CN102392411A

CN102392411A - 海工混凝土墩体的钢筋防侵蚀方法及装置

Info

Publication number: CN102392411A
Application number: CN2011103206869A
Authority: CN
Inventors: 朱杰; 方从启
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2031-10-20
Also published as: CN102392411B

Abstract

本发明公开一种海工混凝土墩体的钢筋防侵蚀方法及装置，通过薄膜气垫套圈来隔阻氯离子侵蚀混凝土内钢筋，所述的薄膜气垫套圈是根据实际桥墩尺寸及要求制作，由整合式薄膜套圈内部衬弹性介质，在充气管道口处设置密封阀，并且制作时在顶部及底部设置压边带；待钢筋笼绑扎结束，通过在薄膜气垫套圈内圈构置绑扎钢筋环套及连接压边带与钢筋笼，将套圈固定钢筋笼上；随钢筋笼形成整体，缓慢灌注混凝土，并通过操作密封阀控制套圈内部压强。当混凝土桥墩使用时，薄膜气垫套圈起到阻止氯离子进入并接触内部钢筋，防护钢筋受氯离子侵蚀作用而产生危害。

Description

海工混凝土墩体的钢筋防侵蚀方法及装置

技术领域

本发明涉及的是一种土木工程桥梁建设领域的钢筋防侵蚀，具体是一种用于钢筋混凝土水工墩体构件的防侵蚀方法及装置。

背景技术

钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的重要因素。现今世界上海洋中桥梁、港口建设，桥墩、防护堤等所用材料基本为钢筋混凝土，每年因受氯离子等侵蚀影响损失巨大，且维护费用极高，特别是处于干湿循环作用下的潮差区和浪溅区，是侵蚀最严重的区域。

一方面，氯离子进入混凝土有两种方式：一是作为混凝土拌合物的组分掺入混凝土中，包括水泥、沙以及拌合水中的氯化物等；另一种是环境中的氯离子通过扩散渗入混凝土并到达钢筋表面，与之发生反应，其中后者是导致侵蚀破坏的主要因素。另一方面，在海洋环境中，桥墩及堤坝因暴露条件不同可分不同区域，潮差区和浪溅区钢筋受侵蚀破坏最为严重，其次是大气区，水下区几乎不会发生钢筋受侵蚀破坏。因此，在潮差区和浪溅区（可适当加减区域面积）可以单独“强化”其防护能力，不仅可保护其最易受害区域，还可节省材料，提高经济性。

目前的钢筋防锈蚀方法主要采用混凝土表面涂层、增大保护层厚度、钢筋涂层等措施。混凝土表面涂层在干湿循环、光照作用下，易发生龟裂、脱皮现象，需不断进行涂层修复；按规定，50年设计使用期限，浪溅潮差区的保护层厚度至少应达8cm，增大其厚度，成本太高；钢筋涂刷防绣漆会造成钢筋与混凝土之间的粘结应力下降，降低两者的协同工作能力，甚至局部破坏造成点蚀，产生应力集中，威胁钢筋的使用安全。

发明内容

本发明的目的是要解决上述问题，提供一种既能有效阻止混凝土内钢筋受侵蚀作用，又具经济性的海工混凝土墩体的钢筋防侵蚀方法及装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明所述的海工混凝土墩体的钢筋防侵蚀方法，具体为：根据墩体设计薄膜气垫套圈，在绑接好钢筋笼之后，将薄膜气垫套圈固定在钢筋笼上，待钢筋笼吊装好并浇筑混凝土之后，对薄膜气垫套圈充入气体。当混凝土墩体使用时，薄膜气垫套圈起到阻止氯离子进入并接触内部钢筋，防护钢筋受侵蚀。

本发明所述的海工混凝土墩体的钢筋防侵蚀方法，包括以下技术步骤：

第一步、基于墩体及钢筋笼尺寸来确定薄膜气垫套圈尺寸：套圈尺寸设计至少能包围住钢筋笼整体，且其距离钢筋笼距离不能过小，一般取值为3~4cm，防止混凝土浇筑时因间隙太小而不能混合均匀，套圈外边缘距离保护层外层大致在5~3cm；套圈尺寸确定之后，由工厂定制，具体要求如下：气垫套圈内环填充弹性介质充满套圈；在套圈顶部设置充气管道，并且管道外设置钢管套环，管道口安装气门芯阀，用以检测气压及充放气；薄膜套圈顶部和底部设置压边带，用其与钢筋笼连接固定。

