混凝土中的Ca(OH)2發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成CaCO3和水的過程。
3.2.混凝土碳化以后,pH值急劇下降,破壞了鋼筋的鈍化膜賴以生存的環(huán)境?;炷猎诤K刑蓟⒉粐?yán)重,這是由于水下C02含量不充分的緣故。易發(fā)生混凝土碳化的部位都是暴露在空氣中的部段。
綜合以上各種因素,混凝土破壞原因,按重要性遞減順序排列是:鋼筋銹蝕、凍害、物理化學(xué)作用??梢妰龊σ彩鞘够炷疗茐牡闹匾蛩?。
4.1.由于土建施工時的各種原因,人字柱的混凝土保護層厚度分布如果嚴(yán)重不均勻。保護層薄弱的內(nèi)、外側(cè)存在嚴(yán)重的環(huán)向螺旋箍筋銹蝕而引起的混凝土保護層開裂/剝落。
4.2.人字柱內(nèi)鋼筋籠向內(nèi)或外偏移引起柱底內(nèi)、外側(cè)鋼筋保護層厚度不足,氯離子的侵入引起保護層較小的環(huán)向箍筋發(fā)生銹蝕,鋼筋銹蝕產(chǎn)物的體積膨脹最終導(dǎo)致人字柱底部外側(cè)混凝土保護層出現(xiàn)脹裂/剝落等現(xiàn)象。
由于修復(fù)人字柱時須要鑿除部分人字柱混凝土保護層,人字柱承載力會有一定的削弱。因此人字柱結(jié)構(gòu)鑿除保護層施工不應(yīng)集中在同一位置,而應(yīng)該盡可能分散。可根據(jù)同時開工的人字柱數(shù)量,均布在冷卻塔周邊,各工作面按同一方向轉(zhuǎn)動的次序進行施工。人字柱修復(fù)應(yīng)以單根為單位,采用鑿?fù)暌桓迯?fù)一根的方法進行施工,盡量減少人字柱鑿開保護層后未修復(fù)的時間。
1.1..基層處理
1.2.鋼筋除銹
1.3.界面處理,噴涂阻銹劑
1.4.修復(fù)銹蝕鋼筋處鑿除的混凝土凹坑
1.5.涂刷無機防水防腐涂料
1.6.箍筋補強
1.7.人字柱鋼筋保護層修復(fù)
1.8.表面處理
2.1.1.在基層處理前,首先要探明人字柱縱筋和環(huán)向箍筋的分布情況和混凝土保護層的實際厚度。施工過程中防止鑿斷縱筋和箍筋等事件發(fā)生。
2.1.2.根據(jù)現(xiàn)場實際檢測結(jié)果,確定氯離子侵蝕混凝土基面的深度,然后將柱表面侵襲腐蝕的混凝土層鑿去,保證被氯離子侵蝕的部分混凝土剔除干凈。對于柱箍筋有銹蝕的情況,應(yīng)鑿除銹蝕箍筋背面氯離子含量較高的混凝土。再用高壓淡水清除混凝土表面浮灰、松散物和其它不牢固附著物,以去除氯離子。
2.2.1.仔細(xì)檢查鋼筋銹蝕情況,銹蝕鋼筋須要進行表面除銹處理。
2.2.2.除銹處理可采用手工除銹和機械除銹。手工除銹的常用方法是用鋼絲刷、砂盤、麻袋布等輕擦,除銹速度慢,效率低。機械除銹采用圓盤鋼絲刷除銹,除銹效率高,效果好,推薦使用機械除銹。
2.2.3.除銹過程以鋼筋去除表面污銹,接近金屬本色為止。
2.3.1.在露出鋼筋的表面和鑿出的混凝土周圍應(yīng)涂刷一層外涂型有機阻銹劑,外涂型有機阻銹劑可在鋼筋表面形成分子層作為保護膜,在鋼筋銹蝕的電化學(xué)過程中,既可阻止陽極反應(yīng),又可阻止陰極反應(yīng)。
2.3.2.涂刷有機阻銹劑時,要注意不能漏涂,涂刷均勻,無氣泡、流掛。
2.4.1.采用聚合物砂漿將因鋼筋銹蝕鑿除的混凝土凹坑表面找平,不使鋼筋外露。
2.4.2.填抹要嚴(yán)實,表面抹光處理。
2.5.1.將抹光壓實的人字柱表面,涂刷水泥基無機防水防腐涂料進行防護。
2.5.2.涂刷水泥基無機防水防腐涂料至少兩遍,不能漏涂,涂刷均勻,涂層飽滿、無氣泡、流掛。
