混凝土結(jié)構(gòu)耐久性修補(bǔ)及防護(hù)技術(shù)

1、會(huì)計(jì)學(xué)1混凝土結(jié)構(gòu)耐久性修補(bǔ)及防護(hù)技術(shù)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性修補(bǔ)及防護(hù)技術(shù)第1頁(yè)/共36頁(yè)青藏鐵路概況第2頁(yè)/共36頁(yè) 根據(jù)部領(lǐng)導(dǎo)的指示，青藏總指相關(guān)單位從2005年11月到12月共調(diào)查了4442片后張梁的裂紋情況。從統(tǒng)計(jì)分析的情況看，后張梁沿預(yù)應(yīng)力管道裂紋呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：v裂紋梁的比例隨時(shí)間延伸在增長(zhǎng)。各年度生產(chǎn)梁的總比例為53.6%，其中，2002年生產(chǎn)的梁71.9%，2003年59.3%，2004年52.4%，2005年18.2%；v多數(shù)裂紋出現(xiàn)在梁體腹板沿預(yù)應(yīng)力管道位置。v梁的外側(cè)比內(nèi)側(cè)裂紋要多。v受陽(yáng)面和背陰面的裂紋嚴(yán)重程度不同，受陽(yáng)面更為嚴(yán)重。v迎風(fēng)面的裂紋較多一些。 青藏鐵路中混凝土耐久

2、性修補(bǔ)及防護(hù)青藏鐵路概況第3頁(yè)/共36頁(yè) 從梁體受力分析看，專家們比較一致看法是該裂紋對(duì)承載力不構(gòu)成短期危害，但對(duì)長(zhǎng)期耐久性（壽命）有較大影響。其表現(xiàn)是：裂紋加速混凝土中性化進(jìn)程和鋼筋銹蝕 由于青藏線相對(duì)濕度較低（50%以下），而混凝土碳化正好在此條件下發(fā)生。由于開(kāi)裂則波紋管及鋼筋可能首先受到銹蝕危害。一旦鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋發(fā)生銹蝕，則梁體壽命就會(huì)急劇降低。 裂紋可能引發(fā)二次凍脹 由于裂紋的存在，一旦發(fā)生外界雨水滲入聚結(jié)，當(dāng)氣候溫度低于零度以下時(shí)可能引發(fā)后期沿裂紋的凍脹破壞。裂紋可能降低梁體剛度疲勞強(qiáng)度 當(dāng)橋梁處于營(yíng)運(yùn)期，由于裂紋存在，大量列車荷重作用下梁體剛度和疲勞應(yīng)力降低。加上大溫差、正負(fù)溫交

3、變作用、干縮等長(zhǎng)期使裂紋進(jìn)一步發(fā)展，進(jìn)而使梁體剛度和強(qiáng)度降低，影響行車安全。 青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)裂縫修補(bǔ)的必要性第4頁(yè)/共36頁(yè) 根據(jù)鐵道部建設(shè)管理司“建技200486號(hào)文件”精神，青藏總指和部科技司于2005年1月7日在北京召集了有關(guān)專家就落實(shí)該文件內(nèi)容召開(kāi)了專門(mén)討論會(huì)，會(huì)議提出要將“適用于青藏高原高寒、大溫差、強(qiáng)輻射、干燥、大風(fēng)沙惡劣環(huán)境的混凝土裂紋修補(bǔ)材料及修補(bǔ)技術(shù)”作為下一階段的重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目。 基本確定了主要修補(bǔ)工藝方法：裂紋注漿+表面涂層封閉的主導(dǎo)思想。如何確保上述修補(bǔ)材料及修補(bǔ)工藝方法能滿足青藏鐵路惡劣氣候條件，則是本項(xiàng)研究的重中之重。其研究試驗(yàn)成果要達(dá)到如下目的

4、： 滿足青藏鐵路惡劣氣候條件的修補(bǔ)材料；良好的施工性，適合現(xiàn)場(chǎng)條件下施工，容易保證施工質(zhì)量；良好的水密性，有效降低混凝土碳化及鋼筋銹蝕；適中的價(jià)格，能得到大面積推廣。青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)立項(xiàng)背景第5頁(yè)/共36頁(yè)4.1 研究?jī)?nèi)容v試驗(yàn)研究適應(yīng)青藏線環(huán)境的注漿材料和工藝；v試驗(yàn)研究適應(yīng)青藏線環(huán)境的預(yù)應(yīng)力混凝土梁保護(hù)涂裝材料和工藝；v通過(guò)青藏線不同地區(qū)橋梁的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工和考核進(jìn)行不同涂裝材料和工藝的選擇研究；v制定修補(bǔ)工藝、涂裝工藝及驗(yàn)收技術(shù)條件。4.2 關(guān)鍵技術(shù)v注漿材料的延性、耐低溫性及與混凝土的粘結(jié)性能等；v防護(hù)涂料的延性、耐低溫性、耐紫外線輻射性等；v注漿及涂裝材料的施工性能。