第二步、绑扎固定薄膜套圈于钢筋笼：在顶部、底部压边带以及中间处架设环向钢筋环，通过平行于钢筋笼主筋的钢筋固定，再与钢筋笼绑接；固定好薄膜套圈之后，给其充入一定气体。

第三步、灌注混凝土及应用：控制速度，让混凝土从薄膜套圈两侧缓慢灌入，与薄膜套圈碰撞不能过大；后期使用时，通过测量内部压力变化并适当充气即可。

本发明所述的海工混凝土墩体的钢筋防侵蚀装置，包括薄膜气垫套圈，所述薄膜气垫套圈内部衬弹性介质，所述薄膜气垫套圈设有充气管道，在充气管道口处设置气门芯阀，所述薄膜气垫套圈顶部及底部设置压边带；所述薄膜气垫套圈顶部、底部压边带处以及中间处架设环向钢筋环，并通过平行于钢筋笼主筋的钢筋固定形成钢丝套环。

所述薄膜气垫套圈固定在钢筋笼上。

本发明利用简单的薄膜抗渗原理，提供了一种提高混凝土结构耐久性的方法。操作简便，无需复杂的设备，且相对于结构构件费用，经济实用；薄膜套圈经过混凝土压紧后，厚度极小，并且位于保护层内，对混凝土强度造成的影响可以忽略不计，也不会对混凝土和钢筋之间的粘结应力产生影响。

附图说明

图1是本发明的实际应用示意图。

图2是本发明的局部B放大示意图。

图3是本发明的薄膜气垫套圈俯视图，即A-A截面。

图4是本发明的薄膜气垫套圈侧视图。

图中：墩体（模板）1、薄膜气垫套圈2、钢筋笼3、弹性介质4、充气管道5、钢丝套环6、压边带7。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1-4所示，本实施例提供一种海工混凝土墩体的钢筋防侵蚀装置，包括薄膜气垫套圈2，所述薄膜气垫套圈2内部填充有弹性介质4，所述薄膜气垫套圈2设有充气管道5，在充气管道口处设置气门芯阀，所述薄膜气垫套圈2顶部及底部设置压边带7；所述薄膜气垫套圈2顶部、底部压边带处以及中间处架设环向钢筋环，并通过平行于钢筋笼主筋的钢筋固定形成钢丝套环6。

所述薄膜气垫套圈2固定在钢筋笼3上。

所述薄膜气垫套圈2尺寸至少能包围住钢筋笼3整体，且其距离钢筋笼距离为3~4cm，套圈外边缘距离保护层外层在5~3cm之间。

实施例2

如图1-4所示，本实施例提供一种海工混凝土墩体的钢筋防侵蚀方法，应用中涉及的对象和部件包括：墩体（模板）1、薄膜气垫套圈2、钢筋笼3、弹性介质4、充气管道及钢管保护环5、钢丝套环6、压边带7。

所述薄膜气垫套圈2，可选取耐老化耐高温薄膜材料，如TPU薄膜等，具体选择薄膜材料，不属于本实施例特有技术。

所述弹性介质4，可选取海绵等可压缩性材料，不属于本实施例特有技术。

所述压边带7，可选取帆布等材料，不属于本实施例特有技术。

本实施例包括以下具体操作步骤：

第一步、薄膜气垫制造：薄膜气垫套圈2要求尺寸至少能包围住钢筋笼3整体，可由工厂定制，具体要求如下：气垫套圈2内环向放置弹性介质4，使其充满薄膜套圈2；在套圈2顶部设置充气管道5，端口安装气门芯阀；薄膜套圈2顶部和底部设置压边带7。