2.6.1.《港口水工建筑物檢測與評估技術(shù)規(guī)范》(JTJ 302-2006)指出:鋼筋銹蝕之后截面損失不超過5%時鋼筋的強度不變。這種情況截面損失較小,鋼筋強度不變可以不進行加固處理。銹蝕鋼筋截面損失大于5%時鋼筋的強度降低,這種情況截面損失較大,鋼筋強度也降低,就必須進行鋼筋補強。
2.6.2.對需要箍筋補強的部分,先用聚合物水泥砂漿修復(fù)平整后,對構(gòu)件表面進行打磨平整,尤其是表面的凸出部位要磨平,然后粘貼碳纖維布,碳纖維布表面糙化后采用聚合物砂漿保護。
2.7.1.采用摻入阻銹劑的聚合物水泥砂漿進行截面修復(fù),如果人字柱鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)、外側(cè)鋼筋保護層厚度較薄時,應(yīng)用聚合物水泥砂漿進行修復(fù)。
2.7.2.在人字柱朝內(nèi)、外側(cè)較薄的一邊涂抹聚合物水泥砂漿,恢復(fù)內(nèi)、外側(cè)原截面大小,保證內(nèi)、外側(cè)的箍筋混凝土保護層厚度不小于40mm。
2.8.1.砂漿涂抹施工完后進行塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護、以防水分流失,12小時后進行灑水養(yǎng)護,養(yǎng)護期內(nèi)保證砂漿表面長期濕潤。
2.8.2.表面進行涂刷防腐油漆。
1.1.修補完人字柱后,先涂刷防腐封閉阻銹漆,再進行防腐油漆涂刷。
1.2.水泥基防水防腐保護涂料:材料屬性符合《聚合物水泥防水砂漿》(JC /T 984- 2011)中關(guān)于II型砂漿規(guī)定:初凝時間不小于45min,終凝時間不大于24小時;抗壓強度≥24.0MPa;抗折強度≥8.0MPa;7天粘結(jié)強度≥1.0MPa,28天粘結(jié)強度≥1.2MPa。對于涂層試件7天抗?jié)B壓力≥0.5MPa;砂漿試塊7天抗?jié)B壓力≥1.0MPa,28天抗?jié)B壓力≥1.5MPa。
2.1.底層漆涂裝:調(diào)整好稀釋比例,使底漆完全滲透進混凝土表面,調(diào)好的油漆必須在混合使用期內(nèi)涂裝,要求干漆膜厚度50μm。
2.2.表面滿批無溶劑環(huán)氧膩子,修補砂漿表面缺陷,膩子總厚度350μm,批完一次都要把表面打磨光滑。
2.3.中間層漆涂裝:在底層漆表面干后才能進行中間層漆的涂裝,要求干漆膜厚度300μm,應(yīng)隨時用濕模卡測量涂裝厚度,如厚度不足,補涂至規(guī)定厚度。
2.4.面層漆涂裝:在中間層漆驗收合格后才能進行面層漆的涂裝,應(yīng)注意面層漆顏色是否一致、美觀。要求干漆膜厚度100μm,施工中隨時用濕??y量涂裝厚度,如厚度不足,補涂至規(guī)定厚度。最后要測量干膜厚度,保證符合設(shè)計要求。
2.5.采用噴涂法涂裝的油漆厚度一般不會一次就達(dá)到厚度要求,需要多次噴涂,注意每次噴涂都應(yīng)在上一層油漆干燥后進行。
2.6.重涂時間控制:各層漆涂裝后,養(yǎng)護時間必須達(dá)到各層涂料規(guī)定的表干間隔時間,并且在重涂間隔時間內(nèi)進行下一道涂裝工序。應(yīng)依據(jù)涂料商所提供的資料及產(chǎn)品說明書的要求嚴(yán)格執(zhí)行涂料重涂間隔的要求進行施工。
3.1.嚴(yán)格按照配比混合、攪拌均勻,禁止向混合料內(nèi)加水稀釋。
3.2.確?;鶎忧鍧?、堅固、濕潤但無明水的情況下涂刷,禁止在基面干燥的情況下涂刷。
