CN116715536A - 一种输水隧道混凝土管片防腐处理方法 - Google Patents

一种输水隧道混凝土管片防腐处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种输水隧道混凝土管片防腐处理方法，方法如下：步骤一：管片准备：混凝土管片浇注成型养护达14天后方可进行防腐喷涂施工，施工前仔细检查管片基层表面是否有外露钢筋、明显裂缝及边角脱落异常缺陷，如发现上述情况及时上报管理人员做报废或符合规范要求可修补的缺陷进行修补处理，禁止对表面有缺陷的管片进行环氧防腐涂料的施工；步骤二：基层清理：通过表面打磨和表面清洁对管片进行清理；本发明的有益效果是：在管片防腐中应用高压无气喷涂工艺，解决了管片防腐漆的流挂现象，提升了管片防腐漆的喷涂质量，提高了作业效率；通过管片防腐工艺性试验,总结了一套不同作业环境条件下的材料配合比及工艺参数，具有较高的参考价值。

Description

一种输水隧道混凝土管片防腐处理方法
技术领域
本发明属于混凝土管片防腐技术领域，具体涉及一种输水隧道混凝土管片防腐处理方法。
背景技术
在盾构法隧道施工中，混凝土管片作为衬砌结构被广泛使用；在盾构施工中，每环衬砌管片均由6块弧形的管片拼装而成，每块管片的生产采用定制且精度很高的管模，混凝土浇筑振捣有采用人工振捣也有采用机械式整体振捣；为缩短生产周期，便于提高早期混凝土强度以宜脱模，管片多采用蒸汽养护，在混凝土管片的生产过程中，尤其在脱模后，管片表面往往会出现一些微小的裂纹和水气泡；这些裂纹大部分是长度短、宽度小、方向不规则的杂乱裂纹，水气泡多出现在管片的侧面，尤其在管片弧形止水槽顶部比较多，虽然初期对管片没有什么大的危险，但随着混凝土龄期的增长，在外荷载和外界温度变化的反复作用下，这些表面细小裂纹逐渐发展成较为严重的裂缝状态；水气泡的大量存在同样也削弱了局部保护层的厚度。
输水隧洞是水利工程中常见的一种建筑，其输水建筑以隧洞的形式出现；作为水利工程中较为常见，比较重要的输水隧道技术，它直接影响着整个水利工程的质量，在推动国家经济发展和保障人民安居乐起着非常重要的作用，一直以来得到水利工程建筑行业的高度关注；我国的水利工程多为综合南北地区的水资源而建，因此需要在工程中修建长距离的输水隧洞，其建设难度及风险也随着长度的增加而增大。
混凝土管片是盾构隧道衬砌环的基本单元，以钢筋、混凝土为主要原材料按混凝土构件设计制成的管片；盾构施工过程中衬砌管片与周围不同特质的土壤接触时必须做好相应的防腐蚀措施，也是保证输水隧道使用过程中不可忽视的安全保障；混凝土管片防腐施工应运而生，传统工艺主要采用人工涂刷防腐漆，存在着涂刷不均匀，不利于保证外观的平整光滑，人工涂刷存在着防腐漆的流挂现象，造成了防腐材料的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种输水隧道混凝土管片防腐处理方法，解决了管片防腐漆的流挂现象，降低作业人员的身体损害。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种输水隧道混凝土管片防腐处理方法，所述方法如下：
步骤一：管片准备：混凝土管片浇注成型养护达14天后方可进行防腐喷涂施工，施工前仔细检查管片基层表面是否有外露钢筋、明显裂缝及边角脱落异常缺陷，如发现上述情况及时上报管理人员做报废或符合规范要求可修补的缺陷进行修补处理，禁止对表面有缺陷的管片进行环氧防腐涂料的施工；
步骤二：基层清理：通过表面打磨和表面清洁对管片进行清理；
步骤三：基层验收：清理完毕后进行基层验收，检查清理完毕的管片是否有气孔、破损或浮尘；若有，及时按修补方案进行处理或清理；
步骤四：喷涂水性防水材料：喷洒作业时，喷枪距离管片面30～40cm，保持垂直，喷枪压力控制在130～180bar，喷嘴移动速度3～8m/min，喷枪直径0.4～0.55mm，喷洒速度需缓慢、均匀，基面需达到充分润湿状态，吸收过快部分需进行补喷，在30min内完成，待完全干透后即可进入下一道工序；