5、青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)第6頁(yè)/共36頁(yè)4.3 要達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)注漿材料達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)v延性80%，按GB/T 2568-1995標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；v可灌性0 .05mm；v可操作時(shí)間1h；v粘結(jié)強(qiáng)度3.0Mpa，按GB/T 521085標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；v低溫柔性按JC 500-92標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，篩選綜合性能最好的注漿料；v耐溫變性按JG/T 26-2002標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，其中低溫由-26降低到-45，循環(huán)次數(shù)由5次提高到10次。青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)第7頁(yè)/共36頁(yè)4.3 要達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)涂裝材料達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)v使用壽命不低于10年，耐紫外老化12000h后，保

6、光率不低于70%，按GB/T 14522中的熒光紫外線試驗(yàn)進(jìn)行；v附著力3.0Mpa，按GB/T 5210標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；v斷裂延伸率100%，按TB/T 2965-1999標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；v低溫柔性在-45條件下進(jìn)行，按GB/T 173193標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；v耐溫變性按JG/T 26-2002標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，其中低溫由-26降低到-45，循環(huán)次數(shù)由5次提高到10次。 青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)第8頁(yè)/共36頁(yè)青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)部分注漿膠的試驗(yàn)情況第9頁(yè)/共36頁(yè)青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)部分注漿膠的試驗(yàn)情況第10頁(yè)/共36頁(yè)020005000100000204060801

7、00光澤保持率（%）人工加速老化時(shí)間（h） 柔性氟碳涂料 氟碳涂料A 氟碳涂料B 氟碳涂料C 丙烯酸聚氨酯涂料 醇酸涂料青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)部分涂料的試驗(yàn)情況第11頁(yè)/共36頁(yè)青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)部分涂料的試驗(yàn)情況第12頁(yè)/共36頁(yè)青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)部分涂料的試驗(yàn)情況第13頁(yè)/共36頁(yè)青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)部分涂料的試驗(yàn)情況第14頁(yè)/共36頁(yè)青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)部分涂料的試驗(yàn)情況第15頁(yè)/共36頁(yè)青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)混凝土梁修補(bǔ)前的裂縫情況第16頁(yè)/共36頁(yè)青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)混凝土梁修補(bǔ)前的裂縫情況第17頁(yè)/

8、共36頁(yè)青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)混凝土梁修補(bǔ)前的裂縫情況第18頁(yè)/共36頁(yè)青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)混凝土梁修補(bǔ)前的裂縫情況第19頁(yè)/共36頁(yè) 根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合青藏鐵路混凝土構(gòu)件的裂縫情況及青藏鐵路所處地區(qū)自然環(huán)境惡劣的實(shí)際情況，確定采用的防治方案如下： 對(duì)于0.05mm以上的裂縫采用硬度低、柔性好的新型改性環(huán)氧注漿料進(jìn)行注漿密封處理，為了保證裂縫內(nèi)漿液飽滿，在采用壓力注漿的同時(shí)，均采用增壓自動(dòng)注漿器保壓注漿，保壓時(shí)間1小時(shí)，以保證梁的整體性和裂縫部位的密封性； 對(duì)于0.1mm以下且長(zhǎng)度小于1m的小裂縫可采用水性環(huán)氧多次刷涂，讓漿液靠毛細(xì)作用滲入裂縫中，以保證對(duì)裂縫的封閉；

9、 其余部位均先用水性環(huán)氧封閉底漆進(jìn)行封閉處理，然后再在表面噴涂斷裂伸長(zhǎng)率大于100%的JHRF柔性氟碳涂料，以保證混凝土梁的抗侵蝕能力，并保證混凝土梁的美觀和抗紫外老化性能。 青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)修補(bǔ)方案第20頁(yè)/共36頁(yè)青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)混凝土梁的修補(bǔ)工藝第21頁(yè)/共36頁(yè)青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)混凝土梁的修補(bǔ)工藝第22頁(yè)/共36頁(yè)青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)混凝土梁的修補(bǔ)工藝第23頁(yè)/共36頁(yè) 我們嚴(yán)格按照注漿和涂裝作業(yè)程序在各試驗(yàn)梁進(jìn)行了灌漿和涂裝作業(yè)。從這次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果看： 用柔性環(huán)氧灌縫料增壓自動(dòng)注漿，裂縫的注漿效果達(dá)到預(yù)期目的，注漿料的滲透性良

