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【摘 要】 建筑物需要加固的原因复杂而繁多:目前我国工业建(构)筑物仍以钢筋砼结构为主,由于种种原因,出现各种结构破损事故;化工厂房因常年受空气中有害气体和多种化学介质,特别是酸、碱、氯气等的腐蚀致使结构产生裂纹、露筋,而使承载能力下降,导致厂房不能使用或倒塌;同时,化工工业厂房地面防腐的,原来地面采用防酸碱的环氧漆自流平防腐,因为受碰撞的环氧漆起小坑洞,尤其是一楼地面潮气较重,在用水长期冲洗地面后局部会起壳;由于扩大生产、荷载增加、原来使用条件或工艺改变等原因,造成钢筋砼构件必须加固。
【关键词】 化工厂房;地面;加固设计;环氧砂浆自流平;施工
一、工程概况
某化工集团有限公司厂房间距是6m*12m的内廊式对称房间,共计有12跨。厂房跨距是6m*9m的内廊式对称房间,共计有12跨。
(一)破坏状况及加固原因分析
(1)破坏状况
对于化工厂的路面,原来地面采用防酸碱的环氧自流平防腐,因为受碰撞环氧自流平起小坑洞,尤其是一楼地面潮气较重,在用水长期冲洗地面后局部会起壳。并且在一些厂房中,楼板防腐蚀层局部已失去作用,板内主筋外露;轴框架梁、连梁保护层部分脱落或发渣且主筋腐蚀、外露;层与层之间柱根腐蚀严重,并且轴柱柱身有明显的竖向裂纹。
(2)加固原因分析
①由于建筑物经过多年生产使用,长期受氯化氢气态介质、酸溶液腐蚀,楼板、柱根部局部防腐蚀层破损,导致腐蚀性液体、气体侵蚀结构构件。②因扩大生产,工艺专业提出设计条件:对于厂房进行重新合理布置,需要在地面放置一些大型设备,这就对地面有了进一步的要求,原来楼面板、梁受力状况起了很大变化,因此,要对整个楼面结构进行重新计算。
二、加固方案选择
当前加固的方案及种类较多,有压力灌浆、喷浆、喷射、化学灌浆、粘贴钢板、增设支点、钢拉杆及钢围箍、预应力加固等方法。科学选择方案,合理使用加固材料,以保证建(构)筑物的正常使用,是设计人员必须高度重视的问题。同时,针对构件受损程度、受力状态、现场环境、施工等条件因素,既要考虑经济合理以及现有施工队伍素质,又要考虑化工生产特殊性即易燃、易爆、连续生产、化工设备管道较多、空间有限、不能加支点等具体问题。因此必须对加固方案逐个进行分析优化,如用压浆及灌浆加固,方法简便,能恢复建筑物原来的功能,但不能提高承载力,故此方案不可行;又如采用粘贴钢板加固,新、旧结构结合力高,补强加固效果好,但施工工艺技术要求高。考虑到:①施工队伍技术力量有限;②粘结剂不耐温(当温度达到80~90℃时,粘结剂强度就会下降),此方案工程造价较高,所以此方案也不可行;③采用压浆及外包加筋加固,既可恢复原来结构功能,又能提高结构承载力,而且经济效果好,故采取此方案;④在对地面进行加固时为了防止用水长期冲洗地面后局部会起壳,根据化工企业的特殊性,可采用环氧砂浆等来进行防酸碱。以下就对环氧砂浆自流平施工工艺进行阐述。
三、地面环氧砂浆自流平施工工艺
(一)施工工序
基面处理→涂刷封闭底漆→刮环氧砂浆→批刮腻子→打磨、吸尘→涂刷色→漆涂刷罩面清漆。
(二)施工方法
1、施工准备
1)技术准备:组织技术人员熟悉现场,认真做好交底记录,掌握各部位作法,明确划分各施工人员施工区域及责任区,熟练掌握施工程序。
2)人员配备:管理人员、技术工人等到位。
3)机械设备:基层面处理:无尘打磨机、抛光机、刮刀、吸尘器、清洁工具等;底涂层施工:搅拌机、滚筒、毛刷、拌料桶、磅秤等;中涂层施工:搅拌机、镘刀、拌料桶、刮刀、磅秤、抛光机、吸尘器等;面层施工:搅拌机、滚筒、拌料桶、刮刀、镘刀、磅秤等;以满足施工要求为准。
