CN101748414A - 一种预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法 - Google Patents
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Abstract
一种预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法，其要求依次如下：1)首先使用无溶剂热固性高分子液体涂料修补灌注涂料具体进行表面涂层防腐养护处理，在钢绞线锚具外部形成不溶和不熔的耐久保护涂层；所述无溶剂热固性高分子液体涂料的性能指标应达到所述要求；2)选用灌注塑料外套和夹具在现场对所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具进行外包裹防护，使得锚具张拉端和固定端连成一体。本发明对预应力混凝土后张拉钢绞线锚具的防护操作规范易于遵行，防护效果好，使用寿命长，具有可以预见的巨大的经济和社会价值。
Description
技术领域
本发明涉及科学，特别提供了一种预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法。
背景技术
现有技术中，为增加混凝土结构内部高压流体对混凝土管壁内部的抗拉、抗冲强度的要求，通常采用钢绞线整体在外部和/或各股线之间的空隙都涂装有耐腐蚀涂层的无粘结预应力钢绞线作为混凝土预应力后张拉加载的结构件，以确保在高拉应力和潮湿环境下Cl-、SO4 2-、CO3 2-等应力腐蚀敏感离子侵入的所产生危害。其中张拉锚具的部位由于后张拉工作的需要，在现场施工过程中必须将原来预制的耐腐蚀涂层局部进行剥离，待张拉工作完成后才能进行后续的剥离部位防护(即锚具防腐)和混凝土浇注。
据1982年调查报告，美国每年使用20万吨预应力钢材中，40％的事故发生在采用后张法暴露在高浓度氯化物和潮湿环境的结构上。造成无粘结钢绞线腐蚀的主要原因是后张拉完成后混凝土用来封闭锚具和修补剥离破损面专用灰浆中存在氯离子和硫化物，以及填充砂浆孔隙空间过大，锚固端密封不实造成腐蚀侵入离子渗透是造成腐蚀破坏的最大隐患。因此采用合理可靠的张拉方法和锚具系统长效防腐蚀措施是确保本工程钢绞线的防腐质量和寿命以及保持工程耐久性的至关重要的问题。
目前常用的钢绞线锚具的防腐手段
一)整体浇注高性能混凝土
为达到与原预制混凝土相容性的原则，在锚具系统后张拉完成后，采用密实性的混凝土掺加阻锈剂进行锚具系统的防腐，虽然施工工艺简单，但在浇注混凝土中采用振捣方法对高强度钢绞线的刻划伤也是在所难免，产生局部应力腐蚀的根源。
由于混凝土的多孔性和高湿度的环境，侵入性离子很容易渗入。加入阻锈剂但必须在一定的碱度内才能发挥其防腐作用，侵入性离子和水分引起碱度降低的主要原因。另外由于灌注在锚具孔、张拉夹片之间的混凝土密实性不够致密也是导致该处产生应力腐蚀破坏的主要原因。
二)整体浇注树脂聚合物砂浆
该工艺与上述类同，只不过用树脂替代了水合化合物起到黏结混凝土的效果，同样在施工中存在对钢绞线损伤的诱因。由于聚合物混凝土与原预制混凝土的相容性差，并且其也存在空隙率高，致密性相对较差，导致抗侵入性离子的渗透能力差，在碱度下降到一定程度时造成钢绞线的锈蚀。同样由于采用浇注工艺，在结构和形状复杂的锚具系统中特别在锚孔和夹片位置浇注料能否灌注充盈值得怀疑。
三)油脂灌注密封法
采用黄油枪灌注的工艺，将油脂注入PE护套的内部，由于灌注工艺不够成熟，很难灌注成功，而且油脂是液体胶粘物在管制过程中泄露后很难清除干净，造成后续混凝土浇注与前预制混凝土的隔离。另外塑料套管具有一定的老化和降解的过程，达到一定的使用时间后套管破损而引起油脂的外泄，导致钢绞线接触外界介质使得服役寿命降低。
四)涂层防腐法