10、好。其取芯結(jié)果如圖所示。 青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)混凝土梁的修補(bǔ)工藝第24頁(yè)/共36頁(yè)青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)修補(bǔ)后的實(shí)際效果第25頁(yè)/共36頁(yè)青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)修補(bǔ)后的實(shí)際效果第26頁(yè)/共36頁(yè)青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)修補(bǔ)后的實(shí)際效果第27頁(yè)/共36頁(yè)青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)修補(bǔ)后的實(shí)際效果第28頁(yè)/共36頁(yè)v采用柔性注漿材料注漿后，可以有效地封閉裂縫、防止有害介質(zhì)的侵入，防止混凝土的進(jìn)一步劣化及混凝土中鋼筋的銹蝕，將開(kāi)裂的混凝土膠結(jié)合在一起，恢復(fù)混凝土的整體性，防止混凝土的二次凍脹； v由于注漿材料具有100%左右的斷裂伸長(zhǎng)率，可以有效地防止由

11、于列車的荷載作用引起的裂縫擴(kuò)展，防止混凝土的二次開(kāi)裂，提高混凝土的耐久性； v采用水性環(huán)氧和JHRF柔性氟碳的涂裝體系進(jìn)行表面涂裝后，水性環(huán)氧底漆可以有效地封閉0.1mm以下注漿材料無(wú)法注入的細(xì)裂縫和混凝土表面的毛細(xì)孔，JHRF柔性氟碳涂料則可以有效地防止空氣、水份及其它有害介質(zhì)的侵入而導(dǎo)致混凝土劣化及鋼筋的銹蝕；青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)試驗(yàn)研究結(jié)論第29頁(yè)/共36頁(yè)vJHRF柔性氟碳涂料的斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到160%，低溫柔性可達(dá)45，因此當(dāng)混凝土梁出現(xiàn)新的裂縫時(shí)，仍可以保證涂裝體系的完整性，防止有害介質(zhì)的侵入，從而提高混凝土的耐久性； vJHRF柔性氟碳涂料具有優(yōu)異的耐紫外老化性能， 1

12、2000小時(shí)耐紫外老化試驗(yàn)后涂層保光率大于70%，這可以有效地保證該涂裝體系在青藏線的強(qiáng)紫外環(huán)境中耐老化性能達(dá)到20年以上； 青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)試驗(yàn)研究結(jié)論第30頁(yè)/共36頁(yè) 結(jié)束語(yǔ) 柔性注漿膠、柔性氟碳涂料等相關(guān)材料均已在青藏鐵路應(yīng)用4年，目前涂料外觀及光澤無(wú)明顯變化，使用效果良好。第31頁(yè)/共36頁(yè) 從梁體受力分析看，專家們比較一致看法是該裂紋對(duì)承載力不構(gòu)成短期危害，但對(duì)長(zhǎng)期耐久性（壽命）有較大影響。其表現(xiàn)是：裂紋加速混凝土中性化進(jìn)程和鋼筋銹蝕 由于青藏線相對(duì)濕度較低（50%以下），而混凝土碳化正好在此條件下發(fā)生。由于開(kāi)裂則波紋管及鋼筋可能首先受到銹蝕危害。一旦鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋發(fā)生銹蝕，則梁體壽命就會(huì)急劇降低。 裂紋可能引發(fā)二次凍脹 由于裂紋的存在，一旦發(fā)生外界雨水滲入聚結(jié)，當(dāng)氣候溫度低于零度以下時(shí)可能引發(fā)后期沿裂紋的凍脹破壞。裂紋可能降低梁體剛度疲勞強(qiáng)度 當(dāng)橋梁處于營(yíng)運(yùn)期，由于裂紋存在，大量列車荷重作用下梁體剛度和疲勞應(yīng)力降低。加上大溫差、正負(fù)溫交變作用、干縮等長(zhǎng)期使裂紋進(jìn)一步發(fā)展，進(jìn)而使梁體剛度和強(qiáng)度降低，影響行車安全。 青藏鐵路中混凝土耐久性修補(bǔ)及防護(hù)裂縫修補(bǔ)的必要性第32頁(yè)/共36頁(yè)02000500010000020