受NaOH重腐蝕化工廠房的加固技術

1、受 NaOH 重腐蝕化工廠房的加固技術祝亦霖、祝又霖、朱天順、鄒鮮江、劉保金、閔祖明、聶群安（武漢大筑建筑科技有限公司）摘 要：介紹重防腐涂料外包鋼“三重連接法”與粘貼碳纖維法加固 受 NaOH 強堿重腐蝕化工廠房的施工工藝與材料性能。關鍵詞：強堿重腐蝕，化工廠房，重防腐涂料，外包鋼加固，三重連 接法，碳纖維布湖北省沙市沙隆達集團堿蒸發(fā)車間建于 1973年，為 3 層鋼筋混凝土框 架結(jié)構(gòu)（局部4層），生產(chǎn)NaOH強堿。由于60100C高溫NaOH蒸汽長 期充滿廠房，鋼筋混凝土構(gòu)件受到強腐蝕，每年進行一次修理。由于沒有 找到有效的方法，修理的成效并不理想。1999年時，第 1 、2層腐蝕已專門嚴

2、峻，幾乎所有柱梁混凝土通長開裂，鋼筋大面積銹蝕，混凝土大塊脫落、 鋼筋銹斷或瘀結(jié)成塊，廠房已處于十分危險的狀況，不得不采納 200 3 00 鋼管作臨時支撐（注：此車間若停止生產(chǎn)，整個集團則癱瘓，月缺失 45 00 萬元， 故只能修理，不能拆除重建） 。武漢大筑建筑科技有限公司采納重 防腐涂料和新的加固技術承接此工程，按預定的要求和目標完成了加固修 理工程，使一個原先腐爛不堪的廠房煥然一新，展現(xiàn)了新技術的前途?，F(xiàn) 將工程簡介如下：防腐蝕的選擇、設計與施工我國的防腐蝕材料從整體水平看，位于世界前列，已與世界進展同 步，專門是重防腐蝕涂料，國外現(xiàn)有的品種國內(nèi)幾乎都有，市場有需要的 防腐蝕涂料新品種

3、大都能及時開發(fā)出來，具有中國特色的防腐蝕涂料也在 持續(xù)進展，其性能指標均已趕上或超過國外同類產(chǎn)品?，F(xiàn)在存在的咨詢題是，推廣應用的速度太慢，使許多容易解決的腐蝕 咨詢題長期無法解決，以致全世界每年因腐蝕而造成的缺失高達1000 多億美元。在沙隆達堿蒸發(fā)車間的防腐工程上，我們要緊是按照耐強堿，耐不同 溫度和用于鋼材防腐蝕三個條件進行防腐蝕材料的選擇。 通過試驗選擇了 2 種重防腐涂料：第一種重防腐涂料為以高氯化聚乙烯和環(huán)氧樹脂為要緊成 分的重防腐蝕涂料，此涂料具有優(yōu)異的在 100 C以下抗強堿化學藥品性能， 將試件放在溫度6080C，濃度為30%的NaOH溶液中煮3小時，未見試 件變化，。第二種重

4、防腐蝕涂料為漆酚酞樹脂重防腐涂料，此涂料具有優(yōu)異 的高溫環(huán)境中抗強堿化學藥品性能，將試件放在溫度130150C，濃度為60%的 NaOH 溶液中煮 5小時，未見試件變化。第一種涂料用于環(huán)境溫度較 低、腐蝕較輕的結(jié)構(gòu)處，第二種涂料用于環(huán)境溫度高，腐蝕嚴峻的結(jié)構(gòu)處。防腐蝕工藝的設計由于該車間的高溫度 NaOH 蒸汽長期存在，腐蝕性專門強，我們采納 了多道防腐蝕工序：對原有混凝土中的鋼筋除銹后，涂刷 2 道防腐涂料； 在加固用鋼板的內(nèi)、外表面噴涂 25 道防腐涂料； 環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠涂刷于防腐涂料外表面，起嚴密封閉作用； 在鋼板外現(xiàn)澆50mm厚混凝土（或粉刷30mm厚水泥砂漿）； 在新澆混凝土（或水泥

5、砂漿）外表面噴涂環(huán)氧樹脂膠一道。 防腐涂料的要緊施工方法要緊施工方法 將原混凝土內(nèi)鋼筋打磨除銹，嚴峻銹蝕的鋼筋則切割去掉，然后涂 刷 2 道重防腐蝕涂料；加固用鋼板內(nèi)外表面洗除油污后打磨露出新奇表面（即有發(fā)亮表面） ， 再次清洗除去雜物；在鋼板外表面噴涂防腐蝕底漆 12（腐蝕嚴峻處 2 道），面漆一道；在 鋼板外表面噴涂底漆 2 道，中間漆一道，面漆 2 道；每道防腐涂料間隔時刻為 36 小時；每道成膜厚度為2535卩m;將干燥的新澆混凝土（或水泥砂漿）打磨，除去表面水泥浮層，在將 環(huán)氧樹脂膠噴涂于表面。2、要緊施工注意事項： 被涂構(gòu)件表面必須處理潔凈和干燥； 鋼板外表面要打磨粗糙，打磨后 4

