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摘 要:本文论述某桥在腐蚀环境下,桩基、承台和墩身结构中环氧涂层钢筋的运输、堆放、吊装、切断、弯制、焊接、修补等工艺的施工要点和质量控制。
关键词:腐蚀环境 环氧涂层钢筋 关键工序施工 质量控制
中图分类号:TU992 文献標识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0035-02
1 前言
在恶劣腐蚀环境中,由于氯离子和水分子的渗透产生化学反应,导致钢筋腐蚀,影响其结构的耐久性,常造成结构物的破坏。而环氧涂层钢筋,由于固化的环氧树脂体系中含有稳定的苯环、醚键以及脂肪族羟基。具有极高的化学稳定性、延展性、不与酸碱反应等特性,与金属表面具有极佳的粘着性,在钢筋表面形成阻隔与水分、氧、氯化物或侵蚀性介质接触的物理屏障。
在欧美、日本和中东国家的沿海港口码头、需要融冰雪的高速公路的主要结构中已经广泛采用环氧涂层钢筋提高混凝土结构整体耐久性。我国仅在使用年限要求高的杭州湾跨海大桥、粤海铁路轮渡栈桥、烟大轮渡栈桥等工程中应用。为保证防腐效果,在保证环氧树脂涂层钢筋的自身质量同时,在运输、装卸,特别是加工过程中,最大限度地保证不碰伤、刮伤钢筋表面的环氧树脂涂层已成施工的关键。
2 工程概况
哈大客运专线某特大桥濒临渤海,地处大连市金州湾滨海平原,地下水埋深0.5～1.0m,对混凝土具有中等结晶盐类侵蚀及硫酸型酸性中等侵蚀。其中水中氯离子浓度为2120mg/L,土中氯离子浓度为2430mg/L,全桥环境作用等级L2/D3/H4/T3。设计中40～288号墩桩基、承台和墩身地表1.5m以下均采用防腐涂层钢筋。涂层钢筋总数量6800吨。施工中对环氧树脂涂层钢筋施工工艺进行系统的研究,采用了特殊的存放、加工、安装、修补等施工技术,并不断完善施工工艺。保证了环氧涂层钢筋在施工全过程保持涂层的完好连续性,把对涂层的损伤控制在最低限度。
3 环氧涂层钢筋施工工艺流程(图1)
4 关键工序施工要点
4.1 涂层钢筋的吊运与搬运
用具有抗紫外线照射性能的黑塑料布包装成捆。采用载重达到使用要求的高强度尼龙吊带为吊索。长度大于4米的钢筋采用两点吊装,长度6米以上每隔4米增设一个吊点。以水平方式搬运,最多运装5层,层中间用5cm×5cm木隔板分开。用帆布包裹运输。
4.2 涂层钢筋的贮存
采用帆布或不透光的黑色塑料布包裹贮存,并搭棚避免直接日晒雨淋。贮存期不超过3个月。堆放地面应平整牢靠,钢筋与地面、钢筋与钢筋之间应用5cm方木1米间距隔开,堆放层数不超过5层。
4.3 涂层钢筋的加工
弯曲切割的加工时,环境温度宜不低于5℃。钢筋弯曲机的心轴应套以“耐拉特龙”专用轴套,平板表面铺以布毡垫层,避免涂层与金属物的直接接触挤压;对直径d≤20 mm钢筋,涂层钢筋的弯曲直径不小于4d;对直径d>20mm钢筋,不小于6d且弯曲速率不宜大于8r/min。采用钢筋切断机或砂轮机切断涂层钢筋。在直接接触涂层钢筋的部位,垫以缓冲材料,钢筋切断处及时采用涂层修补。施工过程中更应注意,人和机械,都不应碰伤、划伤、损坏钢筋表面的环氧涂层。(图2)
4.4 涂层钢筋的连接与定位
直径小于20mm的钢筋尽量采用绑扎连接,不可避免时采用焊接连接。采用专用的包胶铝丝(由涂层钢筋生产厂家提供)绑扎。对受拉钢筋,不得小于有关设计规范规定的相同等级和规格的无涂层钢筋锚固长度的1.5倍,且不小于375 mm;对受压钢筋,不得小于有关设计规范规定的相同等级和规格的无涂层钢筋锚固长度的1.0倍,且不小于250 mm。
采用机械连接时,要用经过涂装的专用套筒、螺母进行,根据专用修补材料的使用要求,将接口处受损涂层修补好。
不允许与非涂层钢筋间隔使用,防止两者间形成电连接而腐蚀。涂层钢筋和非涂层钢筋的架立筋必须采用涂层钢筋来固定。安装就位后,施工人员不宜直接在其上行走,并应避免将施工工具跌落砸坏涂层。
4.5 焊接施工
先将端头15cm涂层剔除干净,并削平钢筋的端面,使与钢筋中心线相垂直。刷净环氧涂层、污泥等,露出金属光泽。直径22mm以内采用连续闪光焊,直径25mm的Ⅱ级钢筋采用闪光—预热—闪光焊,使整个断面加热温度均匀。焊后的焊渣应剔除干净,将焊接部位及其影响区域的涂层修补好。
