混凝土梁体修补、涂装保护工艺工法

张维民

（兰合铁路有限公司，甘肃 兰州 730030）

混凝土梁体修补、涂装保护工艺工法

张维民

（兰合铁路有限公司，甘肃 兰州 730030）

钢筋混凝土梁和预应力钢筋混凝土梁在投入运营后，因建材本身质量的不足或施工质量的原因，都会相继出现多种病害。主要有：混凝土强度不足引起的梁体开裂；碱骨料反应引起的梁体顺筋开裂；钢筋锈蚀及混凝土保护层脱落、掉块等。这些病害的存在和发展，严重危及行车安全。以往整治这类病害，大多采用环氧树脂砂浆进行修补，封闭裂缝的效果不理想，最后甚至不得不采用换粱的方式来消除病害。但置换新粱不仅费用庞大，而且数年后所换新粱又会出现上述病害，因此以换新粱的方法来保证混凝土粱的行车安全应慎重。本论述根据施工经验，较为详细地介绍了施工工艺、质量控制及安全注意事项。

混凝土梁体；修补；涂装保护；工艺工法

1 概述

包兰线K805+953钢筋混凝土桥梁为1962年修建，由于梁体混凝土密实度低，钢筋保护层厚度不足，并受盐侵蚀和温度应力作用等原因，出现梁体底面混凝土裂损、剥落、露筋和腹板出现变形裂纹等病害。通过本工法对此钢筋混凝土桥梁的病害进行整治，效果良好，经济效益显著。

2 工法修补材料特点

（1）快干、不下垂，表面坚固；与混凝土结构粘接牢固、不开裂；可渗透到梁体内部，并具有良好的弯曲弹性。

（2）抗老化、耐盐雾、耐酸碱和抗化学腐蚀的性能优异。

（3）具有单向呼吸性能，可有效防止水汽及有害介质的侵入。

（4）施工简便，使用寿命长：正常使用环境下的免维修时间达20年以上。

3 适用范围

（1）适用混凝土梁及各类混凝土结构病害的修补与防护，但对遭盐侵蚀（如CL-侵蚀）混凝土的维修防护，尚应配合采用电化学保护的方法。

（2）特别适用于有动载结构的修补与防护，如桥梁、机台等受外界震动影响较大的结构。

4 施工流程和施工工艺

4.1 施工流程

施工流程以流程图表述，见图1所示。

图1 施工流程图

4.2 施工工艺

4.2.1 施工准备

搭设作业平台及脚手架；备齐施工机具及各种材料；对施工人员进行技术交底及培训。

4.2.2 裂缝注胶

对大于0.3mm的裂缝灌注R-11 AB型灌浆树脂，裂缝注胶应在使用高压水枪清理梁体表面前进行，以防止梁体混凝土裂缝内积水，影响注胶质量。现场灌注AB型灌浆树脂填充梁体裂缝的具体操作过程如下：

（1）清理裂缝：清除裂缝表面的灰尘、油污及松动部分。

（2）观察裂缝走向、确定注入口：用裂缝放大镜仔细观察裂缝宽度，以便选定灌浆注入口的位置。注入口位置应尽量设置在裂缝较宽、开口较通畅的部位。注入口间的距离一般为20～30 cm。选定注入口后，可用小片胶带纸暂时封盖注入口。

（3）用封缝胶封闭裂缝：在一干净的小容器中，将“J-1快干型封缝胶”按A∶B=100∶1～4的比例，搅拌均匀后立即使用。封闭裂缝时，应根据裂缝表面的形状，沿裂缝仔细刮涂1～2道，刮严刮实，确保把胶带纸间的裂缝封死。鉴于封缝胶的固化速度受环境温度的影响较大，温度高时固化较快，故为保证操作的顺利进行，在夏季配制封逢胶时应适当减少B组分的比例。

（4）固定注胶座：揭去注入口上暂时封盖的小片胶带纸，用封缝胶将注胶座粘于选定的注入口上。

（5）用AB型灌浆树脂对裂缝注胶：在注胶座粘于选定的注入口上1 h后，即可用另一干净的小容器按4∶1的比例分别加入灌浆树脂的AB组份并进行搅拌（注意：一次搅拌量不要太大，应确保在40 min可操作时间内将配制好的料用完）；然后，将搅拌均匀的AB树脂装入灌浆器，通过软管与灌浆座连接，开始对裂缝进行压浆充填。因裂缝空间总容积有限，故压浆压力不可太大，起始压力以不小于60 kPa为宜。在灌注过程中，如树脂注入速度降低，基本不再进胶，灌浆即告完成。此时可拆除灌浆器软管，用堵头将灌浆座堵死，以防树脂外溢。4 h树脂固化后便可敲掉底座及堵头，清理表面封缝胶，整个裂缝注胶工艺即告完成。