步骤五：涂膜外观质量检查：水性防水材料喷涂后详细检查涂膜外观质量，对存在喷涂不到位的部位及时予以补喷；
步骤六：喷涂环氧树脂漆：第1道、第2道环氧树脂漆涂层设计干膜厚度均为200μm，按设计要求采用无气喷涂，喷涂实施前采用清洁干燥的压缩空气吹净管片表面的粉尘杂物，对边、角、缝隙不易喷涂处进行预涂，喷枪距离管片面30～40cm，保持垂直，喷枪压力控制在130～180bar，喷嘴移动速度5～10m/min，喷枪直径0.4～0.55mm；第2道面漆喷涂完成后及时对管片表面产生的流挂进行抹刷处理；
步骤七：涂膜外观质量检查：第2道环氧树脂漆喷涂后详细检查涂膜外观质量，对存在喷涂不到位的部位及时予以补喷；
步骤八：干膜厚度及附着力抽检；
步骤九：管片入库：防腐喷涂作业完成后自然养护24h，将管片成环存储至指定区域。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述表面打磨：对混凝土表面的浮浆皮，突起、尖锐部位及其他附着不牢的结构缺陷使用动力工具打磨平整；表面清洁：除去打磨后表面的粉尘颗粒，先采用大功率的鼓风机或用喷枪管中的压力空气加以吹净，然后利用高压清洗机对管片表面冲洗干净。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述步骤四中，作业时，混凝土表面温度为10℃～40℃之间，表面含水率不超过8％。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述水性防水材料制备方法如下：
将水置于反应釜中，加入脂肪醇聚氧乙烯醚并搅拌，然后加入二丁基萘磺酸钠、异丙醇并搅拌，冷却至室温静置，形成有机活性介质溶液；
将水置于反应釜中，加入硅酸钠水溶液并搅拌，然后加入有机活性介质溶液并搅拌，形成混合溶液；
将水置于反应釜中，在高速搅拌的环境下分两次逐步加入酒石酸，然后分两次逐步加入碳酸钠并搅拌，再加入混合溶液进行搅拌，最后加入甲基硅酸钾并搅，然后静置。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述干膜厚度检测：在管片表面防腐漆完全干燥后，利用超声波涂层测厚仪按管片数量10％的比例进行干膜厚度检查，检测管片的6个面，每个面检测点不少于5个；85％以上的检测点应达到设计厚度400μm，最小干膜厚度不低于设计厚度的85％。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述附着力检测：在涂层涂装完毕7天后，利用附着力检测仪对现场喷涂的涂层面的附着力测试，按每50㎡随机检测3点，要求附着力≥3Mpa。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述步骤九中，外界温度为15-25℃时，养护时间随温度上升而减少，随温度下降而延长，且喷涂温度为10℃～40℃。
作为本发明的一种优选的技术方案，管片成环存储至指定区域，装运期间必须做好以下防腐层保护措施：
堆放管片的方木截面尺寸为20cm*20cm；
成环管片前后左右堆放间距不少于80cm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
在管片防腐中应用高压无气喷涂工艺，解决了管片防腐漆的流挂现象，提升了管片防腐漆的喷涂质量，提高了作业效率；
通过管片防腐工艺性试验,总结了一套不同作业环境条件下的材料配合比及工艺参数，具有较高的参考价值；
实现了防腐材料单位使用量的有效管控；
针对管片防腐喷涂作业研发特制了一套节能环保设备，对废气进行了有效收集及净化处理,降低了对作业人员的身体损害，减少了环境污染。
附图说明
图1为本发明的防腐处理方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，为本发明的第一个实施例，该实施例提供一种输水隧道混凝土管片防腐处理方法，方法如下：