2、施工工艺
(1)填缝和边缘处理
环氧砂浆地坪和其它环氧涂膜或部位的衔接,衔接处会有若干毫米左右的高差,需将压砂的边缘做成斜角过渡。
(2)环氧砂浆地坪边缘的加固
环氧砂浆地坪边缘要长期经受车辆的辗压,存在脱层开裂的可能性,因此在边缘部位的基面上刻槽,再施工环氧砂浆可以起到很好加固作用,很好地避免上述现象的发生。
(3)切缝和填缝
如果连续面积大,有必要切缝,则必需用弹性树脂灌缝填缝。
1)起壳
混凝土面层和基面剥离,附着力差。简单判定方法是用小铁锤或金属物敲击有无空敲鼓声音。如整个结合面都剥离,则要将混凝土面层全部清除后重新浇筑。如只是部分的剥离则可以用专用的灌注的方法修补。
2)裂缝
沿裂缝部分用电动切割机切开1cm左右宽度的“V”型槽,用环氧砂浆修补。
3)缺口
基层表面有凹坑、缺口时,先将粉尘、松散物清除,用树环氧浆抹面。
4)环境条件
施工前要调查施工环境条件,并预测施工期间的变化,主要要求如下:施工环境应封闭,否则会影响表面质量,产生如杂质、缩孔、麻面等漆膜病态,施工环境温度在10~35℃,空气相对湿度≤75%为宜,温度和湿度的变化会影响树脂的固化,流平性和表现质量。
2、基材处理
基材在涂装前进行基面处理十分重要,地面状况对最终的环氧地坪工程质量影响极大,如地面状况达不到要求,环氧工程很难做好,而且在环氧地坪使用过程中常会出现起壳、脱落、起泡等现象,因而,良好的基材状况是保证环氧地坪工程质量的前提。基面处理主要有以下目的和作用:(1)通过适当处理弥补缺陷基材的不足;(2)去除影响涂装的基材表面杂质与污物;(3)增强涂层与基材的附着力;(4)为涂装地坪涂料创造较平整表面,以节省涂料用量。
处理方法: 1)当采用手工或动力工具打磨时,表面应无水泥渣及疏松的附着物。
2)当采用研磨机械打磨时,应使清洁、平整。当正式涂装时,必须用干净的软毛刷、压缩空气或工业吸尘器,将基层表面清理干净。
3)已被油脂、化学药品污染的基层表面或改建、扩建工程中已被侵蚀的疏松基层,应进行表面预处理,处理方法应符合下列规定:①当基层被介质侵蚀,疏松,并存在高度差时,应采用凿毛机械处理或喷砂处理。②被腐蚀介质侵蚀的疏松基层,必须凿除干净,采用对混泥土无潜在危险的相应化学品予中和,再用清水反复洗涤。③被油脂、化学品污染的表面,可使用洗涤剂、碱液溶剂等洗涤,也可用火烤蒸汽吹洗等方法处理,但不得损坏基层。④不平整及缺陷部分,可采用细石混泥土或聚合物水泥砂浆修补,养护后按新的基层进行处理。
4)整体防腐蚀构造基层表面不宜做成找平处理。当必须进找平时,处理方法应符合下列几点:①当采用细石混泥土找平时,强度等级不应小于C20,厚度不应小于30mm.②当基层必须用水泥砂浆找平时,应先涂一层混凝土界面处理剂,按设计厚度找平。施工过程不宜进行上述操作时,可采用树脂砂浆或聚合物水泥砂浆找平:①当采用水泥砂浆找平时,表面应压实、抹平、不得拍打,并进行粗糙化处理。②经过养护的找平层表面严禁出现开裂、起砂、脱层、蜂窝麻面等缺陷。
3、环氧底涂涂装
环氧树脂渗透封闭底涂按比例把主剂与固化剂混合,充分搅拌均匀,在使用时间内滚涂涂装,涂装做到要薄而匀,涂装后有光泽,无光泽之处,在适当时进行补涂。
4、环氧砂浆中涂涂装
(1)批刮粗石英砂浆层:先将环氧树脂中涂主剂充分搅拌均匀,按比例把主剂与固化剂混合,充分搅拌均匀,混合时将固化剂从主剂的桶中央倒入,避免材料混合不均。搅拌后,再配比适量4﹟—6﹟的粗石英砂,采用刮刀刮涂工艺填补找平基面。
