排气灌浆法修补钢筋锈蚀引起的板底混凝土爆裂脱落施工工法

杨荣生

（中国核工业华兴建设有限公司，江苏 南京 210019）

1 概述

处于海洋气候环境中的核电站厂房，混凝土结构老化速度快，尤其是处于浪溅区的核电站厂房，因为长期承受雾化海水的浸蚀引起钢筋锈蚀造成结构混凝土保护层爆裂，降低结构构件使用功能，甚至影响结构的安全性能，在目前没有成熟技术预防此类混凝土缺陷发生的情况下，恢复性维修是修复此类缺陷的主要手段。

因为缺陷发生区域处于雾化海水环境中，恢复性维修能否有效延阻缺陷区域结构钢筋再次锈蚀的关键是修补体的密实程度和新老混凝土界面粘合程度；钢筋锈蚀造成结构混凝土保护层爆裂时，钢筋的有效直径已经减小，严重时需要采用植筋的方式进行结构加固，此时，采用传统的分层抹灰修复方法因为钢筋骨架的影响无法保证修补部位的密实度；而喷射砂浆、喷射混凝土的修补工艺虽然能够保证修补体密实度，但由于维修工程量太小而不经济，而且作业环境、空间等条件也不能满足工艺要求。核电维修技术人员在充分研究传统的二次灌浆工艺基础上，结合板底钢筋锈蚀造成结构混凝土爆裂的空间、环境特点，设计一种排气灌浆法修补钢筋锈蚀引起的板底混凝土爆裂脱落施工工艺，有效解决了板底结构混凝土损坏维修质量难以保证的技术难题。

图1 工具模板图

过程质量控制标准

2 工艺特点

2.1 将平台下作业转到平台面上作业，利用自然形成的浆液液面高差驱动浆液充溢爆裂脱落的部位

2.2 新型混凝土界面剂的使用可提高新老混凝土界面的粘结力和抗渗性；

2.3 钢筋阻蚀剂的使用可有效阻延钢筋再锈蚀。

2.4 和平台下作业相比不需使用压力灌浆设备，也不需要在模板上固定灌浆管和排气观察管，对模板的要求低，避免脱落部位远离排气观察管上引通道时引管过长影响灌浆效果。

3 工艺原理

通过在爆裂脱落范围的板上钻灌浆孔和排气孔，制造排气通道，利用灌浆液液面高差驱动浆液充溢爆裂脱落的部位；使用新型混凝土界面剂，增强新旧混凝土之间的粘结强度和密实性，钢筋阻蚀剂可通过电化学反应对氯化物和碳化所引起的腐蚀起到有效预防作用，防止新旧混凝土界面在固化过程中出现的收缩开裂，有效延阻缺陷区域钢筋再次锈蚀造成板底混凝土爆裂脱落缺陷发生。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程

施工准备 → 缺陷部位清理 → 模板安装 → 灌水浸润界面 → 涂钢筋阻蚀剂和混凝土界面剂 → 排气灌浆

4.2 操作要点

4.2.1 施工准备

4.2.2 模板支撑系统安装

模板支撑系统相当于一个操作平台，用普通的脚手架材料搭设，搭设高度和面积大小按照拟修补缺陷位置确定，操作平台和板底保留500－600mm空间便于安装可调节高度并加固的工具模板。

确定灌浆孔、排气孔数量、布置并钻孔

灌浆孔、排气孔数量根据修补的缺陷面积大小和形状确定，一般平面面积0.5m2以内的缺陷布置1个灌浆孔和1个排气孔，超过0.5m2的缺陷则按照每增加0.5m2缺陷面积增加1个灌浆孔和1个排气孔进行布置。

灌浆孔宜布置在缺陷空间的边缘，便于灌浆液单向流动挤排空气；排气孔应布置在缺陷空间顶部，保证浆液充满缺陷空间。

灌浆孔直径φ20，排气孔直径φ25，用冲击钻或混凝土钻孔机在确定的位置钻孔，检查灌浆孔、排气孔位置的准确性和回路的通畅性。

4.2.3 缺陷部位清理

缺陷部位清理工序在结构植筋加固前进行，是保证修补实体有效阻延钢筋再次锈蚀的基础，缺陷部位清理的主要内容和方法包括：用吸尘器清理钻孔时产生的表面浮尘、用电动钢丝轮对爆裂脱落部位裸露的锈蚀钢筋进行除锈、用钢丝刷清理爆裂脱落部位裸露的混凝土表面锈迹、污迹、老化隔离层。