步骤一：管片准备：混凝土管片浇注成型养护达14天后方可进行防腐喷涂施工，施工前仔细检查管片基层表面是否有外露钢筋、明显裂缝及边角脱落异常缺陷，如发现上述情况及时上报管理人员做报废或符合规范要求可修补的缺陷进行修补处理，禁止对表面有缺陷的管片进行环氧防腐涂料的施工，管片防腐喷涂前需确保防腐车间温度在10℃，相对湿度在85％以下；
步骤二：基层清理：通过表面打磨和表面清洁对管片进行清理；表面打磨：对混凝土表面的浮浆皮，突起、尖锐部位及其他附着不牢的结构缺陷使用动力工具打磨平整，动力工具可采用角磨机、钢丝刷；表面清洁：除去打磨后表面的粉尘颗粒，先采用大功率的鼓风机或用喷枪管中的压力空气加以吹净，然后利用高压清洗机对管片表面冲洗干净；
步骤三：基层验收：清理完毕后进行基层验收，检查清理完毕的管片是否有气孔、破损或浮尘；若有，及时按修补方案进行处理或清理；
步骤四：喷涂水性防水材料：喷洒作业时，喷枪距离管片面30cm，保持垂直，喷枪压力控制在130bar，喷嘴移动速度3m/min，喷枪直径0.4mm，喷洒速度需缓慢、均匀，基面需达到充分润湿状态，吸收过快部分需进行补喷，在30min内完成，待完全干透后即可进入下一道工序；施工注意事项如下：
a.作业时，混凝土表面温度必须在10℃，表面含水率不超过8％，当作业环境温度低于10℃、高于40℃，风力大于5级以上时，不得施工；
b.水性渗透液的渗透过程会持续一定时间，需达到30min或以上，吸收速度取决于环境条件，如空气的相对湿度、环境温度、混凝土含水率、被处理表面的粗糙程度、阳光和风速；30min后喷洒基面如有流淌的残液，用滚刷吸走多余的残液，防止形成水膜，影响后续施工；
c.在气温高于35℃的烈日环境下进行喷洒作业时，观察基面的润湿状态，防止材料因温度过高挥发过快而影响基面的吸收；
d.作业人员必须按要求穿戴护目镜和防护手套，密闭环境施工需戴防毒面具，如不慎吸入，立即移到有新鲜空气的地方，如接触到皮肤或眼睛，立即用水清洗15min，并脱下受污染的衣服、鞋子及时就医；
步骤五：涂膜外观质量检查：水性防水材料喷涂后详细检查涂膜外观质量，对存在喷涂不到位的部位及时予以补喷；渗透液喷涂完干燥后，其表面需形成一层憎水膜，以水滴不粘附在管片表面时为效果最佳；
步骤六：喷涂环氧树脂漆：第1道、第2道环氧树脂漆涂层设计干膜厚度均为200μm，按设计要求采用无气喷涂，喷涂实施前采用清洁干燥的压缩空气吹净管片表面的粉尘杂物，对边、角、缝隙不易喷涂处进行预涂，喷枪距离管片面30cm，保持垂直，喷枪压力控制在130bar，喷嘴移动速度5m/min，喷枪直径0.4mm；施工过程中注意喷枪的枪嘴不得过大，虽然喷嘴过大会使喷涂效率提高，但容易导致雾化效果不好，防腐漆的用量会增大，同时容易出现流挂或针孔等缺陷；喷枪的压力也不得过大，否则容易产生流挂和漆雾飞扬，导致成膜效果差，甚至会污染其它工件和未喷涂面；第2道面漆喷涂完成后须及时对管片表面产生的流挂进行抹刷处理，抹刷范围不得过大，防止喷涂防腐层的破坏；注意事项如下：
a.开桶检查：开桶前检查A、B组份包装密封是否完好、过期，环氧树脂漆A组份为灰色粘稠液体，B组份为浅黄色透明液体；
b.配料搅拌：根据工程量按规定的A、B组份体积比(环氧树脂漆4:1)配制，开桶后先用电子称称取A组份，倒入干净的配料桶，再称取相应重量的B组份加入配料桶，然后按照比例(混合漆：稀释液＝5：1)加入稀释液，之后使用300r/min的电动搅拌机搅拌2min，放置3min熟化备用；
c.混合使用时间：24℃时混合使用时间为2h，温度越高，混合使用寿命越短,一旦混合超过有效使用时间，不得再进行使用，否则会导致固化不良问题；
d.喷涂施工前必须对边、角、缝隙以及原有混凝土气孔不易喷涂处进行预涂，预涂时不得有流挂、堆积现象，否则可能会产生开裂现象；
e.第1道环氧树脂漆喷涂后详细检查涂膜外观质量，对存在喷涂不到位的部位及时予以补喷，根据外界环境和防腐漆干燥情况来进行下一道喷涂；
步骤七：涂膜外观质量检查：第2道环氧树脂漆喷涂后详细检查涂膜外观质量，对存在喷涂不到位的部位及时予以补喷，喷涂环氧防腐涂料后8h内不得被雨淋湿，必须做好防护措施，如8h内被大雨淋湿必须打磨掉防腐层，重新进行喷涂；