(2)批刮细石英砂浆层:在混合好的环氧树脂中涂配比适量6﹟—8﹟的细石英砂,同样采用批刀批刮,进一步增加中涂层的耐压及抗冲击性能。根据地坪设计厚度多次批刮可重复(1)(2)道工序,待砂浆中涂层固化后打磨、吸尘干净。
5、环氧腻子中涂涂装
先将环氧树脂中涂主剂充分搅拌均匀,按比例把主剂与固化剂混合,充分搅拌均匀,混合时将固化剂从主剂的桶中央倒入,避免材料混合不均。搅拌后,再配比适量石英粉批刮填补、封闭砂浆层的砂眼、毛细孔平滑基面,使环氧面涂施工达到美观、平整。
6、环氧自流平面涂涂装
将无溶剂环氧树脂自流平面涂主剂充分搅拌均匀,按比例把主剂与固化剂混合,充分搅拌均匀,混合时将固化剂从主剂的桶中央倒入,避免材料混合不均。充分搅拌均匀,倒于地面上,用专用带齿镘刀镘刮涂装,先处理墙脚及犄角,再整体镘涂一道。涂装时发现砂粒可杂物及时拣出,以免影响表观效果。
7、面漆保养
面涂完成后将有关施工材料、工具搬离现场,严密封闭保护完成饰面,至少24小时后才可允许人进入行走,不可带进泥沙。
四、结束语
对企业技术改造、减少建设周期具有很大的现实意义,尤其对于地面的加固尤为重要,因为在化工厂房中,由于大量的酸碱性对路面的腐蚀是非常严重的,地面造成损伤对于企业的生产将会造成很大的损失以及影响。同时,由于化工厂房的特殊性,适当的加固能解决由荷载增加而引起的承载力不足问题。所以在加固时应结合实际情况综合考虑进度要求、施工方便、可实施性、经济性等因素设计合理的加固方案并采用科学的施工技术。
参考文献:
[1]李胜利,霍军,朱莉,毕美萍.某选煤厂主厂房加固的设计与施工方法[J].煤炭工程,2006,06:50-52.
[2]聂晖.化工厂房的加固设计和施工技术[J].化工设计,2002,05:38-40+1-2.
[3]李颖.加固方法在工业厂房中的研究及实例应用[D].大连理工大学,2008.
[4]陈劲松.葛化集团电解厂房与蒸发厂房加固工程施工方案概述[J].门窗,2013,05:384.
【关键词】 化工厂房;地面;加固设计;环氧砂浆自流平;施工
一、工程概况
某化工集团有限公司厂房间距是6m*12m的内廊式对称房间,共计有12跨。厂房跨距是6m*9m的内廊式对称房间,共计有12跨。
(一)破坏状况及加固原因分析
(1)破坏状况
对于化工厂的路面,原来地面采用防酸碱的环氧自流平防腐,因为受碰撞环氧自流平起小坑洞,尤其是一楼地面潮气较重,在用水长期冲洗地面后局部会起壳。并且在一些厂房中,楼板防腐蚀层局部已失去作用,板内主筋外露;轴框架梁、连梁保护层部分脱落或发渣且主筋腐蚀、外露;层与层之间柱根腐蚀严重,并且轴柱柱身有明显的竖向裂纹。
(2)加固原因分析
①由于建筑物经过多年生产使用,长期受氯化氢气态介质、酸溶液腐蚀,楼板、柱根部局部防腐蚀层破损,导致腐蚀性液体、气体侵蚀结构构件。②因扩大生产,工艺专业提出设计条件:对于厂房进行重新合理布置,需要在地面放置一些大型设备,这就对地面有了进一步的要求,原来楼面板、梁受力状况起了很大变化,因此,要对整个楼面结构进行重新计算。
二、加固方案选择