4.2.3 梁体修补

（1）确定被修补范围的边缘，用混凝土切割机具沿修补边缘切出不浅于6mm的切痕。

（2）用钢丝刷、角磨机、钻子、小撬棍及风镐一类的工具，彻底清理梁体表面，清除所有松块、碳化层、油污、油渍等杂质及污垢（清除深度应≥6mm）,仔细除去露筋上的锈迹（安全系数不足时应添筋帮焊补强），并用高压水清洗，确保露出坚实、清洁的砼结构基面。

（3）对梁体裂损、掉块及露筋处，以P-31聚合物改性水泥基修补砂浆进行修补，其具体操作步骤如下：

①表面准备：以净水淋湿已清理好、待修补的结构混凝土表面，使其吸水饱和（但不至于流淌）。

②备料：将水按比例倒入合适的搅拌容器，用人工边搅拌边加入粉剂直至水、粉充分混合，然后用低速电动搅拌器（Vmax≤500 r/min）搅拌3 min（避免引入空气）即可。

③施工：

Ⅰ.方法

可用机械湿喷，也可用泥瓦工工具摊抹。

Ⅱ.用量及涂层厚度

ⅰ.用量

1L新鲜砂浆：粉剂用量1.85～1.95 kg。

ⅱ.涂层厚度

最小5 mm；最大30 mm（超过30 mm必须分层施工）。

Ⅲ.施工温度限制

最高30℃，最低5℃。

Ⅳ.水灰比

水∶粉剂=1∶7.3～8.1（重量比）——即每25 kg粉剂配水约3.25 L。

Ⅴ.操作时间

当气温为23℃时，约40～50min。

Ⅵ.工具清洗

施工和拌合工具在使用后应立即用水清洗。固化后的材料只能用器械清除。

4.2.4 增设滴水檐

为防止桥梁泄水孔流出的大气降水及客车生活用水顺梁体外表面间隙渗入梁体内给桥梁带来危害，特采用挤压树脂型材增设滴水檐。安装树脂型材滴水檐的具体操作过程如下：

（1）涂胶：在滴水檐外侧涂一薄层YJ结构锚固胶。

（2）粘接：将涂好胶的每根4 m长的模压树脂滴水檐，对准安装位置贴紧。

（3）固定：

①在对好位的滴水檐上每隔1m用吊钩或抬杠临时支顶滴水檐。

②用小电钻（或冲击钻）按1 m间距（与临时支顶处略错位）在模压滴水檐及其后的粱体上钻Φ6mm浅孔。

③用Φ4 mm塑料膨胀螺栓插入小孔将模压滴水檐固定在粱体上。

④待YJ锚固胶凝结后将临时支顶物拆除。

4.2.5 梁体清理

用角磨机打磨修补及注浆处梁体表面，并用高压水清洗。

4.2.6 梁体涂装

为防止梁体老化、提高梁体的耐盐雾、抗酸碱和化学腐蚀的能力，防止内埋钢筋的锈蚀，不断排除粱体混凝土毛细孔中各种聚集态水分，以减缓甚至终止碱骨料反应的继续进行，达到限制现有裂缝的发展，延长梁体使用寿命的目的，对梁体外露表面必须进行认真涂装。

粱体涂装通常分两个步骤：

（1）以阻锈为主的局部涂装：对保护层过薄及有裂损、锈迹和梁体修补过的地方，涂刷强力渗透型混凝土保护剂。涂刷的方法为：用喷枪、刷子、滚筒等工具在清理好的、需加涂P-41渗透型阻锈剂的粱体部分表面上均匀涂刷（通常涂一遍即可满足要求）。涂刷又分为：

①平面施工：将该产品涂刷在平面上并使涂刷部位保持2～3min的湿润，然后刷除表面多余液体。

②立面施工：用刷由上至下涂刷该保护剂，使液体向下流淌15～20 cm，然后立即横向涂刷表面积存的保护剂。

（2）以封闭补强为主的整体涂装：对粱体外露表面，使用P-32混凝土防护底涂料进行涂装（在保护层过薄及开裂处，须粘贴玻璃丝束增强网），并待底料施工48 h后，在其表面涂刷TCM P33混凝土防护面涂料。涂装的具体操作过程如下：

①底涂料配制：正常条件下，当两个组份按比例完全混合后，呈粘稠奶油状。在干净的容器内将粉料加入到液体中，用低速搅拌器混合。

②底涂料涂装：当基面潮湿但无明水时，施工第一层涂料，用刷子、滚筒或海绵确保灰浆与基面完全粘接。在20℃时，等第一层固化至少4～8 h，然后施工剩余涂层。大面积施工P-32混凝土防护底涂料时，用合适的螺旋搅拌器及泵喷涂。裂缝、墙与地板交接等部位在使用过程中很可能会产生位移，建议多刷一道涂料。