采用高性能热固性涂料，将锚具系统和剥离破坏护套的钢绞线进行整体防护，其目的和设计思想很先进，但由于多孔锚具系统结构复杂，施工空间狭小，施工的过程很困难，效率较低。而且锚具夹片和锚孔内部防腐很难达到全封闭，而且可能涂料的污染影响新旧混凝土的粘结问题。
人们渴望获得一种技术效果更好的预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种技术效果更好的预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法。
根据目前在锚具系统防腐方法的利弊，我们通过多次的试验、研究和中试，采用高性能热固性涂层整体对锚具系统进行灌注的技术完全可以达到与钢绞线整体的服役寿命的要求。
本发明提供了一种预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法，其特征在于：所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具的防护方法要求依次如下：
1)首先使用无溶剂热固性高分子液体涂料修补灌注涂料具体进行表面涂层防腐养护处理，在钢绞线锚具外部形成不溶和熔的耐久保护涂层；所述无溶剂热固性高分子液体涂料的性能指标应达到表1所述要求：
表1无溶剂热固性高分子液体涂料的性能指标
2)选用合理的灌注塑料外套和夹具：通过合理的设计使得无氯塑料外套在现场对所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具进行外包裹防护，无论是已经张拉完毕或未张拉都能快速安装，并且密封可靠，灌注的长度随意，使得锚具张拉端和固定端连成一体，通常要求保证灌注的涂层厚度均匀，同时节约锚具系统防腐的辅助材料，无需使用固定端橡胶密封板、钢夹板等材料，减少工程的成本和节约压紧密封板的时间；
通过以上的设计和施工，达到的锚具系统采用的防腐蚀措施达到或超过原来无粘结钢绞线的防腐蚀寿命和质量。
本发明所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法中，在所述的表面涂层养护处理过程中，采用高压无气灌注装备和工艺：利用无气喷涂机连续灌注的目的是使得空气不得混入灌注的涂层体系中而产生气泡和夹杂；同时采用高压压注的工艺，以便使得在钢绞线的内部和夹片等形状复杂部位灌注的涂层致密均匀无孔隙。
所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法还满足下述要求：
使用无溶剂热固性高分子液体涂料修补灌注涂料具体进行高压无气灌注现场防腐处理时所使用的涂料固体含量在95％以上；
所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法中，在所述的表面涂层养护处理过程中，采用高压无气灌注装备和工艺，双组分独立或混合进料的方式，不排空，灌注压力采用自动无级调压，灌注料连续无空气混合；双组分按照设计的要求进行充分的混合，施工简便和规范性强，通过以上的装备和工艺确保高性能无溶剂低收缩固化涂层的稳定性以及耐久性的要求，施工环境在≥-10℃和湿度≤90％能够施工作业；
所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法中，无粘结钢绞线锚具灌注防腐施工的工艺流程具体是：
将锚具的锚板进行除油和除锈清理(锚孔除油不除锈)，除锚板中的锚孔外采用熔结环氧粉末或液体环氧涂料或热浸锌或发黑进行重防腐涂层进行防护。
其中熔结环氧粉末涂层采用GB/T 18593-2001、SY/T 0315-2005等标准进行测试，所述熔结环氧粉末涂层的关键防护性能要求达到如下指标：
涂层的抗水渗透性(ASTM D570)：在蒸馏水中60℃条件下浸泡30天，涂层增重率≤2％；
涂层的附着力(SY/T 0315-2005)：95℃条件下，浸泡30天，涂层的附着力达到1级；