第二步、制作好薄膜套圈2之后，当架设绑扎钢筋笼3时，将套圈2置于其间，待绑接好之后，沿着薄膜套圈2内边缘，环向顶部、中部和底部三处及纵向每隔90度四处绑接形成钢丝套环6，并与钢筋笼3绑接固定，再给薄膜套圈2冲入一定气体。安装模板时，保留充气管道5孔径，并固定在模板1之上。

第三步、混凝土灌注，控制其速度，让混凝土从薄膜套圈2两侧缓慢，减小与薄膜套圈2的碰撞，防止薄膜套圈2与钢丝套环6、钢筋笼3脱离。待灌注结束，通过充气孔道5测量薄膜套圈2内空气压力，并充放气体。在后期养护时，通过测量薄膜套圈2内部压力变化并适当充气即可。

本发明原理简单，效果显著，操作简便，无需复杂的设备；相对于结构构件及维护费用，经济性好。与现有表面涂层、增大保护层厚度、钢筋喷漆处理相比，其受外界影响小，防侵蚀能力更彻底，耐久性更强，更具经济性；其位于保护层内，对墩体受力影响基本可以忽略，也不会对混凝土和钢筋之间的粘结应力产生影响。

Claims

1.一种海工混凝土墩体的钢筋防侵蚀方法，其特征在于：根据墩体设计薄膜气垫套圈，在绑接好钢筋笼之后，将薄膜气垫套圈固定在钢筋笼上，待钢筋笼吊装好并浇筑混凝土之后，对薄膜气垫套圈充入气体；当混凝土墩体使用时，薄膜气垫套圈起到阻止氯离子进入并接触内部钢筋，防护钢筋受侵蚀。

2.根据权利要求1所述的海工混凝土墩体的钢筋防侵蚀方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步、根据设计墩体及钢筋笼尺寸来确定薄膜气垫套圈的尺寸，然后依据确定的尺寸加工生产薄膜气垫套圈；

第二步、在薄膜气垫套圈顶部、底部压边带处以及中间处架设环向钢筋环，并通过平行于钢筋笼主筋的钢筋固定形成钢丝套环，将其绑扎固定于钢筋笼上，与钢筋笼形成一整体，并给薄膜气垫套圈冲入气体；

第三步、吊装好钢筋笼和固定好模板之后，控制灌注速度，让混凝土从薄膜气垫套圈两侧缓慢灌入，保持让混凝土与薄膜气垫套圈碰撞不能过大，后期使用维护时，通过测量内部压力变化并适当充气即可。

3.根据权利要求1或2所述的海工混凝土墩体的钢筋防侵蚀方法，其特征在于：所述薄膜气垫套圈的尺寸要求：套圈尺寸设计至少能包围住钢筋笼整体，且其距离钢筋笼距离为3~4cm，套圈外边缘距离保护层外层在5~3cm之间。

4.根据权利要求1或2所述的海工混凝土墩体的钢筋防侵蚀方法，其特征在于：所述薄膜气垫套圈内填充弹性介质，顶部设置充气管道，并且管道外设置钢管套环，管道口安装气门芯阀。

5.一种海工混凝土墩体的钢筋防侵蚀装置，其特征在于包括薄膜气垫套圈，所述薄膜气垫套圈内部填充有弹性介质，所述薄膜气垫套圈设有充气管道，在充气管道口处设置气门芯阀，所述套圈顶部及底部设置压边带；所述薄膜气垫套圈顶部、底部压边带处以及中间处架设环向钢筋环，并通过平行于钢筋笼主筋的钢筋固定形成钢丝套环。

6.根据权利要求5所述的海工混凝土墩体的钢筋防侵蚀装置，其特征在于：所述充气管道外设置钢管保护环。

7.根据权利要求5所述的海工混凝土墩体的钢筋防侵蚀装置，其特征在于：所述薄膜气垫套圈固定在钢筋笼上。

8.根据权利要求5或7所述的海工混凝土墩体的钢筋防侵蚀装置，其特征在于：所述薄膜气垫套圈尺寸至少能包围住钢筋笼整体。

9.根据权利要求8所述的海工混凝土墩体的钢筋防侵蚀装置，其特征在于：所述薄膜气垫套圈距离钢筋笼距离为3~4cm，所述薄膜气垫套圈外边缘距离保护层外层在5~3cm之间。