③铺装增强网：将玻璃丝束增强网粘铺在刚刚涂抹的第一层底料上，用抹刀平压玻璃丝束增强网，使其完全侵没于涂层中，再用抹刀将从玻璃丝束增强网中渗出的底涂料抹平、压光。第一层刮涂至少4～8 h后方可进行第二层的刮涂。在梁体转角处应特别注意，底料一定要完全覆盖玻璃丝束增强网，不能出现漏网现象。

④TCM P33混凝土防护面涂料的涂装：底涂材料和玻璃丝束增强网施工完成至少4～8 h后，用无气喷枪（滚刷亦可）在底涂层上喷涂面涂料。P-33混凝土防护面涂料根据需要可涂覆1～2道，涂刷前应将P-33混凝土防护面涂料充分搅拌均匀，涂刷应沿同一方向进行。涂刷时基层表面必须坚固、清洁和干燥，不得有结冰或结霜的现象。

5 参考定额

（1）表面清洗：0.1工日/m2。

（2）表面凿毛、清洗：0.2工日/m2。

（3）TCM P31聚合物改性水泥基修补砂浆修补；8工日/m3。

（4）涂刷TCM P-41MCI：0.1工日/m2。

（5）增设滴水檐：0.07工日/m。

（6）表面涂装：

①刮涂P-32混凝土防护底涂料：0.1工日/m2。

②安装玻璃丝束增强网：0.05工日/m2。

③涂刷P-33混凝土防护面涂料；0.05工日/m2。

6 需用机具

小型空压机、发电机、风镐、短撬棍、钢钎、手锤、角磨机（配角磨碗）、钢丝刷、毛刷、高压水枪、砂布、瓦工工具、小板刷、滚刷、灌浆嘴、注浆器、拌料桶（直径80 cm半截汽油桶即可）、搅拌头、小型衡器和各型量杯等。

7 质量控制和质量标准

7.1 质量控制措施

（1）混凝土打磨时，必须打磨到露出新鲜混凝土表面。

（2）如果混凝土有露筋处，钢筋必须除锈。

（3）各种材料的配比应该严格按照说明书的配比，不得随意调整。

（4）P-32混凝土防护底涂料必须完全覆盖玻璃丝束网，不能出现漏网的地方。

（5）滴水檐必须与混凝土完全粘接，不能与混凝土之间有空隙。

7.2 质量标准

（1）涂层厚度应符合要求。

（2）涂料涂层无剥落、咬底、漏涂和分层等缺陷。涂层应均匀平整、丰满有光泽，允许有不影响防护性能的轻微桔皮、流挂、起皱和少量颗粒杂质。

（3）腻缝密实平整、不裂不脱落。

8 安全措施

除严格遵守国家、铁道部制定的各种安全技术规程外，还应注意下列事项：

（1）施工现场设置专职安全员，负责监督各项安全规程和制度的执行情况，对施工人员作好安全技术交底，建立安全责任制。

（2）施工机具必须按有关工艺规程操作。

（3）高空作业时，脚手架、工作平台及支撑要牢固，每工班派专人检查监督。

（4）注意安全用电，发生故障时应由电工处理。

（5）材料的种类较多，应设库房专人保管。

9 结束语

采用本工法对粱体进行修补、涂装，其经济效益和社会效益都十分显著：通常治理一孔全长32.6 m的预应力钢筋砼粱，其材料费约为3～5万元。而购买一孔32.6 m的预应力钢筋砼粱，至少也得20万以上。至于运粱费、架桥机租用费、换粱有关费用，以及因换粱要点而调整列车运行图带来的经济损失等就更大了。简单地说，用本工法整治粱体病害，大约只需购粱费用的1/10～1/8，就能达到相当于换一孔新粱的功效。

［1］ TZ 210-2005，铁路混凝土工程施工技术指南［S］.北京：中国铁道出版社，2005.

［2］ 王坤.碳纤维加固混凝土结构用粘结材料的研究［D］.北京工业大学，2003.

［3］ 唐先习.混凝土桥梁合理耐用结构构造的研究［D］.长安大学，2010.

［4］ 刘军顺.大体积混凝土抗裂缝施工技法浅谈［J］.甘肃科技纵横，2010（03）.

［5］ 张学栋.公路桥梁耐久性设计研究［J］.科技创新与应用，2014（15）.

TU375.1

：A

DOI 10.3969/j.issn.1672-6375.2016.12.018

2016-8-3

张维民（1971-），男，汉族，甘肃临洮人，大学本科，工程师，主要从事铁路桥梁维修工作。