当前加固的方案及种类较多,有压力灌浆、喷浆、喷射、化学灌浆、粘贴钢板、增设支点、钢拉杆及钢围箍、预应力加固等方法。科学选择方案,合理使用加固材料,以保证建(构)筑物的正常使用,是设计人员必须高度重视的问题。同时,针对构件受损程度、受力状态、现场环境、施工等条件因素,既要考虑经济合理以及现有施工队伍素质,又要考虑化工生产特殊性即易燃、易爆、连续生产、化工设备管道较多、空间有限、不能加支点等具体问题。因此必须对加固方案逐个进行分析优化,如用压浆及灌浆加固,方法简便,能恢复建筑物原来的功能,但不能提高承载力,故此方案不可行;又如采用粘贴钢板加固,新、旧结构结合力高,补强加固效果好,但施工工艺技术要求高。考虑到:①施工队伍技术力量有限;②粘结剂不耐温(当温度达到80~90℃时,粘结剂强度就会下降),此方案工程造价较高,所以此方案也不可行;③采用压浆及外包加筋加固,既可恢复原来结构功能,又能提高结构承载力,而且经济效果好,故采取此方案;④在对地面进行加固时为了防止用水长期冲洗地面后局部会起壳,根据化工企业的特殊性,可采用环氧砂浆等来进行防酸碱。以下就对环氧砂浆自流平施工工艺进行阐述。
三、地面环氧砂浆自流平施工工艺
(一)施工工序
基面处理→涂刷封闭底漆→刮环氧砂浆→批刮腻子→打磨、吸尘→涂刷色→漆涂刷罩面清漆。
(二)施工方法
1、施工准备
1)技术准备:组织技术人员熟悉现场,认真做好交底记录,掌握各部位作法,明确划分各施工人员施工区域及责任区,熟练掌握施工程序。
2)人员配备:管理人员、技术工人等到位。
3)机械设备:基层面处理:无尘打磨机、抛光机、刮刀、吸尘器、清洁工具等;底涂层施工:搅拌机、滚筒、毛刷、拌料桶、磅秤等;中涂层施工:搅拌机、镘刀、拌料桶、刮刀、磅秤、抛光机、吸尘器等;面层施工:搅拌机、滚筒、拌料桶、刮刀、镘刀、磅秤等;以满足施工要求为准。
2、施工工艺
(1)填缝和边缘处理
环氧砂浆地坪和其它环氧涂膜或部位的衔接,衔接处会有若干毫米左右的高差,需将压砂的边缘做成斜角过渡。
(2)环氧砂浆地坪边缘的加固
环氧砂浆地坪边缘要长期经受车辆的辗压,存在脱层开裂的可能性,因此在边缘部位的基面上刻槽,再施工环氧砂浆可以起到很好加固作用,很好地避免上述现象的发生。
(3)切缝和填缝
如果连续面积大,有必要切缝,则必需用弹性树脂灌缝填缝。
1)起壳
混凝土面层和基面剥离,附着力差。简单判定方法是用小铁锤或金属物敲击有无空敲鼓声音。如整个结合面都剥离,则要将混凝土面层全部清除后重新浇筑。如只是部分的剥离则可以用专用的灌注的方法修补。
2)裂缝
沿裂缝部分用电动切割机切开1cm左右宽度的“V”型槽,用环氧砂浆修补。
3)缺口
基层表面有凹坑、缺口时,先将粉尘、松散物清除,用树环氧浆抹面。
4)环境条件
施工前要调查施工环境条件,并预测施工期间的变化,主要要求如下:施工环境应封闭,否则会影响表面质量,产生如杂质、缩孔、麻面等漆膜病态,施工环境温度在10~35℃,空气相对湿度≤75%为宜,温度和湿度的变化会影响树脂的固化,流平性和表现质量。
2、基材处理
基材在涂装前进行基面处理十分重要,地面状况对最终的环氧地坪工程质量影响极大,如地面状况达不到要求,环氧工程很难做好,而且在环氧地坪使用过程中常会出现起壳、脱落、起泡等现象,因而,良好的基材状况是保证环氧地坪工程质量的前提。基面处理主要有以下目的和作用:(1)通过适当处理弥补缺陷基材的不足;(2)去除影响涂装的基材表面杂质与污物;(3)增强涂层与基材的附着力;(4)为涂装地坪涂料创造较平整表面,以节省涂料用量。
处理方法: 1)当采用手工或动力工具打磨时,表面应无水泥渣及疏松的附着物。
2)当采用研磨机械打磨时,应使清洁、平整。当正式涂装时,必须用干净的软毛刷、压缩空气或工业吸尘器,将基层表面清理干净。
