古建筑改造修復(fù)干法噴射混凝土的應(yīng)用
哈爾濱道外區(qū)某古建筑修復(fù)改造時(shí),通過(guò)對(duì)各種混凝土施工方案的選擇,最終選用噴射混凝土對(duì)原有墻體進(jìn)行修復(fù),原因是:噴射混凝土工藝簡(jiǎn)單,施工機(jī)動(dòng)、靈活、高速、高效,受工作空間限制較小,可通過(guò)輸料軟管在高空或狹小工作區(qū)間,向任意方向施工噴射,而且對(duì)混凝土、磚墻面有較強(qiáng)的粘結(jié)力,能夠保證結(jié)構(gòu)整體剛度,簡(jiǎn)化工序,不用模板或只用單面模板,節(jié)約大量模板材料,省去支模、澆筑和拆模工序,使混凝土輸送、澆筑和搗實(shí)合為一道工序,如果在拌合料中加入速凝劑,使水泥漿在10min內(nèi)終凝,2h 具有強(qiáng)度,可以大大縮短工期,加快施工速度,同時(shí),噴射混凝土密度高,強(qiáng)度和抗?jié)B性較好,可以節(jié)約混凝土。下面就施工方法進(jìn)行簡(jiǎn)述。
1、噴射混凝土材料的選用。1)水泥。噴射混凝土選用42.5KPa普通硅酸鹽水泥;2)粗骨料。噴射混凝土的粗骨料粒徑I不大于15mm的碎石;3)細(xì)骨料選用中砂;4)拌合水。噴射混凝土用水為自來(lái)水;5)外加劑。噴射混凝土用的外加劑,有速凝劑,減水劑和早強(qiáng)劑等。摻加速凝劑時(shí),需進(jìn)行相容性試驗(yàn),速凝劑的摻量一般為水泥重量的2.5%~6.0%,速凝劑的準(zhǔn)確摻量應(yīng)通過(guò)相容性試驗(yàn)來(lái)確定。
2、噴射混凝土使用的機(jī)具設(shè)備。噴射混凝土常用的機(jī)具設(shè)備有空氣壓縮機(jī)、混凝土噴射機(jī)、攪拌機(jī)、磅秤、手推車及其他輔助工具,一般,噴射混凝土宜現(xiàn)場(chǎng)攪拌。使用機(jī)具設(shè)備數(shù)量視現(xiàn)場(chǎng)情況及施工面積和工期要求合理配置。
3、噴射混凝土施工方法。
1)工藝流程: 待噴面處理事→植筋→埋設(shè)噴厚標(biāo)志→攪拌→噴射→養(yǎng)護(hù)
2)操作方法:
?。?)待噴面處理。待噴面的處理是結(jié)構(gòu)構(gòu)件修復(fù)的關(guān)鍵工序,待噴面的處理包括結(jié)構(gòu)裂縫??籽ǖ奶幚?,結(jié)構(gòu)表面的處理和受損傷構(gòu)造的處理等。①結(jié)構(gòu)待噴面為混凝土?xí)r,應(yīng)將混凝土表面鑿毛,除去污物,澆水充分潤(rùn)濕,如有裂縫,應(yīng)用壓力灌環(huán)氧漿進(jìn)行處理;如有受損傷混凝土,應(yīng)將損傷混凝土鏟除至堅(jiān)實(shí)的結(jié)構(gòu)層為止,如果鏟除得不徹底,會(huì)造成“夾餡”,影響噴射層的粘結(jié)及新舊結(jié)構(gòu)層的共同受力;②結(jié)構(gòu)侍噴面為磚墻時(shí),應(yīng)將裝飾層拆除,除去粉塵及污物,提前一天進(jìn)行澆水濕潤(rùn),使磚墻充分潤(rùn)濕,如有裂逢,應(yīng)用環(huán)氧水泥漿灌縫修補(bǔ);如有受損磚墻,應(yīng)將松動(dòng)的磚剔除,用新磚把孔洞砌死;③結(jié)構(gòu)待噴面為鋼結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)打磨除銹。
?。?)補(bǔ)配鋼筋?;鶎犹幚硗戤吅?,根據(jù)設(shè)計(jì)在噴射層內(nèi)按要求綁扎鋼筋。
?。?)埋設(shè)噴射層厚度標(biāo)志。一次噴射厚度不應(yīng)小于骨料粒徑的2倍,以減少回彈率,向上噴射時(shí)為50~70mm,水平噴射時(shí)為70~100mm,向下噴射時(shí)為100~150mm。在噴射前先埋設(shè)噴層厚度的標(biāo)志,采用預(yù)埋厚度控制筋的方法,即3m埋設(shè)一根厚度控制筋,焊在鋼筋網(wǎng)上。
?。?)攪拌噴射混凝土
混合料的配合比由實(shí)驗(yàn)室確定?,F(xiàn)場(chǎng)采用兩臺(tái)500KL強(qiáng)制式攪拌機(jī),混合料攪拌時(shí)間為2分鐘。
(5)混凝土的噴射操作。①噴射分段分片依次進(jìn)行,噴射作業(yè)時(shí),自下而上進(jìn)行,噴射作業(yè)區(qū)段的寬度依具體條件而定,一般為1.5~2.0m;②當(dāng)設(shè)計(jì)厚度大于一次噴射厚度時(shí),應(yīng)分層進(jìn)行噴射,兩次噴射的最小時(shí)間間隔,在常溫(15~20℃)條件下,摻速凝劑為15~20min。當(dāng)間隔時(shí)間超過(guò)2h,復(fù)噴前應(yīng)先噴水濕潤(rùn);③噴嘴與受噴面的距離和夾角,應(yīng)隨著風(fēng)壓的波動(dòng)而不斷的調(diào)整,一般情況下,噴嘴與受噴面的距離宜在1m 左右,距離過(guò)大過(guò)小都會(huì)增加回彈量,噴嘴與受噴面的垂線成10~15度夾角,噴射效果較好,噴嘴與受噴面相垂直,回彈最小,噴射密度最大。