4.6 环氧树脂涂层的修补
(1)当任一点上的面积大于25mm2;1 m长度内有3个点以上,;环氧涂层钢筋切下并弯曲的一段上,涂层有6个以上的损伤时,不得修补、使用。
(2)混凝土浇筑前一天,应进行细致的检查以保证所有涂层破坏均已经得到良好修复。
(3)应在切断或损伤后2h内采用生产厂家提供的材料及时修补;修补前,应除尽不粘着的涂层和修补处的锈迹;当环境相对湿度大于85%时,应以电热吹风器适当加热除湿;使涂抹修补材料与已有牢固涂层搭接的范围适当,不宜使已有的牢固涂层过量增厚;修补涂层厚度180μm至300μm。
4.7 检测(表1)
5 质量控制标准
涂层钢筋的锚固长度、绑扎搭接长度、弯曲直径等的取值应按中国行业标准《环氧树脂涂层钢筋》JG3042-1997中附录D的规定执行。
施工过程中应随时检验涂层质量,严格控制环氧涂层钢筋出现过多的破损缺陷。
涂层钢筋进行剪切、冷弯时,所有接触涂层钢筋的机具接触面应有尼龙套管筒或衬垫。同一构件中,环氧涂层钢筋与无涂层钢筋不得有电连接(防雷接地钢筋应另外布置)。
焊接合格标准:接头四周有适当的墩粗和均匀的毛刺外形;表面没有明显的烧伤及裂纹;接头弯折角度不得大于4°;轴线偏移不大于钢筋直径的0.1倍,并不大于2mm。
6 结语
环氧树脂涂层钢筋的施工并不是很复杂。在本工程通过对6800吨环氧树脂涂层钢筋采用了特殊的存放、加工、安装、修补等施工技术,并不断完善施工工艺。保证了施工全过程涂层的完好连续性。
采用环氧树脂涂层钢筋,初期建设成本虽然高,但从全寿命成本效益分析,在腐蚀环境的钢筋混凝土结构,应用环氧树脂涂层钢筋技术,其经济效益和社会效益更是十分巨大。
目前,结构物的耐久性问题日益受到有关方面的重视,环氧涂层钢筋的必将得到广泛应用。
参考文献
[1] 吴雪熙,陈晓芳.沿海地区环氧涂层钢筋的施工[J].中外公路,20069(10),43～46.
[2] 张焱娜.环氧树脂钢筋在杭州湾跨海大桥的应用[J].石家庄铁道学院学报,2005(6),43～44.
[3] 建设部行业标准.环氧树脂涂层钢筋.JG3042-1997.
关键词:腐蚀环境 环氧涂层钢筋 关键工序施工 质量控制
中图分类号:TU992 文献標识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0035-02
1 前言
在恶劣腐蚀环境中,由于氯离子和水分子的渗透产生化学反应,导致钢筋腐蚀,影响其结构的耐久性,常造成结构物的破坏。而环氧涂层钢筋,由于固化的环氧树脂体系中含有稳定的苯环、醚键以及脂肪族羟基。具有极高的化学稳定性、延展性、不与酸碱反应等特性,与金属表面具有极佳的粘着性,在钢筋表面形成阻隔与水分、氧、氯化物或侵蚀性介质接触的物理屏障。
在欧美、日本和中东国家的沿海港口码头、需要融冰雪的高速公路的主要结构中已经广泛采用环氧涂层钢筋提高混凝土结构整体耐久性。我国仅在使用年限要求高的杭州湾跨海大桥、粤海铁路轮渡栈桥、烟大轮渡栈桥等工程中应用。为保证防腐效果,在保证环氧树脂涂层钢筋的自身质量同时,在运输、装卸,特别是加工过程中,最大限度地保证不碰伤、刮伤钢筋表面的环氧树脂涂层已成施工的关键。
2 工程概况
哈大客运专线某特大桥濒临渤海,地处大连市金州湾滨海平原,地下水埋深0.5～1.0m,对混凝土具有中等结晶盐类侵蚀及硫酸型酸性中等侵蚀。其中水中氯离子浓度为2120mg/L,土中氯离子浓度为2430mg/L,全桥环境作用等级L2/D3/H4/T3。设计中40～288号墩桩基、承台和墩身地表1.5m以下均采用防腐涂层钢筋。涂层钢筋总数量6800吨。施工中对环氧树脂涂层钢筋施工工艺进行系统的研究,采用了特殊的存放、加工、安装、修补等施工技术,并不断完善施工工艺。保证了环氧涂层钢筋在施工全过程保持涂层的完好连续性,把对涂层的损伤控制在最低限度。
3 环氧涂层钢筋施工工艺流程(图1)
4 关键工序施工要点
4.1 涂层钢筋的吊运与搬运