涂层的粘结强度(GB/T 18593-2001)：≥70MPa；
涂层的阴极剥离要求(SY/T 0315-2005)：在-1.5V、65℃条件下，2天，剥离半径≤3.5mm；
断面孔隙率(SY/T 0315-2005)：1～2级；
界面孔隙率(SY/T 0315-2005)：1～2级；
本发明所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法中，所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具的锚头的防腐施工方案具体为以下两种之一：整体涂层防腐法，护套管防腐法：
一)所述整体涂层防腐法具体要求是(参见附图1)：
1)在现场预应力钢绞线完成张拉完成后，采用专用液压切割工具割除张拉端多余的钢绞线，使得预留钢绞线越短越好；
2)用聚乙烯冷缠密封防腐胶带密封无粘结护套管的两端，以防护套内润滑油脂泄漏；
3)用抹布清除锚具安装过程中产生的油污，再用专用清洗剂快速清理剩余的污染物；
4)锚具的两端部和夹片，先用快速固化腻子封闭，然后在剥离的钢绞线和钢夹片等金属裸露处涂刷上调配好的无溶剂高分子防腐蚀涂料，使整个锚具和剥除PE和油脂的钢绞线全部密封起来；
5)涂层实干后，采用直流电火花检测无漏点方能进行下一步工序，使整个锚具和剥除PE和油脂的钢绞线全部密封起来；
6)防腐涂层养护完成后，按设计要求回填膨胀混凝土，混凝土中不得掺入含氯离子和硫酸根离子的材料；
钢绞线和锚具及其附属件处在无溶剂高分子涂料的多重防护下，侵蚀的气体和水分不能进入锚具体系，确保锚具体系的长效服役安全。
该方法的特点：涂层漏点可以检测，涂层质量可以保证。但涂层与混凝土为有粘结。
二)所述护套管防腐法具体要求是(锚具系统防腐如附图2)：
1)在现场预应力钢绞线完成张拉完成后，采用专用液压切割工具割除张拉端多余的钢绞线；
2)用适当的方式快速清除锚具张拉过程中留下的油污，再用专用清洗剂快速清理剩余的污染物；
3)根据现场钢绞线张拉时剥离的长度，将内衬支撑定位架的无氯塑料保护套管和夹片的变径端口在现场用快速固化腻子快速定位固定，并将套管两侧的带密封的卡环卡紧；
4)张拉线端部和锚固线的端部的套管尾部采用快速固化腻子封闭或用专用无氯塑料封头密封，并且与钢绞线的端部有一定间隙，以便SLF能够密封钢绞线的切割断面。
5)采用专用的双组分或单组分高压无气喷涂机在无氯塑料套管的注料孔内进行连续灌注，知道排气孔那侧出来一定高度的防腐涂料，停止灌注；
6)防腐涂层实干后，采用直流电火花漏点检测无漏点方能进行下一步工序；使整个锚具和剥除聚乙烯和油脂的钢绞线全部密封起来；
7)防腐涂层养护完成后，按设计要求回填膨胀混凝土，要求混凝土中不得掺入含氯离子和硫酸根离子的材料。
本发明对预应力混凝土后张拉钢绞线锚具的防护操作规范易于遵行，防护效果好，使用寿命长，具有可以预见的巨大的经济价值和社会。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为锚具和剥除PE护套的钢绞线的防护涂层示意图；
图2为锚具和剥除PE护套的钢绞线的灌注防护涂层示意图。
具体实施方式
附图中数字标号含义：图1中：夹片1、锚板2、SLF涂层3(双层)、聚乙烯冷缠密封防腐胶带4、剥离PE护套和油脂钢绞线5、无粘接钢绞线6、环氧腻子7、SEBF/SLF涂层或热浸锌或发黑8。图2中：钢绞线6、排气孔11、夹片1、锚板2、SLF涂层3、PE灌注护套12、注料孔13、PE护套14。
实施例1
一种预应力混凝土后张拉钢绞线10锚具防护方法，所述预应力混凝土后张拉钢绞线10锚具的防护方法要求依次如下：
1)首先使用无溶剂热固性高分子液体涂料修补灌注涂料具体进行表面涂层防腐养护处理，在钢绞线10的锚具外部形成不溶和熔的耐久保护涂层；所述无溶剂热固性高分子液体涂料的性能指标应达到表1所述要求；