噴嘴可沿螺旋形軌跡運(yùn)動(dòng),螺旋的直徑以300mm 為宜,使料束以一輪壓半圈作橫向運(yùn)動(dòng);④噴射操作。a)工作風(fēng)壓。不同類型的噴射機(jī)有不同的工作風(fēng)壓,而且它還與噴射方向,拌合料輸送距離,混凝上配合比,含水量等有關(guān)。適宜的工作風(fēng)壓,可減少回彈量,增加一次噴射厚度,并保證噴射的質(zhì)量。噴射機(jī)的工作風(fēng)壓,一般需保證噴嘴處有0.1MPa 左右的壓力;b)噴嘴處的水壓必須大于風(fēng)壓,而且壓力應(yīng)穩(wěn)定,水壓一般比風(fēng)壓大0.1Mk 左右為宜,可采用向水箱中通高壓壓縮空氣,以獲得穩(wěn)定的壓力水;c)對(duì)不同的噴射機(jī),要嚴(yán)格按規(guī)定的操作方法進(jìn)行操作,否則容易發(fā)生堵管,反風(fēng)等現(xiàn)象。噴射機(jī)的開、停順序?yàn)椋洪_動(dòng)時(shí),先開風(fēng)后給水,最后通電供料;停止時(shí),先停止供料,待料罐中的存料噴完后再停電,最后關(guān)水停風(fēng)。同時(shí),要根據(jù)輸送距離的變化,隨時(shí)調(diào)整風(fēng)壓;d)噴嘴的操作,噴射開始時(shí)先給水再送料,結(jié)束時(shí),先停風(fēng)后停水。在噴射時(shí),要隨時(shí)觀察噴層表面,回彈和粉塵等情況,及時(shí)調(diào)整水灰比,當(dāng)噴嘴不出料時(shí),應(yīng)將噴嘴對(duì)準(zhǔn)前下方,避開人員,
處理堵管時(shí)的工作風(fēng)壓不得超過(guò)0.4MPa;e)噴射混凝土的回彈率一般不應(yīng)超過(guò)25%;f)鋼筋網(wǎng)噴射混凝土作業(yè)開始噴射時(shí),應(yīng)減小噴頭至受噴面的距離,并調(diào)節(jié)噴射角度,以保證鋼筋與壁面之間的密實(shí)性,噴射中如有脫落的混凝上被鋼筋網(wǎng)架住應(yīng)及時(shí)清除;g.鋼架噴射混凝土噴射順序?yàn)橄葒娚滗摷芘c壁面之間的混凝土,后噴射鋼架之間的混凝土,鋼架與壁面之間的間隙必須用噴射混凝土充填密實(shí)。
?。?)噴射混凝土的養(yǎng)護(hù)。①噴射混凝土終凝后即開始灑水養(yǎng)護(hù),以后的灑水養(yǎng)護(hù)應(yīng)以保持表面濕潤(rùn)為度。養(yǎng)護(hù)時(shí)間和噴水次數(shù),取決于水泥品種和空氣濕度,在任何情況下,養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d,對(duì)于噴射薄層混凝土,尤其對(duì)于磚砌體的噴射混凝土修復(fù)層,噴射施工完畢后,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)是非常重要的。②氣溫低于+5℃時(shí),不得噴水養(yǎng)護(hù),需用養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。
4、噴射混凝土質(zhì)量要求。1)混合料在進(jìn)入噴嘴與水混合之前,其含水率應(yīng)控制在2%~5%;2)噴射過(guò)程中,要及時(shí)檢查噴射的混凝上表面,檢查是否有松動(dòng)。開裂、下墜?;频痊F(xiàn)象,如有發(fā)生應(yīng)及時(shí)消除重噴;3)當(dāng)噴射混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后,用錘擊聽聲方法進(jìn)行檢查,對(duì)空鼓。脫殼處應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理;4)噴射混凝土過(guò)程中,要及時(shí)測(cè)定回彈和混凝土實(shí)際配合比,以指導(dǎo)施工;5)受噴面為墻或柱時(shí),應(yīng)注意陰陽(yáng)角的方正。有基礎(chǔ)大放腳時(shí),要嚴(yán)格控制噴射順序,應(yīng)依順序噴完放腳后,再噴上部結(jié)構(gòu),必須避免回彈料落人大放腳內(nèi),造成“夾陷”現(xiàn)象;6)混合料宜隨拌隨用。不摻速凝劑時(shí),存放時(shí)間不應(yīng)超2h;摻速凝劑時(shí),有效時(shí)間不應(yīng)超過(guò)20min?;旌狭显谶\(yùn)輸、存放過(guò)程中嚴(yán)防雨淋,雜物等混入,裝入噴射機(jī)前應(yīng)過(guò)篩;7)噴射作業(yè)時(shí)應(yīng)盡量減少回彈,正常情況下,側(cè)墻回彈物應(yīng)及時(shí)回收,并加以利用,可作為骨料摻人使用,但摻量不得超過(guò)總骨料的30%混凝土;8)大面積噴射前,需做樣板,經(jīng)有關(guān)方面驗(yàn)收后再大面積施工。噴射手技藝的高低直接影響噴射質(zhì)量,故噴射手必須是做樣板合格的噴射手,不允許擅自更換噴射手,如要更換必須先試噴,有關(guān)方面認(rèn)同后,方允許其噴射。