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1、宋六陵水廠一期構(gòu)筑物維修工程碳 纖 維加固方案 編制單位：紹興市水聯(lián)建設(shè)工程有限責(zé)任公司編制日期：2012年06月02日一、方案概況： 宋六陵水廠一期構(gòu)筑物由于長(zhǎng)時(shí)間使用，引起構(gòu)筑物混凝土結(jié)構(gòu)表面疏松、剝落、起殼、原有結(jié)構(gòu)受力鋼筋局部銹蝕，砼爆裂等。沉淀池與濾池之間的過水渠道，根據(jù)上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院集團(tuán)有限公司第一設(shè)計(jì)研究院提供的“宋六陵水廠池體及建筑物外墻大修理方案”分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，渠道外觀為：外壁局部有粘結(jié)脫離并裂縫；底板有多條與渠道長(zhǎng)度方向垂直的裂縫，有白色晶體析出；渠道外側(cè)壁上及底板底有細(xì)裂縫，縫內(nèi)有白色鈣化晶體狀物析出。結(jié)合上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院集團(tuán)有限公司第一設(shè)計(jì)研究院2、給出的修補(bǔ)方法，渠道外部處理措施為對(duì)鋼筋已經(jīng)銹蝕嚴(yán)重的部位，鑿除疏松面層，補(bǔ)焊高一級(jí)別的鋼筋，以恢復(fù)原結(jié)構(gòu)體系正常使用功能及安全儲(chǔ)備并用修補(bǔ)砂漿抹面。對(duì)鋼筋已經(jīng)銹蝕明顯的部位，鑿除疏松面層并用修補(bǔ)砂漿抹面。對(duì)裂縫已經(jīng)較深甚至滲水的采用沿裂縫方向環(huán)氧樹脂壓力注漿。最后清理整個(gè)渠道表面雜物，先沿水渠連通方向粘帖碳纖維1層，然后再縱向粘帖碳纖維1層。現(xiàn)就具體碳纖維做法，特制訂本專項(xiàng)施工方案。碳纖維采用專業(yè)分包施工，由上海豐喜建筑加固技術(shù)有限公司實(shí)施。二、質(zhì)量缺陷情況簡(jiǎn)介及加固依據(jù)：1、混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕機(jī)理 1.1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料是混凝土與鋼筋的復(fù)合體，它的腐蝕形態(tài)可分為兩種：一是3、由混凝土的耐久性不足，其本身被破壞，同時(shí)也由于鋼筋的裸露、腐蝕而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞；二是混凝土本身并未腐蝕，但由于外部介質(zhì)的作用，導(dǎo)致混凝土本身化學(xué)性質(zhì)的改變或引入了能激發(fā)鋼筋腐蝕的離子，從而使鋼筋表面的鈍化作用喪失，引起鋼筋的銹蝕。從化學(xué)成分來看，鋼筋的銹蝕物一般為Fe（OH）3、Fe（OH）2、Fe3O4H2O、Fe2O3等，其體積比原金屬體積增大24倍。由于鐵銹膨脹，對(duì)混凝土保護(hù)層產(chǎn)生巨大的輻射壓力，其數(shù)值可達(dá)30MPa（大于混凝土的抗拉極限強(qiáng)度）使混凝土保護(hù)層沿著銹蝕的鋼筋形成裂縫（俗稱順筋裂縫）。這些裂縫進(jìn)一步成為腐蝕性介質(zhì)滲入鋼筋的通道，加速了鋼筋的腐蝕。鋼筋在順縫中的腐蝕速度往往4、要比裸露情況快，等到混凝土表面的裂縫開展到一定程度，混凝土保護(hù)層則開始剝落，最終使構(gòu)件喪失承載能力。 在通常情況下，混凝土空隙中充滿了由于水泥水解時(shí)產(chǎn)生的氫氧化鈣飽和溶液，其堿度很高，pH值在12以上。鋼筋在高堿度的環(huán)境中，表面沉積一層致密的氫氧化鐵薄膜，而轉(zhuǎn)入鈍化狀態(tài)，即使有空氣和水分進(jìn)入，也不可能導(dǎo)致鋼筋的腐蝕。當(dāng)混凝土受到外部因素作用而使混凝土的液相堿度降低時(shí)，鋼筋由鈍化狀態(tài)轉(zhuǎn)化為活性狀態(tài)，此時(shí)若有空氣和水分進(jìn)入，鋼筋便開始生銹。造成混凝土液相堿度降低的原因，一般說來是由于酸性氣體與混凝土中氫氧化鈣作用的結(jié)果。酸性氣體沿著混凝土中的空隙或裂縫，從外部逐漸向內(nèi)部滲透，與混凝土空隙中的氫氧化5、鈣溶液產(chǎn)生中和反應(yīng)，大大降低了混凝土空隙中氫氧化鈣的濃度。