摘 要:火电厂建筑施工中,植筋技术是一种常用的施工方法,这也是一种施工补救方式,指的是将钢筋植入到已经建好的建筑结构中,让钢筋的锚固强度达到标准。文章首先对植筋技术进行了概述,然后分析了植筋施工的具体应用。
关键词:火电厂;建筑结构;施工;植筋技术
近年来,我国的建筑业飞速发展,各种先进的建筑施工技术层出不穷。在火电厂的建筑施工中,植筋技术得到了广泛的应用,这是一种用来补救、改造的施工工艺,在已经施工完成的梁、柱、板等建筑结构中植入钢筋,增强钢筋的强度和建筑结构的承载能力。
1 植筋技术简介
1.1 原理
钢筋、混凝土的接触面都具备化学吸附的作用力,所以这两种材料拥有良好的粘结性能。在收缩力的作用下,混凝土与钢筋之间会产生摩擦力和机械咬合力,使二者相互粘结在一起。植筋技术便是利用化学粘合剂,实现了钢筋、混凝土的紧密粘结,粘结得越牢固,钢筋的强度就越大,越容易满足施工要求。
1.2 粘结剂
粘结剂是植筋技术得以实施的不可或缺的材料,粘结剂的质量和性能越好,钢筋的锚固强度就越强。树脂、无机物(水泥质)是组成粘结剂的兩种高效混合物,树脂成分的高分子聚合反应能够提高粘合、愈合速度,水泥质的反应能够提高硬度、粘合度。
1.2.1 粘合剂的构成
树脂 + 水泥 = A组成
+ + +
硬化剂 + 水 = B组成
|| || ||
硬化合成材料+水泥浆=混合粘合剂
将A、B两种物质一起混合于混合器中,同一时间,产生硬化反应,完成混合物的硬化,这种物质的粘合力非常强,它是在有机体、无机体两基体之间形成的,所以具备以下性质:
(1)树脂的高反应率提高了早期强度。
(2)在高温状态下,无机基体具备抗塑性的变形能力。
(3)无机体、有机体二者的结合,让粘合剂具备低硬化的收缩功能。
1.2.2 粘合剂的优点
(1)安全性高、无异味、无苯乙烯成分。
(2)良好的耐热性能,常温下不会出现蠕变。
(3)最低可以在-5℃的环境下施工,最高可以承受40℃。
(4)属于水溶性的基材,残留的痕迹可以用清水洗净。
(5)阻燃性能良好。
(6)抗老化、抗酸碱性能良好。
1.2.3 火电厂建筑结构施工中粘合剂的优势
(1)不会对原结构造成挤压应力,小间距环境下可以进行作业。
(2)凝固速度快,承载力强。
(3)配合混合器施工,效率高。
1.2.4 粘合剂的化学反应时间
如果采用的是HIT-HY150植筋技术,粘合剂在不同的安装温度中的化学反应时间如表1所示:
从表1可知,常温下,粘合剂的固化时间并不长,是完全能够满足施工需求的,不过,为了进一步提高粘合的质量,最理想的固化时间还是应该达到3h。
1.2.5 粘合质的抗压力
植筋技术的一项重要参数就是粘合剂抗压力,可以通过以下方式计算得出粘合剂的抗压力:
Fb代表粘合质的抗拉力值,N。Φ代表钢筋直径,单位mm。Lb,inst代表的是钢筋埋深,单位mm。rc代表混凝土、粘合质的特点比较系数。rQ代表的是变化系数。
在应用植筋技术时,锚固钢筋的长度应比同直径钢筋的锚固长度短1/2左右。施工过程中,钻孔的工作量就要比通常情况下的补救技术更少,所以对原结构产生的破坏程度也会更小,当然,植筋技术的应用是有条件限制的,该技术只适用于混凝土等级>C20的原结构。
2 植筋技术的工艺流程
(1)施工前的准备工作:根据施工设计方案和现场环境,做好人力、物力、安全等各方面的准备工作。但凡参加植筋施工的人员,都要进行现场技术与安全的交底。
