聚丙烯纖維噴射混凝土加固橋梁施工技術(shù)應用

【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, 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】U445.7+2 【文獻標識碼】A

【文章編號】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橋梁進行加固。其中聚丙烯從單體C3H6而得，是一種高分子碳氫化合物，它的化學穩(wěn)定性好，和大多數(shù)化學物質(zhì)不發(fā)生作用，表面疏水性，不會被水泥漿浸濕。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)外的大量實踐表明，噴射混凝土用于礦山、井巷與地下工程的支護襯砌、基坑支護、建筑結(jié)構(gòu)的補強加固及復雜薄壁結(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混凝土，從而得到加強或保護。

　　施工機具包括干式雙罐式混凝土噴射機或轉(zhuǎn)盤式混凝土噴射機、噴槍、混凝土攪拌機、上料裝置(皮帶機)、壓縮空氣機、氣罐、貯水容器及各種輸送膠管等施工中濕噴混凝土機械采用了濕噴機，濕噴是用噴射機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)場實踐，該濕噴機基本能滿足工程使用要求機器有關(guān)測試文件中的技術(shù)指標。

2 聚丙烯纖維噴射混凝土加固橋梁施工技術(shù)試驗

　　我們以加固上承式鋼筋混凝土拱橋為例，一般要做以下各項工作。

　　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（ 或側(cè)面）的鋼筋網(wǎng)，從下往上看（ 水平面）如圖1。掛在梁底（ 或拱底）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。

　?、诰W(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（ 或石）表面浮動顆粒或污垢，同時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。現(xiàn)以某工程為例，進行原材料和配合比的選擇如下。水泥：工程中采用42.5 級“ 哈爾濱牌”普通硅酸鹽水泥。砂子：采用本地松花江中粗砂，細度模數(shù)3.1。石子：采用5～10mm 連續(xù)級配的花崗巖碎石。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)插試驗的主選品種迸行試驗。摻量為水泥重量的3%~5%，標準要求與水泥凈漿試驗初凝時間不超過5min，終凝時間不超過l0min，并與水泥要有很好的相容性，且28d 強度保存率不小于70%。我們將兩種材料分別迸行了與水泥的相容性和凝結(jié)時間試驗，結(jié)果見表1。防水劑和減水劑：施工前對膨脹劑和減水劑迸行了對比試驗，采用本研究實驗的C30配合比。纖維：聚丙烯纖維。

　　試驗結(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、混凝土強度損失小等優(yōu)點。

　　②噴射纖維混凝土的工藝。機械設備。機械設備及風、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。

　　良好的養(yǎng)護，對于水泥含量高、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)對于養(yǎng)護是最關(guān)鍵的時期，此后混凝土已取得足夠的抗拉強度來抵制收縮應變。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 后應噴水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間一般地下工程不少于7d，地面工程不少于14d。當?shù)叵鹿こ虄?nèi)相對濕度大于85%時，也可采用自然養(yǎng)護。

　　冬季施工時，噴射混凝土作業(yè)區(qū)的氣溫不應低于±5℃，拌和料進入噴射機時的溫度不能低于+5℃，集料可在配料時加熱，而溫水則用于拌和時或在噴嘴處加入。噴嘴處和拌和時的水溫應在10～20℃之間。水溫高于20℃會造成水泥的預水化。噴射混凝土受凍前必須具有足夠的強度。規(guī)范規(guī)定，普通硅酸鹽水泥配制的噴射混凝土低于設計強度的30%，用礦渣水泥配制的噴射混凝土低于設計強度的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，增強抗裂性，提高抵抗裂縫能力。高彈模纖維增強混凝土的抗拉強度明顯，增強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。

　　第三，噴射混凝土具有密實度高、強度大、粘結(jié)力強，耐久性、抗凍、抗?jié)B性好，可節(jié)省混凝土，同時施工工藝簡便，不用或少用模板，節(jié)省大量模板材料，省去支模工序，將水平垂直運輸和澆灌振搗等工序合二為一，快速高效，降低成本（約30%），值得推廣。