空氣中的二氧化碳屬于酸性氣體，它與混凝土中氫氧化鈣作用（俗稱碳化作用），其反應(yīng)式如下： Ca（OH）2CO2CaCO3H2O 生成的碳酸鈣為微溶的化合物，其飽和溶液pH值為9，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋼筋保持鈍化狀態(tài)所要求大于11.5的數(shù)值。其它酸性氣體如SO2、H2S、HCl、NOx也可以與混凝土中氫氧化鈣作用（稱為混凝土的中性作用），但它們對(duì)鋼筋的腐蝕，除了使鋼筋成活化狀態(tài)外，還與它們中性化后生成的鹽類的性質(zhì)、種類有關(guān)。 某些鹵離子（如Cl-、I-、Br-）對(duì)鈍化膜有特殊的破壞作用。它們?cè)阡摻畋Ｗo(hù)層不被碳化或中性化的情況下也可以破壞鋼筋鈍化膜，使腐6、蝕過程得以進(jìn)行。氯離子是這一類離子中最常遇到的。氯離子半徑很小，穿透力強(qiáng)，很容易吸附在鋼筋陽極區(qū)的鈍化膜上，取代鈍化膜中氧離子，使鋼筋起保護(hù)作用的氫氧化鐵變?yōu)闊o保護(hù)作用的氯化鐵。氯化鐵的溶解度比氫氧化鐵的溶解度大得多。由于氯離子到達(dá)鋼筋表面的不均勻性，特別是氯離子作用在鋼筋局部區(qū)域時(shí)，則局部區(qū)域?yàn)殛枠O，形成了大陰極小陽極的腐蝕。這種坑蝕或局部腐蝕對(duì)結(jié)構(gòu)的危害較大。 影響混凝土中性化（包括碳化）速度的因素很多，但主要的因素是混凝土的密實(shí)度，即抗?jié)B性能。混凝土愈密實(shí)，即抗?jié)B性能愈高，則外界的氣體只能作用于混凝土表面，向內(nèi)部滲透比較困難。影響混凝土密實(shí)度的主要因素是混凝土的水灰比和單位水泥用量。水泥7、品種對(duì)混凝土的中性化速度有一定的影響；不同品種的水泥，因其摻合料的品種及含量不同，水解時(shí)生成的堿性物質(zhì)數(shù)量不同，使混凝土的中性化速度也就不同了。 普通硅酸鹽水泥的熟料含量多，摻合料的含量一般不大于15%，其堿度比其它品種的水泥高，中性化速度相對(duì)的要慢。火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥，由于摻合料中的活性氧化硅與水泥熟料中水解時(shí)產(chǎn)生的氫氧化鈣結(jié)合，從而降低了混凝土孔隙中的液相堿度，加快了碳化或中性化的速度。2、方案編制依據(jù)：國(guó)家及當(dāng)?shù)氐默F(xiàn)行設(shè)計(jì)及施工驗(yàn)收規(guī)范、質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)等文件和有關(guān)規(guī)定； 建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB50300-2001 混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范CECS8、 25:90 建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程JGJ116-98 現(xiàn)有建筑抗震鑒定及加固規(guī)程DGJ08-81-2000 混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程JGJ145-2004 碳纖維增片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS 146:2003 建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(GB 50550-2010) 工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50046-95 建筑防腐蝕工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50212-91 現(xiàn)場(chǎng)初步調(diào)查收集資料。三、碳纖維加固方案：1、加固所用碳纖維布及各項(xiàng)指標(biāo)按下表采用。碳纖維布的物理力學(xué)性能碳纖維布配套用膠按施工工藝及功能分為底層樹脂（底膠）、找平材料及浸漬樹脂三種，其主要成分的物理力學(xué)指標(biāo)見下表。環(huán)氧樹9、脂是一種多功能碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)用粘結(jié)劑，可直接作為底層樹脂、找平材料、浸漬樹脂使用。