2)选用合理的灌注塑料外套和夹具：通过合理的设计使得无氯塑料外套在现场对所述预应力混凝土后张拉钢绞线10锚具进行外包裹防护，无论是已经张拉完毕或未张拉都能快速安装，并且密封可靠，灌注的长度随意，使得锚具张拉端和固定端连成一体，通常要求保证灌注的涂层厚度均匀，同时节约锚具系统防腐的辅助材料，无需使用固定端橡胶密封板、钢夹板等材料，减少工程的成本和节约压紧密封板的时间；
通过以上的设计和施工，达到的锚具系统采用的防腐蚀措施达到或超过原来无粘结钢绞线10的防腐蚀寿命和质量。
本实施例所述预应力混凝土后张拉钢绞线10锚具防护方法中，在所述的表面涂层养护处理过程中，采用高压无气灌注装备和工艺：利用无气喷涂机连续灌注的目的是使得空气不得混入灌注的涂层体系中而产生气泡和夹杂；同时采用高压压注的工艺，以便使得在钢绞线10的内部和夹片1等形状复杂部位灌注的涂层致密均匀无孔隙。
所述预应力混凝土后张拉钢绞线10锚具防护方法还满足下述要求：
使用无溶剂热固性高分子液体涂料修补灌注涂料具体进行高压无气灌注现场防腐处理时所使用的涂料固体含量在95％以上；
所述预应力混凝土后张拉钢绞线10锚具防护方法中，在所述的表面涂层养护处理过程中，采用高压无气灌注装备和工艺，双组分独立或混合进料的方式，不排空，灌注压力采用自动无级调压，灌注料连续无空气混合；双组分按照设计的要求进行充分的混合，施工简便和规范性强，通过以上的装备和工艺确保高性能无溶剂低收缩固化涂层的稳定性以及耐久性的要求，施工环境在≥-10℃和湿度≤90％能够施工作业；
所述预应力混凝土后张拉钢绞线10锚具防护方法中，无粘结钢绞线10锚具灌注防腐施工的工艺流程具体是：
将锚具的锚板2进行除油和除锈清理(锚孔除油不除锈)，除锚板2中的锚孔外采用熔结环氧粉末或液体环氧涂料或热浸锌或发黑进行重防腐涂层进行防护。
其中熔结环氧粉末涂层采用GB/T 18593-2001、SY/T 0315-2005等标准进行测试，所述熔结环氧粉末涂层的关键防护性能要求达到如下指标：
涂层的抗水渗透性(ASTM D570)：在蒸馏水中60℃条件下浸泡30天，涂层增重率≤2％；
涂层的附着力(SY/T 0315-2005)：95℃条件下，浸泡30天，涂层的附着力达到1级；
涂层的粘结强度(GB/T 18593-2001)：≥70MPa；
涂层的阴极剥离要求(SY/T 0315-2005)：在-1.5V、65℃条件下，2天，剥离半径≤3.5mm；
断面孔隙率(SY/T 0315-2005)：1～2级；
界面孔隙率(SY/T 0315-2005)：1～2级；
本实施例所述预应力混凝土后张拉钢绞线10锚具防护方法中，所述预应力混凝土后张拉钢绞线10锚具的锚头的防腐施工方案具体为整体涂层防腐法，所述整体涂层防腐法具体要求是(参见附图1)：
1)在现场预应力钢绞线10完成张拉完成后，采用专用液压切割工具割除张拉端多余的钢绞线10，使得预留钢绞线10越短越好；
2)用聚乙烯冷缠密封防腐胶带密封无粘结护套管的两端，以防护套内润滑油脂泄漏；
3)用抹布清除锚具安装过程中产生的油污，再用专用清洗剂快速清理剩余的污染物；
4)锚具的两端部和夹片1，先用快速固化腻子封闭，然后在剥离的钢绞线10和钢夹片1等金属裸露处涂刷上调配好的无溶剂高分子防腐蚀涂料，使整个锚具和剥除PE和油脂的钢绞线10全部密封起来；
5)涂层实干后，采用直流电火花检测无漏点方能进行下一步工序，使整个锚具和剥除PE和油脂的钢绞线10全部密封起来；
6)防腐涂层养护完成后，按设计要求回填膨胀混凝土，混凝土中不得掺入含氯离子和硫酸根离子的材料；
钢绞线10和锚具及其附属件处在无溶剂高分子涂料的多重防护下，侵蚀的气体和水分不能进入锚具体系，确保锚具体系的长效服役安全。
该方法的特点：涂层漏点可以检测，涂层质量可以保证。但涂层与混凝土为有粘结。
实施例2