3)已被油脂、化学药品污染的基层表面或改建、扩建工程中已被侵蚀的疏松基层,应进行表面预处理,处理方法应符合下列规定:①当基层被介质侵蚀,疏松,并存在高度差时,应采用凿毛机械处理或喷砂处理。②被腐蚀介质侵蚀的疏松基层,必须凿除干净,采用对混泥土无潜在危险的相应化学品予中和,再用清水反复洗涤。③被油脂、化学品污染的表面,可使用洗涤剂、碱液溶剂等洗涤,也可用火烤蒸汽吹洗等方法处理,但不得损坏基层。④不平整及缺陷部分,可采用细石混泥土或聚合物水泥砂浆修补,养护后按新的基层进行处理。
4)整体防腐蚀构造基层表面不宜做成找平处理。当必须进找平时,处理方法应符合下列几点:①当采用细石混泥土找平时,强度等级不应小于C20,厚度不应小于30mm.②当基层必须用水泥砂浆找平时,应先涂一层混凝土界面处理剂,按设计厚度找平。施工过程不宜进行上述操作时,可采用树脂砂浆或聚合物水泥砂浆找平:①当采用水泥砂浆找平时,表面应压实、抹平、不得拍打,并进行粗糙化处理。②经过养护的找平层表面严禁出现开裂、起砂、脱层、蜂窝麻面等缺陷。
3、环氧底涂涂装
环氧树脂渗透封闭底涂按比例把主剂与固化剂混合,充分搅拌均匀,在使用时间内滚涂涂装,涂装做到要薄而匀,涂装后有光泽,无光泽之处,在适当时进行补涂。
4、环氧砂浆中涂涂装
(1)批刮粗石英砂浆层:先将环氧树脂中涂主剂充分搅拌均匀,按比例把主剂与固化剂混合,充分搅拌均匀,混合时将固化剂从主剂的桶中央倒入,避免材料混合不均。搅拌后,再配比适量4﹟—6﹟的粗石英砂,采用刮刀刮涂工艺填补找平基面。
(2)批刮细石英砂浆层:在混合好的环氧树脂中涂配比适量6﹟—8﹟的细石英砂,同样采用批刀批刮,进一步增加中涂层的耐压及抗冲击性能。根据地坪设计厚度多次批刮可重复(1)(2)道工序,待砂浆中涂层固化后打磨、吸尘干净。
5、环氧腻子中涂涂装
先将环氧树脂中涂主剂充分搅拌均匀,按比例把主剂与固化剂混合,充分搅拌均匀,混合时将固化剂从主剂的桶中央倒入,避免材料混合不均。搅拌后,再配比适量石英粉批刮填补、封闭砂浆层的砂眼、毛细孔平滑基面,使环氧面涂施工达到美观、平整。
6、环氧自流平面涂涂装
将无溶剂环氧树脂自流平面涂主剂充分搅拌均匀,按比例把主剂与固化剂混合,充分搅拌均匀,混合时将固化剂从主剂的桶中央倒入,避免材料混合不均。充分搅拌均匀,倒于地面上,用专用带齿镘刀镘刮涂装,先处理墙脚及犄角,再整体镘涂一道。涂装时发现砂粒可杂物及时拣出,以免影响表观效果。
7、面漆保养
面涂完成后将有关施工材料、工具搬离现场,严密封闭保护完成饰面,至少24小时后才可允许人进入行走,不可带进泥沙。
四、结束语
对企业技术改造、减少建设周期具有很大的现实意义,尤其对于地面的加固尤为重要,因为在化工厂房中,由于大量的酸碱性对路面的腐蚀是非常严重的,地面造成损伤对于企业的生产将会造成很大的损失以及影响。同时,由于化工厂房的特殊性,适当的加固能解决由荷载增加而引起的承载力不足问题。所以在加固时应结合实际情况综合考虑进度要求、施工方便、可实施性、经济性等因素设计合理的加固方案并采用科学的施工技术。
参考文献:
[1]李胜利,霍军,朱莉,毕美萍.某选煤厂主厂房加固的设计与施工方法[J].煤炭工程,2006,06:50-52.
[2]聂晖.化工厂房的加固设计和施工技术[J].化工设计,2002,05:38-40+1-2.
[3]李颖.加固方法在工业厂房中的研究及实例应用[D].大连理工大学,2008.
[4]陈劲松.葛化集团电解厂房与蒸发厂房加固工程施工方案概述[J].门窗,2013,05:384.