建阳电厂冷却塔人字柱漏筋缺陷加固修复

2019-09-25王伟李红冯园庆

商品混凝土 2019年9期

王伟，李红，冯园庆

（枣庄中兴商品混凝土有限公司，山东枣庄 277000）

1 工程概况

建阳电厂自然冷却通风塔，冷却塔淋水面积为3000m2，塔高 85m。塔筒为现浇钢筋混凝土双曲线旋转簿壳结构，人字柱为现浇钢筋混凝土结构。人字柱直径为 531mm，沿塔筒圆周等分成 40 对，共 80 根，混凝土强度等级为 C30P8F200。该冷却塔于 2013 年 12 月交工，投产 5 年后发现部分人字柱底部混凝土沿螺旋箍筋方向出现裂缝、剥落且箍筋外漏于空气发生锈蚀（见图1），目测有一半的人柱字出现上述问题，并且还有进一步劣化的发展趋势。如果不及时处理，有可能危及整个冷却塔的安全。

图 1 人字柱钢筋锈蚀、混凝土剥落

2 原因分析

人字柱是冷却塔钢筋锈蚀、混凝土开裂剥落最易发生破坏的部位[1-2]，造成其破坏的原因可能是混凝土强度不达标、混凝土保护层厚度不足、碳化反应引起的混凝土中性化、风蚀、雨浸、冻融及氯离子侵蚀中的一种或几种。只有探明开裂原因才能有针对性地采取有效措施，从根本上解决问题。

现场清除人字柱表面涂料，利用酚酞溶液测试混凝土碳化深度，结果表明碳化深度为 5mm，远低于混凝土保护层厚度设计 25mm。依照 JGJ/T 23—2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》，现场选取 5 个部位进行人字柱混凝土强度检测，回弹值在 36～46MPa之间，换算强度达 36.2～40.2MPa，人字柱混凝土强度符合 C30 要求，因此可以排除混凝土强度不足这个因素。此外，现场对混凝土取样，测试表明氯离子含量符合国家标准要求。

经现场调阅资料和认真排查，建阳电厂冷却塔人字柱钢筋锈蚀外露原因在于：

（1）人字柱干湿交替频繁，混凝土长期处于高温、高湿环境中，受环境影响严重。

（2）防腐涂料效果不佳，在使用过程中脱落，八一电厂冷却塔人字柱均曾出现类似问题。

（3）保护层厚度要求 25mm，柱倾斜向布置，浇筑混凝土时钢筋位移贴近模板，外层混凝土腐蚀脱落后造成钢筋外露，剥落处混凝土厚度不足 10mm。

3 加固修复处理方案

针对冷却塔人字柱沿箍筋环向钢筋锈蚀外露、混凝土开裂等问题，综合考虑各种维护加固手段，本工程采用圆柱环向玻璃纤维网加固、外罩环氧树脂砂浆相结合的方式对人字柱进行加固处理。

3.1 原材料

（1）环氧树脂砂浆

环氧树脂是一种有机化合物，它与其它添加剂材料混合后，经加热、搅拌、成型、压实，具有很高的强度和韧性，又具有很强的抗腐蚀能力。硬化后可在150～200℃ 温度范围内长期工作不会融化，一般在800℃ 以上的高温作用下才能融化，同时它的抗冻性能好，耐寒性可达 -50～-55℃。环氧树脂砂浆其抗压强度24 小时可达到 75MPa，3 天龄期可达到 150MPa，所以混凝土裂缝等质量缺陷，用环氧树脂材料修补加固处理，完全能够满足质量要求。

（2）玻璃纤维网格布

玻璃纤维网格布以玻璃纤维机织物为基材，经高分子抗乳液浸泡涂层，具有良好的抗碱性、柔韧性，以及经纬向高度抗拉力，广泛用于建筑物内外墙体保温、防水、抗裂等[3]。

3.2 人字柱加固修复工艺流程

冷却塔人字柱加固修复工艺流程如下：水下搭设加固操作脚手架及保护平台→混凝土凿除→钢筋除锈、涂刷阻锈剂→基层打磨→环氧树脂砂浆修补及底漆满涂→养护→电动打磨，清理→环氧树脂修补→第一层面漆喷涂→养护→电动打磨，清理→包裹玻璃纤维网格布→环氧树脂修补→第二层面漆喷涂→养护[4]→人字柱修补加固验收→拆除水中加固操作脚手架。