底層樹脂是碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)用底層樹脂。它涂布在被加固的結(jié)構(gòu)表面，顯著提高基面強(qiáng)度及其與加固材料的粘結(jié)性。找平材料與石英砂或高強(qiáng)白水泥等按比例混合，配置成加固用找平樹脂，用于找平凹凸不平的表面和修補(bǔ)脫落的部分。浸漬樹脂對(duì)碳纖維布具有良好的滲透性和粘結(jié)性，適用于建筑物和土木加固。2、施工要求及安全措施1) 基底處理2) 混凝土表層出現(xiàn)剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應(yīng)予以鑿除，對(duì)于較大的面積的劣質(zhì)層在鑿除后應(yīng)用聚合物水泥砂漿進(jìn)行修復(fù)。3)裂縫部分如有必要應(yīng)首先進(jìn)行封閉處理。4)用混凝土角磨機(jī)、砂紙等工具去除混凝土表面10、的浮漿、油污等雜質(zhì)，構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀（R20mm）。5)用吹風(fēng)機(jī)將混凝土表面清理干凈并保持干燥。6)涂底膠A.按主劑：固化劑=4:1的比例將主劑與固化劑先后置于容器中，用電動(dòng)攪拌器均勻攪拌，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際氣溫決定用量并嚴(yán)格控制使用時(shí)間。B.用滾筒刷均勻涂沫于混凝土表面，等膠固化后（固化時(shí)間視現(xiàn)場(chǎng)氣溫而定，以指觸干燥為準(zhǔn)），再進(jìn)行下一步施工。C.施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁出現(xiàn)明火，注意通風(fēng)。D.用找平材料找平E.混凝土表面凹陷部位及模板接頭出現(xiàn)高度差的部位要用找平材料填平，盡量減少高度差，使混凝土表面平滑，以利于粘貼碳纖維布。F.轉(zhuǎn)角11、的處理也應(yīng)用整平材料將其修補(bǔ)為光滑的圓弧，半徑不小于20mm。7)粘貼碳纖維布A.按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的尺寸裁剪碳纖維布。B.調(diào)配、攪拌粘貼樹脂，然后均勻涂抹于所要粘貼的部位，在混凝土搭接、拐角等部位要多涂抹一些。C.粘貼碳纖維布，在確定所貼部位無誤后剝?nèi)ルx型紙，用特制的滾子反復(fù)沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使粘貼樹脂充分浸透碳纖維布。D.多層粘貼應(yīng)重復(fù)上述步驟，待纖維表面指觸干燥后方可進(jìn)行下一層的粘貼。E.在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹一層粘貼樹脂。如有需要，表面增加撒一層綠豆砂以便后期粉刷F.施工工序：混凝土基面打磨 涂底層樹脂 用找平材料找平 涂浸漬樹脂 貼貼碳纖維 在碳纖維布表面涂抹浸漬樹脂3 12、施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收方式3.1在開始施工之前，應(yīng)確認(rèn)碳纖維片材及配套樹脂類粘結(jié)材料的產(chǎn)品合格證， 產(chǎn)品質(zhì)量出廠檢驗(yàn)報(bào)告，各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)符合本規(guī)程第3.1 節(jié)、第3.2 節(jié)、第3.3 節(jié)規(guī)定的要求。 3.2 采用碳纖維片材及配套樹脂類粘結(jié)材料對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固修復(fù)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)程有關(guān)條款進(jìn)行各工序隱蔽工程檢驗(yàn)與驗(yàn)收。如施工質(zhì)量不能滿足規(guī)程有關(guān)條款要求時(shí)，應(yīng)立即采取補(bǔ)救措施或返工。 3.3 碳纖維片材實(shí)際粘貼面積應(yīng)不少于設(shè)計(jì)量，位置偏差應(yīng)不大于l0mm。 