步骤八：干膜厚度及附着力抽检；干膜厚度检测：在管片表面防腐漆完全干燥后，利用超声波涂层测厚仪按管片数量10％的比例进行干膜厚度检查，检测管片的6个面，每个面检测点不少于5个；85％以上的检测点应达到设计厚度400μm，最小干膜厚度不低于设计厚度的85％；附着力检测：在涂层涂装完毕7天后，利用附着力检测仪对现场喷涂的涂层面的附着力测试，按每50㎡随机检测3点，要求附着力≥3Mpa；
步骤九：管片入库：防腐喷涂作业完成后自然养护24h，外界温度为15℃时，养护时间随温度上升而减少，随温度下降而延长，且喷涂温度为10℃，将管片成环存储至指定区域，装运期间必须做好以下防腐层保护措施：堆放管片的方木截面尺寸为20cm*20cm；成环管片前后左右堆放间距不少于80cm；通过增大叉车叉架与管片的作业空间和增大叉车的作业半径措施，减少叉车与防腐管片间摩擦碰撞的几率，避免管片防腐层被破坏。
本实施例中，优选的，水性防水材料制备方法如下：
将水置于反应釜中，加入脂肪醇聚氧乙烯醚并搅拌，然后加入二丁基萘磺酸钠、异丙醇并搅拌，冷却至室温静置，形成有机活性介质溶液；
将水置于反应釜中，加入硅酸钠水溶液并搅拌，然后加入有机活性介质溶液并搅拌，形成混合溶液；
将水置于反应釜中，在高速搅拌的环境下分两次逐步加入酒石酸，然后分两次逐步加入碳酸钠并搅拌，再加入混合溶液进行搅拌，最后加入甲基硅酸钾并搅，然后静置。
需要补充说明的是：
环氧树脂漆可从市面上采购，包括：阿克苏诺贝尔防护涂料A组分；阿克苏诺贝尔防护涂料B组分；
水性防水材料为永凝液混凝土耐久性复合防护剂。
本申请喷漆房、晾干房均为独立密闭车间，采用三套“喷淋塔+干式过滤器+二级活性炭吸附”装置对喷漆晾干废气进行治理，小部分喷漆废气经过滤网预处理后配套“喷淋塔+干式过滤器+二级活性炭吸附”装置处理后，通过不低于15m高排气筒排放；剩余喷漆废气经过滤网预处理后汇同部分晾干废气通过“喷淋塔+干式过滤器+二级活性炭吸附”装置净化处理后，处理尾气与经“喷淋塔+干式过滤器+二级活性炭吸附”装置处理后的剩余晾干废气一并通过不低于15m高排气筒排放，设置废气排放口2个。
实施例2
请参阅图1，为本发明的第二个实施例，该实施例基于上一个实施例，不同的是：
管片防腐喷涂前需确保防腐车间温度在25℃，相对湿度在85％以下；
喷洒作业时，喷枪距离管片面35cm，保持垂直，喷枪压力控制在155bar，喷嘴移动速度5m/min，喷枪直径0.5mm；
混凝土表面温度必须在25℃，表面含水率不超过8％，当作业环境温度低于10℃、高于40℃，风力大于5级以上时，不得施工；
喷枪距离管片面35cm，保持垂直，喷枪压力控制在155bar，喷嘴移动速度7m/min，喷枪直径0.5mm；
使用400r/min的电动搅拌机搅拌3min，放置4min熟化备用；
外界温度为20℃时，养护时间随温度上升而减少，随温度下降而延长，且喷涂温度为25℃。
实施例3
请参阅图1，为本发明的第三个实施例，该实施例基于上一个实施例，不同的是：
管片防腐喷涂前需确保防腐车间温度在40℃，相对湿度在85％以下
喷洒作业时，喷枪距离管片面40cm，保持垂直，喷枪压力控制在180bar，喷嘴移动速度8m/min，喷枪直径0.55mm；
混凝土表面温度必须在40℃，表面含水率不超过8％，当作业环境温度低于10℃、高于40℃，风力大于5级以上时，不得施工；
喷枪距离管片面40cm，保持垂直，喷枪压力控制在180bar，喷嘴移动速度10m/min，喷枪直径0.55mm；
使用500r/min的电动搅拌机搅拌3min，放置5min熟化备用；
外界温度为25℃时，养护时间随温度上升而减少，随温度下降而延长，且喷涂温度为40℃。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，详见上述详尽的描述，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种输水隧道混凝土管片防腐处理方法，其特征在于：所述方法如下：
