一种体内后张预应力钢绞线的防腐方法与流程

文档序号:11401631阅读:231来源:国知局

本发明涉及一种体内后张预应力钢绞线的防腐方法,属于结构工程领域。



背景技术:

几乎所有的标志性混凝土建筑都采用了后张预应力混凝土技术。特别是在桥梁工程领域,后张预应力混凝土技术广泛地应用于桥梁的设计、建造。

众所周知,在后张法施工中,预应力张拉完毕后必须及时对预应力管道进行压浆,以保护管道内的预应力筋。在后张有粘结预应力混凝土结构中,预应力筋和混凝土之间的共同工作以及预应力筋的防腐,是通过在预应力管道中灌满水泥浆来实现的。一旦后张预应力钢绞线发生腐蚀,造成结构病害或劣化,安全耐久性就会出现问题,就可能会导致桥梁垮塌、直至人身伤亡的恶性事故,这类事故会造成恶劣的社会影响和重大的经济损失。

一直以来,人们认为砂浆质量是很重要的,因为预应力筋的腐蚀表现为砂浆渗水和砂浆内部有可渗水的孔洞。这导致人们努力提高砂浆的抗渗质量。虽然现在浆体表现已有很大的改进,但最近建造的结构内仍发现有浆体内空洞、分离的浆体、软浆,高水平的硫酸盐含量、高的氯离子含量。另外,较高的相对湿度是预应力系统腐蚀的一个危险源,即使没有氯离子,较高的相对湿度仍影响水泥浆体的性能,特别是在存在孔洞的情况下,它降低了电阻,而电阻是抗腐蚀的一个重要材料性能表现。

最近几年采用真空压浆法压注水泥浆,极大地提高了孔道内水泥浆的饱满度。但水泥浆体本身是一种多孔的材料,仍阻挡不了水分和湿气的渗入。

对钢丝镀锌或环氧喷涂,是目前提高钢绞线防护比较有效的方法。但在钢绞线的制造、运输和安装过程中,稍有不慎,会损失保护层。哪怕是一个小的损伤点,条件具备后,腐蚀也会从其开始。

钢丝的锈蚀问题一直是桥梁工程中的技术难题。无论是斜拉桥中的拉索,悬索桥中的主缆、吊杆,或是下承式拱桥中的吊杆,也同样存在钢丝防腐问题,且其钢丝的重要性同样不言而喻,常规防护工艺也没有从根本上解决锈蚀问题。虽然将高强钢丝更换为高强不锈钢丝的方法正在逐渐被业界认可。认为可以从根本上解决其锈蚀问题,从而为桥梁建设的长期健康发展提供帮助。但因目前制造技术问题,质量仍不稳定,且造价昂贵,没有得到推广应用。因此,短期内很难广泛应用采用不锈钢丝制作的钢绞线。即便若干年后真正实现了,过去修建的大量后张预应力混凝土结构仍必须得到有效的维护。

以往的实践表明,虽然具有多道防护,一些后张预应力混凝土结构还是在使用6~17年后预应力筋失效。

当从外表发现内部的预应力筋可能受到腐蚀后,对其腐蚀部位和程度的检测是非常困难的。虽然目前可供选择的检测技术有超声波法、冲击波法、探地雷达法等,但技术都不成熟,且仅能检测出比较严重的腐蚀损伤。即使检测出来,处理起来也很麻烦,对只是局部损伤处,可打开处理,但对大范围的不密实和轻微损伤,则无能为力。后者随着时间的推移,同样严重影响结构的安全。

因此,预应力钢丝的防腐是亟待解决的技术难题。



技术实现要素:

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的不足和问题,提供了一种体内后张预应力钢绞线的防腐方法。该技术根据浆体内部存在微小孔洞,以及钢绞线钢丝间会存在空隙,且钢绞线钢丝间的浆体存在相对更多的孔洞。这些孔洞和空隙,便于防腐液体沿预应力孔道纵向渗透。为此,本发明向浆体渗入低粘性的防腐液体,用于在钢材表面形成保护层,浸渍周围的浆体并形成阻挡湿气和氧的屏障。