3.3.實行兩遍涂刷制,材料總用量為1.5 kg/m2,涂層厚度在1.2mm左右。
3.4.不要在結(jié)冰或上霜的表面施工,環(huán)境溫度低于5℃或未來7天環(huán)境溫度低于5℃時,禁止施工。
3.5.不要在雨天施工,新施工的表面72小時內(nèi)要防止雨淋。
4.1.檢查涂料的基本性能,各項證書以及權(quán)威機構(gòu)的檢測結(jié)果,材料性能滿足要求。
4.2.外觀目測檢查,檢查防水防腐保護涂料涂刷應(yīng)均勻,無漏涂、漏刷、流掛、皺折、鼓泡、露基底等缺陷。
4.3.涂層外觀,在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護后,涂層均勻、無色差、無流掛、無斑點、不起泡、不龜裂、不剝落。
4.4.涂層耐老化性,面漆耐老化試驗1000小時后,不粉化、不起泡、不龜裂、不剝落。
4.5.涂層耐鹽霧性,涂層耐鹽霧試驗1000小時后,不粉化、不起泡、不龜裂、不剝落。
4.6.涂層耐堿性,耐堿試驗30天后,不起泡、不龜裂、不剝落。
4.7.涂裝完成7天后,應(yīng)對涂層干膜厚度進行測定,每50m2測點應(yīng)不少于30個。平均干膜厚度應(yīng)不小于設(shè)計干膜厚度,最小干膜厚度應(yīng)不小于設(shè)計干膜厚度的85%。如不符合上述要求,應(yīng)根據(jù)檢查情況進行局部或全面補漆,直至達(dá)到要求的厚度。
4.8.涂裝后7天,應(yīng)測定涂層系統(tǒng)的粘結(jié)強度,采用《色漆、清漆,拉開法附著力試驗》(GB/T 5210-2006)的規(guī)定,測定涂層的粘結(jié)強度。在試驗區(qū)的上中下部分分別取3個部位,每個部位取3個點,測定涂層粘結(jié)強度,9個點的涂層粘結(jié)強度平均值不下于1.5MPa,最小粘結(jié)強度測點值不小于1.2MPa。如不合格可在原測點附近,加倍測點進行測定,如仍不合格,涂裝后施工應(yīng)返工。
4.9.涂層粘結(jié)強度測試后,按照相同的涂層系統(tǒng)修補測點部位破損的涂層。
5.1.涂裝前應(yīng)對表面處理進行質(zhì)量檢驗,合格后才能進行涂裝。
5.2.涂裝時,涂層道數(shù)和涂膜厚度應(yīng)符合設(shè)計要求。
5.3.涂裝時如發(fā)現(xiàn)漏涂、皺紋、針孔、流掛、發(fā)白、裂紋等缺陷應(yīng)及時處理。
5.4.涂裝后應(yīng)進行涂層外觀目視檢查,涂層應(yīng)連續(xù)、均勻、平整,無漏涂、流掛、變色、色差、針孔、氣泡、裂縫等缺陷。
5.5.應(yīng)對涂層干膜厚度進行測定,每50m2測點應(yīng)不少于30個。平均干膜厚度應(yīng)不小于設(shè)計干膜厚度,最小干膜厚度應(yīng)不小于設(shè)計干膜厚度的85%。如不符合上述要求,應(yīng)根據(jù)檢查情況進行局部或全面補漆,直至達(dá)到要求的厚度。
5.6.應(yīng)測定涂層系統(tǒng)的粘結(jié)強度,采用《色漆、清漆,拉開法附著力試驗》(GB/T 5210-2006)的規(guī)定,測定涂層的粘結(jié)強度。按每個檢測單元隨機檢測不少于5個點,測定涂層粘結(jié)強度,涂層粘結(jié)強度平均值不小于1.5MPa,最小粘結(jié)強度測點值不小于1.2MPa。如不合格可在原測點附近,加倍測點進行測定,如仍不合格,則判定涂粘結(jié)強度不合格。
2019年10月
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