步骤一：管片准备：混凝土管片浇注成型养护达14天后方可进行防腐喷涂施工，施工前仔细检查管片基层表面是否有外露钢筋、明显裂缝及边角脱落异常缺陷，如发现上述情况及时上报管理人员做报废或符合规范要求可修补的缺陷进行修补处理，禁止对表面有缺陷的管片进行环氧防腐涂料的施工；
步骤二：基层清理：通过表面打磨和表面清洁对管片进行清理；
步骤三：基层验收：清理完毕后进行基层验收，检查清理完毕的管片是否有气孔、破损或浮尘；若有，及时按修补方案进行处理或清理；
步骤四：喷涂水性防水材料：喷洒作业时，喷枪距离管片面30～40cm，保持垂直，喷枪压力控制在130～180bar，喷嘴移动速度3～8m/min，喷枪直径0.4～0.55mm，喷洒速度需缓慢、均匀，基面需达到充分润湿状态，吸收过快部分需进行补喷，在30min内完成，待完全干透后即可进入下一道工序；
步骤五：涂膜外观质量检查：水性防水材料喷涂后详细检查涂膜外观质量，对存在喷涂不到位的部位及时予以补喷；
步骤六：喷涂环氧树脂漆：第1道、第2道环氧树脂漆涂层设计干膜厚度均为200μm，按设计要求采用无气喷涂，喷涂实施前采用清洁干燥的压缩空气吹净管片表面的粉尘杂物，对边、角、缝隙不易喷涂处进行预涂，喷枪距离管片面30～40cm，保持垂直，喷枪压力控制在130～180bar，喷嘴移动速度5～10m/min，喷枪直径0.4～0.55mm；第2道面漆喷涂完成后及时对管片表面产生的流挂进行抹刷处理；
步骤七：涂膜外观质量检查：第2道环氧树脂漆喷涂后详细检查涂膜外观质量，对存在喷涂不到位的部位及时予以补喷；
步骤八：干膜厚度及附着力抽检；
步骤九：管片入库：防腐喷涂作业完成后自然养护24h，将管片成环存储至指定区域。
2.根据权利要求1所述的一种输水隧道混凝土管片防腐处理方法，其特征在于：所述
表面打磨：对混凝土表面的浮浆皮，突起、尖锐部位及其他附着不牢的结构缺陷使用动力工具打磨平整；
表面清洁：除去打磨后表面的粉尘颗粒，先采用大功率的鼓风机或用喷枪管中的压力空气加以吹净，然后利用高压清洗机对管片表面冲洗干净。
3.根据权利要求1所述的一种输水隧道混凝土管片防腐处理方法，其特征在于：所述步骤四中，作业时，混凝土表面温度为10℃～40℃之间，表面含水率不超过8％。
4.根据权利要求1所述的一种输水隧道混凝土管片防腐处理方法，其特征在于：所述水性防水材料制备方法如下：
将水置于反应釜中，加入脂肪醇聚氧乙烯醚并搅拌，然后加入二丁基萘磺酸钠、异丙醇并搅拌，冷却至室温静置，形成有机活性介质溶液；
将水置于反应釜中，加入硅酸钠水溶液并搅拌，然后加入有机活性介质溶液并搅拌，形成混合溶液；
将水置于反应釜中，在高速搅拌的环境下分两次逐步加入酒石酸，然后分两次逐步加入碳酸钠并搅拌，再加入混合溶液进行搅拌，最后加入甲基硅酸钾并搅，然后静置。
5.根据权利要求1所述的一种输水隧道混凝土管片防腐处理方法，其特征在于：所述干膜厚度检测：在管片表面防腐漆完全干燥后，利用超声波涂层测厚仪按管片数量10％的比例进行干膜厚度检查，检测管片的6个面，每个面检测点不少于5个；85％以上的检测点应达到设计厚度400μm，最小干膜厚度不低于设计厚度的85％。
6.根据权利要求1所述的一种输水隧道混凝土管片防腐处理方法，其特征在于：所述附着力检测：在涂层涂装完毕7天后，利用附着力检测仪对现场喷涂的涂层面的附着力测试，按每50㎡随机检测3点，要求附着力≥3Mpa。
7.根据权利要求1所述的一种输水隧道混凝土管片防腐处理方法，其特征在于：所述步骤九中，外界温度为15-25℃时，养护时间随温度上升而减少，随温度下降而延长，且喷涂温度为10℃～40℃。
8.根据权利要求1所述的一种输水隧道混凝土管片防腐处理方法，其特征在于：管片成环存储至指定区域，装运期间必须做好以下防腐层保护措施：
堆放管片的方木截面尺寸为20cm*20cm；
成环管片前后左右堆放间距不少于80cm。
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