用具有抗紫外线照射性能的黑塑料布包装成捆。采用载重达到使用要求的高强度尼龙吊带为吊索。长度大于4米的钢筋采用两点吊装,长度6米以上每隔4米增设一个吊点。以水平方式搬运,最多运装5层,层中间用5cm×5cm木隔板分开。用帆布包裹运输。
4.2 涂层钢筋的贮存
采用帆布或不透光的黑色塑料布包裹贮存,并搭棚避免直接日晒雨淋。贮存期不超过3个月。堆放地面应平整牢靠,钢筋与地面、钢筋与钢筋之间应用5cm方木1米间距隔开,堆放层数不超过5层。
4.3 涂层钢筋的加工
弯曲切割的加工时,环境温度宜不低于5℃。钢筋弯曲机的心轴应套以“耐拉特龙”专用轴套,平板表面铺以布毡垫层,避免涂层与金属物的直接接触挤压;对直径d≤20 mm钢筋,涂层钢筋的弯曲直径不小于4d;对直径d>20mm钢筋,不小于6d且弯曲速率不宜大于8r/min。采用钢筋切断机或砂轮机切断涂层钢筋。在直接接触涂层钢筋的部位,垫以缓冲材料,钢筋切断处及时采用涂层修补。施工过程中更应注意,人和机械,都不应碰伤、划伤、损坏钢筋表面的环氧涂层。(图2)
4.4 涂层钢筋的连接与定位
直径小于20mm的钢筋尽量采用绑扎连接,不可避免时采用焊接连接。采用专用的包胶铝丝(由涂层钢筋生产厂家提供)绑扎。对受拉钢筋,不得小于有关设计规范规定的相同等级和规格的无涂层钢筋锚固长度的1.5倍,且不小于375 mm;对受压钢筋,不得小于有关设计规范规定的相同等级和规格的无涂层钢筋锚固长度的1.0倍,且不小于250 mm。
采用机械连接时,要用经过涂装的专用套筒、螺母进行,根据专用修补材料的使用要求,将接口处受损涂层修补好。
不允许与非涂层钢筋间隔使用,防止两者间形成电连接而腐蚀。涂层钢筋和非涂层钢筋的架立筋必须采用涂层钢筋来固定。安装就位后,施工人员不宜直接在其上行走,并应避免将施工工具跌落砸坏涂层。
4.5 焊接施工
先将端头15cm涂层剔除干净,并削平钢筋的端面,使与钢筋中心线相垂直。刷净环氧涂层、污泥等,露出金属光泽。直径22mm以内采用连续闪光焊,直径25mm的Ⅱ级钢筋采用闪光—预热—闪光焊,使整个断面加热温度均匀。焊后的焊渣应剔除干净,将焊接部位及其影响区域的涂层修补好。
4.6 环氧树脂涂层的修补
(1)当任一点上的面积大于25mm2;1 m长度内有3个点以上,;环氧涂层钢筋切下并弯曲的一段上,涂层有6个以上的损伤时,不得修补、使用。
(2)混凝土浇筑前一天,应进行细致的检查以保证所有涂层破坏均已经得到良好修复。
(3)应在切断或损伤后2h内采用生产厂家提供的材料及时修补;修补前,应除尽不粘着的涂层和修补处的锈迹;当环境相对湿度大于85%时,应以电热吹风器适当加热除湿;使涂抹修补材料与已有牢固涂层搭接的范围适当,不宜使已有的牢固涂层过量增厚;修补涂层厚度180μm至300μm。
4.7 检测(表1)
5 质量控制标准
涂层钢筋的锚固长度、绑扎搭接长度、弯曲直径等的取值应按中国行业标准《环氧树脂涂层钢筋》JG3042-1997中附录D的规定执行。
施工过程中应随时检验涂层质量,严格控制环氧涂层钢筋出现过多的破损缺陷。
涂层钢筋进行剪切、冷弯时,所有接触涂层钢筋的机具接触面应有尼龙套管筒或衬垫。同一构件中,环氧涂层钢筋与无涂层钢筋不得有电连接(防雷接地钢筋应另外布置)。
焊接合格标准:接头四周有适当的墩粗和均匀的毛刺外形;表面没有明显的烧伤及裂纹;接头弯折角度不得大于4°;轴线偏移不大于钢筋直径的0.1倍,并不大于2mm。
6 结语
环氧树脂涂层钢筋的施工并不是很复杂。在本工程通过对6800吨环氧树脂涂层钢筋采用了特殊的存放、加工、安装、修补等施工技术,并不断完善施工工艺。保证了施工全过程涂层的完好连续性。
采用环氧树脂涂层钢筋,初期建设成本虽然高,但从全寿命成本效益分析,在腐蚀环境的钢筋混凝土结构,应用环氧树脂涂层钢筋技术,其经济效益和社会效益更是十分巨大。
目前,结构物的耐久性问题日益受到有关方面的重视,环氧涂层钢筋的必将得到广泛应用。
参考文献
[1] 吴雪熙,陈晓芳.沿海地区环氧涂层钢筋的施工[J].中外公路,20069(10),43～46.
[2] 张焱娜.环氧树脂钢筋在杭州湾跨海大桥的应用[J].石家庄铁道学院学报,2005(6),43～44.
[3] 建设部行业标准.环氧树脂涂层钢筋.JG3042-1997.