6、 小時內(nèi)噴涂防腐涂料。 稀釋劑盡量少用，最多不宜超過 5%。 環(huán)氧樹脂膠的稀釋應采納活性稀釋劑，以保證噴涂后的粘結(jié)強度。 環(huán)氧樹脂、固化劑和增韌劑選用粘度小的品種。 施工時相對濕度不宜超過 85%，天氣溫度不宜超過35C。防腐涂料的厚度必須保證，要用涂料測厚儀全面檢測厚度，達不到要 求的，要增加涂刷道數(shù)。加固方法的選擇、設計與施工加固方法的選擇 可用于此工程的現(xiàn)行加固方法有以下幾種：粘鋼法、外包鋼板法、粘 碳纖維法、擴大截面法、鋼結(jié)構(gòu)托換法、外包型鋼法等。按照堿蒸發(fā)車間的生產(chǎn)工藝和要求 NaOH 強度對各種物質(zhì)的腐蝕性能， 我們將幾種加固方法混合應用于此項工程中，不僅加固成效好，工期短， 而且

7、成本比原概算下降 50%以上。對腐蝕嚴峻的柱梁采納外包鋼板三重連接法加固，然后在鋼板外支模 板澆搗 50mm 厚 C30 混凝土。對腐蝕較嚴峻的柱梁采納外包鋼板三重連接法和粘碳纖維法加固，然 后在鋼板或碳纖維外粉刷 30mm 厚的水泥砂漿。關于腐蝕十分嚴峻的梁采納外包型鋼法加固。加固方法的設計 設計依據(jù)：現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范，現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)加固 技術規(guī)范和碳纖維片材加固技術規(guī)程等。運算：（略）。 要緊設計大樣圖:板套鋼 056 vul 一 202 圖1:外包鋼板三重連接法加固柱連接法和粘碳纖維法加固柱圖2:外包鋼板三重5X 50扁 鋼 內(nèi)注結(jié)構(gòu)膠兩端各五道“ U 形0.12mr單層碳

8、纖維布10X（梁寬 +50） 底面封口板210X20C梁側(cè)夾板內(nèi)注大筑結(jié)構(gòu)膠M1化學螺栓 400焊接鋼托梁圖4:外包型鋼圖3:粘碳纖維加固梁加固梁加固方法的施工本文僅對外包鋼板（或型鋼）三重連接加固法作簡要分析：三重連接技術的簡介外包鋼板三重連接加固法是將鋼板外包于混凝土構(gòu)件（或磚混結(jié)構(gòu)） 上對混凝土構(gòu)件進行加固，鋼板與混凝土構(gòu)件的連接則先用高強粘接內(nèi)脹 螺栓將鋼板固定于混凝土構(gòu)件上，再用通長滿焊將多塊鋼板焊為一個整體， 最后將建筑結(jié)構(gòu)膠灌注于鋼板和混凝土構(gòu)件間隙之間。即稱為“錨固一一 焊接一一粘接”三重連接技術。試驗證明：三重連接技術能有效地保證外包鋼板與混凝土構(gòu)件共同作 用，使鋼板與混凝土

9、構(gòu)件能夠同步受力，排除應力滯后，能較大幅度地提 升加固構(gòu)件的承載力，延展性也有明顯提升，有利于抗震。要緊施工工藝：將疏松和有裂縫處的混凝土層鑿除潔凈（銹蝕鋼筋打磨并防腐蝕處 理），將混凝土表面的水泥漿浮層打磨，直至露出砂石面層，彈線鉆預埋螺 栓孔；用清洗劑認確實清除鋼板表面的油污層，再將鋼板打磨粗糙并清理 雜物，按實際尺寸下料并鉆螺栓孔；用 M16粘接內(nèi)脹螺栓（螺栓間距300 400）將鋼板錨固并緊貼于混凝土表面；鋼板與鋼板相交處全部為通長焊 接；用速凝耐壓密封膠將鋼板上所有的縫隙與孔洞封閉，待密封膠干硬后， 用機械方法將灌注型粘鋼膠由下向上，由中間向兩側(cè)慢速壓入鋼板與混凝 土之間，使鋼板與混

10、凝土構(gòu)件牢固的粘接為一體。粘鋼膠固化后（一樣24h后），在鋼板外表面用結(jié)構(gòu)膠粘上一層中粗砂， 增加外澆混凝土或水泥砂漿面層與鋼板表面的附著力。要緊技術參數(shù)：（1）大筑灌注粘鋼結(jié)構(gòu)膠技術性能表外觀甲組分：淡黃色透亮液體舉存比例（重量比）甲：乙=1 : 0.30.5乙組分：棕紅色液體混合后密度（g/cm2）1.051.1膠體自身強度（MPa）壓縮 70施工溫度（C）550拉伸 30可操作時刻（min）25 C 45鋼一鋼粘接強度（MPa）剪切 2410C 60固化時刻（h）25 C612拉伸 3610C2436鋼一混凝土粘接強度C80混凝土破壞耐濕熱老化性（時刻h/剪切MPa）4000/22（2）

11、高強度粘接內(nèi)脹螺栓技術性能表二內(nèi)脹 螺栓 規(guī)格固定 鋼板 最大 厚度（mm）鋼材破壞（kN）混凝土破壞（kN）錨栓彎矩(N m)M 1Rd.s拉力.、八剪力拉力剪力混凝土錐體破壞NRd, c構(gòu)件邊緣破壞V Rd.c作用力反向混凝土破壞V Rd.cpC20C30C40C50C60C20C30C40C50C60C20C30C40C50C60M12103417212630313328354043454862677377122M16306331324046485150617173787389103113119289M2040984945556467718097110118123102125144158166565M24501417160728489931131391601701771351671942122191221M30 50224112831011171241311842242572602791882342672973061908注：螺栓材質(zhì)：鋼，強度等級 6.8級 粘結(jié)錨固膠：大筑