本实施例内容与实施例1内容基本相同，其不同之处主要在于：
本实施例所述预应力混凝土后张拉钢绞线10锚具防护方法中，所述预应力混凝土后张拉钢绞线10锚具的锚头的防腐施工方案具体为护套管防腐法：所述护套管防腐法具体要求是(锚具系统防腐如附图2)：
1)在现场预应力钢绞线10完成张拉完成后，采用专用液压切割工具割除张拉端多余的钢绞线10；
2)用适当的方式快速清除锚具张拉过程中留下的油污，再用专用清洗剂快速清理剩余的污染物；
3)根据现场钢绞线10张拉时剥离的长度，将内衬支撑定位架的无氯塑料保护套管和夹片1的变径端口在现场用快速固化腻子快速定位固定，并将套管两侧的带密封的卡环卡紧；
4)张拉线端部和锚固线的端部的套管尾部采用快速固化腻子封闭或用专用无氯塑料封头密封，并且与钢绞线10的端部有一定间隙，以便SLF能够密封钢绞线10的切割断面。
5)采用专用的双组分或单组分高压无气喷涂机在无氯塑料套管的注料孔内进行连续灌注，知道排气孔那侧出来一定高度的防腐涂料，停止灌注；
6)防腐涂层实干后，采用直流电火花漏点检测无漏点方能进行下一步工序；使整个锚具和剥除聚乙烯和油脂的钢绞线10全部密封起来；
7)防腐涂层养护完成后，按设计要求回填膨胀混凝土，要求混凝土中不得掺入含氯离子和硫酸根离子的材料。
Claims (5)
1.一种预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法，其特征在于：所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具的防护方法要求依次如下：
1)首先使用无溶剂热固性高分子液体涂料修补灌注涂料具体进行表面涂层防腐养护处理，在钢绞线锚具外部形成不溶和熔的耐久保护涂层；所述无溶剂热固性高分子液体涂料的性能指标应达到下述要求：
颜色及外观目测为：各色粘稠液体；粘度：符合产品技术要求；固体含量根据GB/T 1725：≥95％；粘结强度根据GB/T 5210-85：≥45Mpa；剪切强度根据ASTM D：≥21Mpa；冲击强度根据GB/T 18593-2001：≥12J；附着力(30d，95℃)根据GB/T 18593-2001：1级；抗氯离子渗透性(45d，23℃)根据ISO 14656：1999：＜1.0×10-4mol/l；抗弯曲性能根据SY/T 0315：≥40/PD；盐雾试验(中性)根据GB 1771：≥3000hrs；下述指标依据GB/T1763-79，同时要求表面无鼓泡，脱层，裂纹：耐化学腐蚀性能(60℃×168h浸渍)、蒸馏水、CaCl2 3mol/l、NaOH 3mol/l、饱和Ca(OH)2溶液；
2)选用灌注塑料外套和夹具在现场对所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具进行外包裹防护，使得锚具张拉端和固定端连成一体。
2.按照权利要求1所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法，其特征在于：
所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法中，在所述的表面涂层养护处理过程中，采用高压无气灌注装备和工艺：利用无气喷涂机连续灌注使得空气不得混入灌注的涂层体系中而产生气泡和夹杂；同时采用高压压注的工艺，以便使得在钢绞线的内部和夹片等形状复杂部位灌注的涂层致密均匀无孔隙。
3.按照权利要求2所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法，其特征在于：所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法还满足下述要求：
使用无溶剂热固性高分子液体涂料修补灌注涂料具体进行高压无气灌注现场防腐处理时所使用的涂料固体含量在95％以上；