该发明的主要方案为,对既有的后张预应力构件,从封锚混凝土向预应力束的锚固端钻孔洞或从预应力孔道侧面的构件表面向预应力孔道内的浆体钻孔洞,对新的后张预应力构件,则制作时预留通往钢绞线锚固端或预应力孔道内的孔洞,通过孔洞向预应力孔道内渗人低粘性的钢丝防腐液体。钢绞线钢丝间会存在空隙,且钢绞线钢丝间的浆体存在相对更多的孔洞,因此,最有效的方法是从钢束端部中心位置开始浸渍。但对已安装到位的构件,端部不易触及或操作,此时可钻穿波纹管,从钢绞线周围的浆体开始渗人防腐液体,让其抵到钢丝间,再快速地沿预应力筋纵向渗透。

进一步地,所述的防腐液体为改性硅树脂。硅树脂是具有高度交联结构的热固性聚硅氧烷聚合物,具有很好的电绝缘性质,耐温及防水的效果。并且耐候性比一般的有机树脂好。因此,在耐温、耐热及防湿处理保护表层的涂布上,皆为理想的材料。硅树脂还可用作耐热、耐压的防腐涂料,金属保护涂料,建筑工程防水防潮涂料,脱模剂,粘合剂等。有机硅树脂耐热性好,通常在摄氏250度以下都稳定。并且耐水性表现优异,分子中甲基的排列使其具有憎水性,其涂膜的吸水性小。即使吸收了水分,也会迅速放出而恢复到原来的状态。硅树脂的这些优点,使其非常适合稍加改性后应用于钢丝的防腐。

进一步地,渗透过程达到12小时后,用防水材料封闭空洞。对各种不同的改性硅树脂,可在实施前或实施开始阶段,试验测试具体的渗透速度,确定具体的封堵时间。孔洞的封堵需要采用防水材料,比如防水砂浆、环氧胶泥等。

因预应力筋的重要性,及受损后易断裂和腐蚀的特点,对既有的后张预应力构件,从预应力孔道侧面的构件表面向预应力孔道内的浆体钻孔洞时,钻穿波纹管即可,不碰伤钢丝。

另外,为了加速渗透速度,可采用有压渗透,在所述孔洞口粘贴压浆嘴,采用压力注浆方式加速防腐液体的渗透。

具体施工时,可根据施工图纸或用探地雷达,确定预应力筋的具体位置,在钢束的锚固点或在孔道的中部开孔后,修补已发现的渗水点,并对密闭性检查后,开始浸渍。从端部浸渍,防腐液体可沿钢绞线内部的空隙延伸75米。从中部开孔的话可向两侧各浸渍30米。

本发明同样也适用于斜拉桥中的拉索,悬索桥中的主缆、吊杆,以及下承式拱桥中的吊杆的防腐处理。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

(1)操作简单,且不需要太高的技术要求,方便施工;

(2)效果好,防腐液体能在钢材表面形成防腐膜,并渗透入浆体,形成环绕钢绞线的附加保护屏障;

(3)费用低,这是因为用工少,材料用量少,另外还因为防腐液体的渗透长度较长;

(4)应用范围广,对新的和既有后张预应力筋都适用。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种体内后张预应力钢绞线的防腐方法,属于结构工程领域。体内后张预应力钢绞线容易被腐蚀,检测费用高,维修困难,是后张预应力结构的一个疑难问题。本发明提出了一种防护方法,方案是从构件封锚混凝土向预应力束的锚固端钻孔,或从预应力孔道侧面的构件表面向预应力孔道内的浆体钻孔,通过所钻孔向预应力孔道内渗人改性硅树脂液体。液体的改性硅树脂能沿着预应力钢绞线中钢丝的间隙渗透。钢丝表面的改性硅树脂和改性硅树脂渗入预应力筋周围水泥浆内形成的渗透层,能够有效地保护钢绞线,防止腐蚀的发生,或减缓腐蚀的速度和程度。对新构件,可在制作时预留开孔,渗入改性硅树脂液体。该发明操作简单,效果好,费用低,对既有构件和新构件都适用。

技术研发人员:魏建东
受保护的技术使用者:郑州大学
技术研发日:2016.02.25
技术公布日:2017.09.01
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