CCCW应用于盾构法预制管片中的两种施工工艺

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作者:蒋正武 余同欢来源:中国建筑防水杂志(2007年第二期)

摘要:对比介绍了水泥基渗透结晶型防水材料(CCCW)在地铁盾构法施工预制管片生产中的干撒法和涂刷法两种施工工艺。

 随着我国城市建设的快速发展,地铁建设工程日益增多。因地铁工程长期处于高水头压力、水侵蚀环境下,工程防水至关重要。管片是地铁隧道中重要的支撑、结构材料,保证管片具有良好的防水性能对提高地铁工程的防水性与耐久性起到重要的作用。

 对于上海地区地铁盾构隧道预制管片现有的生产工艺而言,水泥基渗透结晶型防水材料(以下简称CCCW)作为外防水材料可采用两种施工工艺:干撒粉法和涂刷法。如果按正确的施工工艺进行,两种施工方法均能充分发挥CCCW防水、防腐的性能。根据构件厂管片生产工艺,认为以采用干撒法较好,涂刷法可作为辅助方案各用。对比应用所采用的CCCW由上海凯顿百森建材科技发展有限公司生产。

 1 预制管片干撒CCCW粉料施工工艺

 盾构法预制管片干撒粉法是在预制管片新鲜混凝土刚刚开始收水叉尚未完成凝结的时候,采用手工或机具撒播CCCW,伴随管片混凝土压实抹光和养护一系列工序,在管片混凝土中通过深层渗透结晶封闭孔隙和裂缝,形成一道防水层。

 11 干撒法施工步骤

 结合管片生产工艺,干撒法的施工步骤为:管片混凝土拌制→管片混凝土浇筑、振捣成型→管片外弧面刮板整平→第1次木抹抹压磨面→均匀干撒CCCW干粉→第2次铁抹压光→第3次铁抹压实抹光→空气中养护2 h→低湿蒸养68 h→空气中静置2 h后浸入水中养护7 d→自然养护至28 d

 12 干撒法施工说明

 干撒CCCW粉料应在管片混凝土外弧面整平后立即进行,即在管片混凝土新鲜但刚开始收水变硬的时候进行。由于管片混凝土坍落度较小,干撒CCCW粉料施工应严格控制在上述时机进行。

 CCCW干粉用量为1 kgm2,单片总用量允许负偏差≤3%,局部(面积不大于100 mm×100 mm)允许偏差≤20%,无漏撒空白现象。鉴于事后对涂层厚度的检测尚无简单有效的方法可循,故应按隐蔽工程处理,再辅以产品抽检。

 应等干撒的CCCW粉料均匀湿润后再适当加压抹光,必要时可用喷雾方式稍许补充水分。不能在刚撒完CCCW干粉的管片外弧面上洒水。蒸汽养护结束、实施吊装时,应避免碰撞损坏现象,防止涂层在未充分渗透前遭破坏。干撒粉施工宜在室内进行,以避开刮风、下雨天气。

 劳动安全:CCCW干粉无毒,但遇水后呈碱性,操作人员应穿戴与接触水泥工作同类的劳保用品,如意外与口、眼或皮肤直接接触,可用大量清水冲洗。

 13 干撒方法

 具体干撒方式可选用人工筛撒法、整体人工筛撒法、定量干撒等二种方法。

 13l 人工筛撒法

 1)操作方法

 把管片背弧面按长度方向划为34个区域,按每个区域的面积计算出CCCW干粉的用量,并把CCCW干粉倒入筛内,由人工均匀筛到划定区域的管片背弧表面。对肉眼可见的不均匀之处,用毛刷轻刷调整,直至均匀为止。在确认CCCW干粉已均匀分布于管片背弧表面后,可结合原抹面工序用抹子把CCCW干粉压人混凝土,使之与混凝土成为一体。