3.4 碳纖維片材與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量可用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維片材表面的方法來檢查，總有效粘結(jié)面積不應(yīng)低于95%。當(dāng)碳纖維布的空鼓面積小13、于10000mm2 時(shí)，可采用針管注膠的方式進(jìn)行補(bǔ)救.空鼓面積大于10000mm2 時(shí)，宜將空鼓處的碳纖維片材切除，重新搭接貼上等量的碳纖維片材，搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于l00m。 四、安全管理 1 、安全目標(biāo)a杜絕一切重大事故b爭(zhēng)創(chuàng)無事故工程2 、安全體系a在甲方安全體系的監(jiān)督下，建立以項(xiàng)目經(jīng)理為首的安全領(lǐng)導(dǎo)小組，有組織、有領(lǐng)導(dǎo)的開展安全管理活動(dòng)。b各部門必須職責(zé)分明，責(zé)任到位。項(xiàng)目經(jīng)理對(duì)整個(gè)加固工程安全全面負(fù)責(zé)，是項(xiàng)目安全管理的第一責(zé)任人。各級(jí)職能部門、人員，在各自業(yè)務(wù)范圍內(nèi)對(duì)實(shí)現(xiàn)安全施工的要求負(fù)責(zé)。全員承擔(dān)安全施工責(zé)任，建立安全施工責(zé)任。c按班組配備專職安全員。d接受建設(shè)方及相關(guān)單位對(duì)整個(gè)加固工14、程安全管理進(jìn)行監(jiān)督管理。3 、安全措施a為了增強(qiáng)施工人員的安全施工意識(shí)，提高安全施工知識(shí)，有效的防止施工人員的不安全行為，減少人員的失誤，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的管理及施工人員應(yīng)進(jìn)行上崗前的安全教育。b一切管理操作人員應(yīng)具有基本條件與較高素質(zhì)：具有合法的勞動(dòng)手續(xù)身體素質(zhì)良好具有適于不同層次操作所必須的文化“三工”人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)前必須進(jìn)行三級(jí)安全教育。4 、施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理措施a嚴(yán)格遵守甲方和本公司一切安全規(guī)章制度。接受甲方組織的施工安全教育，可能的情況下參加甲方組織的施工安全考核。b進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)必須戴安全帽，穿工作服、工作鞋。c高處作業(yè)必須系安全帶、裝安全網(wǎng)，嚴(yán)禁高空拋物。d特種作業(yè)工人必須持證上崗。e施工現(xiàn)場(chǎng)的15、坑、井、孔洞、溝道必須設(shè)置蓋板、欄桿及警告牌。f嚴(yán)禁在施工現(xiàn)場(chǎng)吸煙，嚴(yán)禁酒后作業(yè)。g施工用電由電工負(fù)責(zé)，嚴(yán)禁亂搭、亂接電源。h施工時(shí)必須保證施工現(xiàn)場(chǎng)有足夠的照明，且通風(fēng)通氣。i在指定的區(qū)域內(nèi)動(dòng)火，按規(guī)定配置消防設(shè)施。j各班組必須接受安全員的監(jiān)督，對(duì)安全員提出的不安全問題，立即采取措施予以改進(jìn)。k嚴(yán)禁施工管理人員違返安全規(guī)定指揮。l接受安全監(jiān)察部門的監(jiān)督與檢查。5、 安全檢查a全體管理與施工人員每星期進(jìn)行一次安全檢查、安全總結(jié)及安全學(xué)習(xí)。b檢查時(shí)必須對(duì)照有關(guān)規(guī)定有秩序地進(jìn)行。c查施工現(xiàn)場(chǎng)存在的事故隱患，查違章違紀(jì)，查安全設(shè)施。d查領(lǐng)導(dǎo)，查各級(jí)安全責(zé)任人的安全工作是否做到位。e對(duì)檢查的結(jié)果應(yīng)做詳細(xì)的記錄，有問題應(yīng)立即處理。f每次召開的安全工作會(huì)議及檢查記錄，應(yīng)立卷存檔。6 、事故調(diào)查制度a嚴(yán)格遵守國(guó)家有關(guān)規(guī)定和業(yè)主方事故調(diào)查制度。b事故處理按“三不放過”原則進(jìn)行調(diào)查、處理、統(tǒng)計(jì)和上報(bào)。