4.2.4 模板安装

针对板底钢筋锈蚀引起的局部结构混凝土爆裂脱落轮廓制作工具模板，底模尺寸大于爆裂脱落部位的轮廓最大外接矩形尺寸；底模表面四周闭合粘贴厚3mm，宽10－15mm的橡胶密封条，通过调整工具模板支撑的高度顶升底模封闭模板。工具模板见图1。

4.2.5 灌水浸润界面

（1）模板安装完成后，利用已经钻好的灌浆、排气通道灌水浸润爆裂脱落部位裸露的结构混凝土界面并保持充满水状态24小时，如果出现渗漏及时用速凝水不漏堵塞渗漏缝隙；

（2）在灌水浸润界面24小时后，打开底模板上事先预留的带塞的出水口，排出密闭空间的水，重新塞紧预留出水口；

（3）调整工具模板支撑的高度调节装置，降低底模封闭模板，在密封条范围内涂脱模剂。

4.2.6 涂钢筋阻蚀剂和混凝土界面剂

在底模封闭模板降低后，在裸露的钢筋表面涂刷一层Protectosil CIT钢筋阻蚀剂，爆裂脱落部位裸露的结构混凝土面层涂刷一道水溶性混凝土界面剂。

重新调整工具模板支撑的高度调节装置，顶升底模封闭模板。

4.2.7 排气灌浆

（1）埋设灌浆管：用直径φ20mm的加筋透明塑料软管插入钻好的灌浆孔作为灌浆管，用聚氨酯结构胶密封灌浆孔；

（2）安装漏斗支架：在灌浆管上方固定一个高度约1米的灌浆漏斗支架，将漏斗固定在支架上并和灌浆管连接；

（3）埋设排气管：用直径φ25mm的加筋透明塑料软管插入钻好的排气孔作为排气管，用聚氨酯结构胶密封排气孔；

（4）制作浆液：按照Sika214灌浆水泥产品说明书推荐的相应流动度的配合比配置灌浆液，根据排气灌浆空间形态，本工法使用浆液的流动度在14－18s之间，配合比：水泥：水＝25（Kg）：4～4.5（L）；

（5）灌浆：将配置好的浆液通过漏斗灌入，灌注浆液时基本保持浆液面在漏斗中部，形成稳定的流速；

（6）稳压：观察排气管中稳定形成200mm高以上浆液时绑扎封闭排气管，保持灌浆端漏斗中液面高度10分钟，停止灌浆；

（7）观察：灌浆过程中，安排专人检查模板渗漏状况，使用速凝水不漏及时封堵渗漏部位；

（8）养护：在灌浆后48小时后拆除模板、灌浆管、排气管，检查修补部位的灌浆质量并喷水养护。

5 质量控制

5.1 过程质量控制标准

国家没有关于建筑物结构混凝土修补的质量控制标准，本工法过程质量控制项目为影响最终维修效果的关键工序，控制标准为关键工序达到预期效果必须满足质量要求的定性描述，本工法过程控制质量标准如下表：

5.2 过程质量保证措施

5.2.1 使用机械打磨的方式除锈，严格检查除锈质量，保证锈蚀的钢筋表面呈金属光泽；

5.2.2 严格检查爆裂脱落部位裸露结构混凝土表面的清理质量，保证新旧混凝土界面的结合；

5.2.3 通过灌水浸润爆裂脱落部位的混凝土界面，检查模板密封性，控制浸润时间，保证界面的充分润湿；

5.2.4 控制灌浆速度，保持稳定流速，保证稳定排除密闭空间的空气，形成密实的修补实体；

5.2.5 保持灌浆后的稳压压差、稳压时间，充分排除浆液中的游离空气，增加修补实体的密实度；

5.2.6 灌浆过程中密切观察模板的渗漏情况，当出现渗漏时立即用速凝材料进行封堵，保证模板的密封性。

[1] H型钢与钢筋混凝土组合结构施工工法介绍[J].城市建设理论研究.