(2)定位放线:按照施工图纸的要求,首先要在建筑结构上放线定位,明确植筋作业的范围,标出钻孔的位置和孔径,并根据施工需求,通过钢筋探测仪明确原结构中的主筋位置,也可以凿开钢筋的保护层,给钢筋进行准确的定位。
(3)机械成孔:按照建筑結构设计的要求,可以参考植筋胶的使用要求来明确植筋孔的孔径,要保证孔深与施工设计的深度要求相符合,成孔的机械按照成孔深度、直径来选择相应型号的电锤、钻头、冲击钻等设备,在没有特别要求的情况下,尽量不使用水钻成孔。
在进行成孔施工时,要与地面或者顶面保持垂直,电锤和地面保持平行而且要略微朝上倾斜3~5度。施工过程中,如果遇到钢筋的结构,那么已经成孔的就需要作废,在获得监理、业主的认可后,在废孔的附近另外成孔,然后使用植筋胶来灌注废孔。
(4)清孔:如果采用的电锤方式成孔,那么在清孔时,就要先用加长的、不掉毛的毛刷在孔中反复的抽动,清除灰尘、杂物;再使用气泵或者通过压缩空气的方法从钻孔的底部进行清洁,吹尽孔内的浮尘;然后使用蘸了丙酮的棉丝、脱脂棉丝擦拭孔壁至少2遍;最后一步,使用干净棉丝去封堵孔口,避免孔内进入粉尘或者沙粒,不要用水直接清洗钻孔,否则孔内会很潮湿,对植筋施工的质量造成影响。如果采用水钻的方式成孔,在清孔时,就要先把内部的岩心给取出,在棉丝上绑上铁丝,沾出孔内的污水,或者使用抽水器来清除污水;然后用电热棒把孔洞烘干;最后使用脱脂的棉丝蘸着丙酮,把孔洞至少擦拭2遍,再用戛纳经的棉丝封堵住孔口。需要注意的是,烘干孔洞后不要立刻注胶封堵,否则会造成植筋胶的碳化,导致其丧失粘结性。
如果施工季节在冬天,孔内的温度较低,可以使用电热棒加热孔洞至30℃左右,以满足植筋胶的固化温度。
(5)钢筋的处理:钢筋的锚固长度范围内,一部分需要清除表面的锈迹和污物,通常使用角向磨光机并配合钢丝将锈迹刷掉,然后进行打磨,直至见到金属的光泽。
(6)配胶:现阶段,国内建筑市场的植筋猫骨胶的配置要求是不同的,像慧鱼、喜利得等厂家都会根据植筋胶的组分要求把各个组分的用量配好,并且用管状的形式封闭起来,在施工现场直接使用。还有一些厂家会按照施工现场的要求来计量与混合,提供植筋胶各个组分的用量,现场配置。
(7)植筋:如果植筋的方向是水平与垂直,则首先在孔内注入孔洞体积的1/3的胶,然后缓慢的旋转,把抹了胶的钢筋插入孔洞,再把孔洞内的空气排空,当钢筋达到植入深度的要求,再根据孔内植筋胶的使用量来补注,但不要过度补注,以免植筋胶溢出。
如果植筋的方向是垂直的,应该先在孔洞内插入抹了植筋胶的钢筋,再封堵住孔洞。
如果采用的是穿透孔植筋,在钢筋上涂抹植筋胶后,插入孔洞,先把孔洞的一端封闭,然后再完全封堵孔洞。
(8)固化和养护:补救施工结束后,在植筋胶的固化时间内,要做好保温和养护措施,不可对植筋做出任何的扰动行为,在植筋胶固化之后,再做后续的施工、检测等工作中。根据厂家的要求来确定养护时间,以喜利得HIT-RE500固化时间表的要求为例,养护时间如表2所示:
3 结束语
综上所述,要想在不破坏原结构的前提下植入新的钢筋,植筋技术是目前效果最好、应用最多的一种补救施工工艺,非常适合火电厂的建筑结构的施工。采用植筋技术,新植入的钢筋与原结构完美的融合在一起,共同起到增强强度和承载力的效果,而且粘合剂、粘合钢筋、混凝土并不会产生相互的挤压应力,所以不会对原结构造成破坏,在建筑结构的设计、施工、调整、改造、加固等环节中,植筋技术的实用性非常强,值得推广。
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