古建筑改造修復干法噴射混凝土的應用

  哈爾濱道外區某古建筑修復改造時,通過對各種混凝土施工方案的選擇,最終選用噴射混凝土對原有墻體進行修復,原因是:噴射混凝土工藝簡單,施工機動、靈活、高速、高效,受工作空間限制較小,可通過輸料軟管在高空或狹小工作區間,向任意方向施工噴射,而且對混凝土、磚墻面有較強的粘結力,能夠保證結構整體剛度,簡化工序,不用模板或只用單面模板,節約大量模板材料,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內終凝,2h 具有強度,可以大大縮短工期,加快施工速度,同時,噴射混凝土密度高,強度和抗滲性較好,可以節約混凝土。下面就施工方法進行簡述。
  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)細骨料選用中砂;4)拌合水。噴射混凝土用水為自來水;5)外加劑。噴射混凝土用的外加劑,有速凝劑,減水劑和早強劑等。摻加速凝劑時,需進行相容性試驗,速凝劑的摻量一般為水泥重量的2.5%~6.0%,速凝劑的準確摻量應通過相容性試驗來確定。
  2、噴射混凝土使用的機具設備。噴射混凝土常用的機具設備有空氣壓縮機、混凝土噴射機、攪拌機、磅秤、手推車及其他輔助工具,一般,噴射混凝土宜現場攪拌。使用機具設備數量視現場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→埋設噴厚標志→攪拌→噴射→養護
  2)操作方法:
 ?。?)待噴面處理。待噴面的處理是結構構件修復的關鍵工序,待噴面的處理包括結構裂縫??籽ǖ奶幚?,結構表面的處理和受損傷構造的處理等。①結構待噴面為混凝土時,應將混凝土表面鑿毛,除去污物,澆水充分潤濕,如有裂縫,應用壓力灌環氧漿進行處理;如有受損傷混凝土,應將損傷混凝土鏟除至堅實的結構層為止,如果鏟除得不徹底,會造成“夾餡”,影響噴射層的粘結及新舊結構層的共同受力;②結構侍噴面為磚墻時,應將裝飾層拆除,除去粉塵及污物,提前一天進行澆水濕潤,使磚墻充分潤濕,如有裂逢,應用環氧水泥漿灌縫修補;如有受損磚墻,應將松動的磚剔除,用新磚把孔洞砌死;③結構待噴面為鋼結構時,應打磨除銹。
 ?。?)補配鋼筋?;鶎犹幚硗戤吅?,根據設計在噴射層內按要求綁扎鋼筋。
 ?。?)埋設噴射層厚度標志。一次噴射厚度不應小于骨料粒徑的2倍,以減少回彈率,向上噴射時為50~70mm,水平噴射時為70~100mm,向下噴射時為100~150mm。在噴射前先埋設噴層厚度的標志,采用預埋厚度控制筋的方法,即3m埋設一根厚度控制筋,焊在鋼筋網上。
 ?。?)攪拌噴射混凝土
  混合料的配合比由實驗室確定?,F場采用兩臺500KL強制式攪拌機,混合料攪拌時間為2分鐘。
 ?。?)混凝土的噴射操作。①噴射分段分片依次進行,噴射作業時,自下而上進行,噴射作業區段的寬度依具體條件而定,一般為1.5~2.0m;②當設計厚度大于一次噴射厚度時,應分層進行噴射,兩次噴射的最小時間間隔,在常溫(15~20℃)條件下,摻速凝劑為15~20min。當間隔時間超過2h,復噴前應先噴水濕潤;③噴嘴與受噴面的距離和夾角,應隨著風壓的波動而不斷的調整,一般情況下,噴嘴與受噴面的距離宜在1m 左右,距離過大過小都會增加回彈量,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動,螺旋的直徑以300mm 為宜,使料束以一輪壓半圈作橫向運動;④噴射操作。a)工作風壓。不同類型的噴射機有不同的工作風壓,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。適宜的工作風壓,可減少回彈量,增加一次噴射厚度,并保證噴射的質量。噴射機的工作風壓,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壓,而且壓力應穩定,水壓一般比風壓大0.1Mk 左右為宜,可采用向水箱中通高壓壓縮空氣,以獲得穩定的壓力水;c)對不同的噴射機,要嚴格按規定的操作方法進行操作,否則容易發生堵管,反風等現象。噴射機的開、停順序為:開動時,先開風后給水,最后通電供料;停止時,先停止供料,待料罐中的存料噴完后再停電,最后關水停風。同時,要根據輸送距離的變化,隨時調整風壓;d)噴嘴的操作,噴射開始時先給水再送料,結束時,先停風后停水。在噴射時,要隨時觀察噴層表面,回彈和粉塵等情況,及時調整水灰比,當噴嘴不出料時,應將噴嘴對準前下方,避開人員,
  處理堵管時的工作風壓不得超過0.4MPa;e)噴射混凝土的回彈率一般不應超過25%;f)鋼筋網噴射混凝土作業開始噴射時,應減小噴頭至受噴面的距離,并調節噴射角度,以保證鋼筋與壁面之間的密實性,噴射中如有脫落的混凝上被鋼筋網架住應及時清除;g.鋼架噴射混凝土噴射順序為先噴射鋼架與壁面之間的混凝土,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。
 ?。?)噴射混凝土的養護。①噴射混凝土終凝后即開始灑水養護,以后的灑水養護應以保持表面濕潤為度。養護時間和噴水次數,取決于水泥品種和空氣濕度,在任何情況下,養護時間不少于7d,對于噴射薄層混凝土,尤其對于磚砌體的噴射混凝土修復層,噴射施工完畢后,加強養護是非常重要的。②氣溫低于+5℃時,不得噴水養護,需用養護劑養護。
  4、噴射混凝土質量要求。1)混合料在進入噴嘴與水混合之前,其含水率應控制在2%~5%;2)噴射過程中,要及時檢查噴射的混凝上表面,檢查是否有松動。開裂、下墜?;频痊F象,如有發生應及時消除重噴;3)當噴射混凝土達到一定強度后,用錘擊聽聲方法進行檢查,對空鼓。脫殼處應及時進行處理;4)噴射混凝土過程中,要及時測定回彈和混凝土實際配合比,以指導施工;5)受噴面為墻或柱時,應注意陰陽角的方正。有基礎大放腳時,要嚴格控制噴射順序,應依順序噴完放腳后,再噴上部結構,必須避免回彈料落人大放腳內,造成“夾陷”現象;6)混合料宜隨拌隨用。不摻速凝劑時,存放時間不應超2h;摻速凝劑時,有效時間不應超過20min?;旌狭显谶\輸、存放過程中嚴防雨淋,雜物等混入,裝入噴射機前應過篩;7)噴射作業時應盡量減少回彈,正常情況下,側墻回彈物應及時回收,并加以利用,可作為骨料摻人使用,但摻量不得超過總骨料的30%混凝土;8)大面積噴射前,需做樣板,經有關方面驗收后再大面積施工。噴射手技藝的高低直接影響噴射質量,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,有關方面認同后,方允許其噴射。