所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法中，在所述的表面涂层养护处理过程中，采用高压无气灌注装备和工艺，双组分独立或混合进料的方式，不排空，灌注压力采用自动无级调压，灌注料连续无空气混合。
4.按照权利要求2所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法，其特征在于：所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法中，无粘结钢绞线锚具灌注防腐施工的工艺流程具体是：
将锚具的锚板进行除油和除锈清理(锚孔除油不除锈)，除锚板中的锚孔外采用熔结环氧粉末或液体环氧涂料或热浸锌或发黑进行重防腐涂层进行防护；其中：
熔结环氧粉末涂层采用GB/T 18593-2001、SY/T 0315-2005等标准进行测试，所述熔结环氧粉末涂层的关键防护性能要求达到如下指标：
涂层的抗水渗透性(ASTM D570)：在蒸馏水中60℃条件下浸泡30天，涂层增重率≤2％；
涂层的附着力(SY/T 0315-2005)：95℃条件下，浸泡30天，涂层的附着力达到1级；
涂层的粘结强度(GB/T 18593-2001)：≥70MPa；
涂层的阴极剥离要求(SY/T 0315-2005)：在-1.5V、65℃条件下，2天，剥离半径≤3.5mm；
断面孔隙率(SY/T 0315-2005)：1～2级；
界面孔隙率(SY/T 0315-2005)：1～2级。
5.按照权利要求4所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法，其特征在于：所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具防护方法中，所述预应力混凝土后张拉钢绞线锚具的锚头的防腐施工方案具体为以下两种之一：整体涂层防腐法，护套管防腐法：
一)所述整体涂层防腐法具体要求是：
1)在现场预应力钢绞线完成张拉完成后，采用专用液压切割工具割除张拉端多余的钢绞线；
2)用聚乙烯冷缠密封防腐胶带密封无粘结护套管的两端，以防护套内润滑油脂泄漏；
3)用抹布清除锚具安装过程中产生的油污，再用专用清洗剂快速清理剩余的污染物；
4)锚具的两端部和夹片，先用快速固化腻子封闭，然后在剥离的钢绞线和钢夹片金属裸露处涂刷上调配好的无溶剂高分子防腐蚀涂料，使整个锚具和剥除PE和油脂的钢绞线全部密封起来；
5)涂层实干后，采用直流电火花检测无漏点方能进行下一步工序，使整个锚具和剥除PE和油脂的钢绞线全部密封起来；
6)防腐涂层养护完成后，按设计要求回填膨胀混凝土，混凝土中不得掺入含氯离子和硫酸根离子的材料；
二)所述护套管防腐法具体要求是：
1)在现场预应力钢绞线完成张拉完成后，采用专用液压切割工具割除张拉端多余的钢绞线；
2)用适当的方式快速清除锚具张拉过程中留下的油污，再用专用清洗剂快速清理剩余的污染物；
3)根据现场钢绞线张拉时剥离的长度，将内衬支撑定位架的无氯塑料保护套管和夹片的变径端口在现场用快速固化腻子快速定位固定，并将套管两侧的带密封的卡环卡紧；
4)张拉线端部和锚固线的端部的套管尾部采用快速固化腻子封闭或用专用无氯塑料封头密封，并且与钢绞线的端部有一定间隙，以便SLF能够密封钢绞线的切割断面。
5)采用专用的双组分或单组分高压无气喷涂机在无氯塑料套管的注料孔内进行连续灌注，知道排气孔那侧出来一定高度的防腐涂料，停止灌注；
6)防腐涂层实干后，采用直流电火花漏点检测无漏点方能进行下一步工序；使整个锚具和剥除聚乙烯和油脂的钢绞线全部密封起来；
7)防腐涂层养护完成后，按设计要求回填膨胀混凝土，要求混凝土中不得掺入含氯离子和硫酸根离子的材料。
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