 2)优缺点

 本方法工具简单、操作方便,但工人劳动强度和扬尘稍大,CCCW的均匀度受操作人员的责任心影响较大。

 132 整体人工筛撒法

 l)操作方法

 与人工筛撒法基本相同,把CCCW干粉均匀加入筛内,由2名工人在两端抬着筛子沿管片钢模边移边振,将CCCW干粉均匀撒至管片表面。

 2)优缺点

 与第一种方法基本相同,但劳动强度较轻,扬尘较少。

 1,3.3 定量撒料法

 1)操作步骤

 ①将CCCW干粉加入定量输料板中均匀定位的输料孔内。②打开定量孔底板,使被定量加人的CCCW干粉落到筛网上。③利用成型用振动器或人力振动筛体,使筛网上的CCCW干粉通过筛网均匀地撒在管片表面。

 2)优缺点

 较易控制干撒的均匀度,操作也较容易,与前两种方案相比较工具较为复杂。

 14 干撒法特点

 1)可靠性:①管片混凝土内部大量的水分保证了深层渗透结晶过程的进行。②CCCW粉料与基体结合成一体,避免了涂层在未充分渗透结晶前被人为损坏。③对基层混凝土不会产生负面影响、可提高其抗腐蚀性能和结构强度。④为管片提供了本体防水,无碱集料反应。⑤由于CCCW深层渗透结晶的防水机理,即使表层受到物理破坏,管片的防水抗渗性能仍可得到充分的保证。

 2)可行性:①CCCW干撒施工工艺基本融合于混凝土浇筑后后期的抹压施工工序中,不打乱原有的施工工艺,不延长成型时间,施工简单易行,工人经短期培训即可独立操作。②养护工艺与原混凝土养护工艺相同,对蒸养、浸水和自然养护均无额外要求。

 3)经济性:①省工,省却了基面处理、涂刷等工序。②省时,无须待管片预制完成或现场安装时进行施工,缩短了工期。③防水效果明显,具有较低的综合使用成本。

 2 预制管片涂刷CCCW料浆施工工艺

 盾构法预制管片CCCW料浆涂刷法防水是在预制管片同化后、经表面粗糙化处理,采用手工或机具将CCCW料浆涂刷于管片表面,在养护过程中通过渗透进人混凝土深处,促使未充分水化的水泥颗粒继续水化结晶,生成大量不溶于水的针状晶体,堵塞混凝土中的孔隙裂纹,使混凝土致密,达到防水的目的。

 2I 涂刷法施工步骤

 根据管片生产工艺,涂刷法施工步骤为:管片混凝土浇筑、振捣成型→管片外弧面刮板整平→第一k铁抹收水抹面→第二次铁抹收水抹平→第三次铁木压实抹平→静停盖薄膜→低湿蒸养68 h→降湿石浸水养护7 d→粗砂轮打磨待涂抹表面并用水冲洗干净→涂刷CCCW料浆→静停12 h后用铁抹压光→喷雾养护23 d→自然养护至第28 d

 22 涂刷法施工说明

 1)基面处理要求

 净:表面无油污杂质、浮浆、松动砂石等影响渗透的物质。

 糙:表面不应过于光滑密实,在涂刷前应用手提砂轮将待涂刷表面打磨一遍,使之露出新鲜的粗糙表面,以利活性化合物的渗透。

 湿:为利于活性化合物的渗透,基面应尽可能处于水饱和面十状态(表面无明水)。具体做法可抓住浸水养护起吊后的有利时机进行净糙工序,并用压力水冲洗晾干。

 2)料浆制备

 粉状CCCW∶水(体积比)=52(用手工涂刷时)

 粉状CCCW∶水(体积比)=53(用机具喷涂时)

 料浆制备时应尽量采用机械混合器;在使用过程中料浆应不断搅动,避免粗细料分离;每次混合的料浆应在25 min内用完,使用过程中不得二次加水。

 3)料浆用量

 以干粉计1 kgm,允许误差与干撒法相同。

 4)涂刷方法

 手工涂刷:按总量控制的方法计算每片管片的CCCW用量,均匀涂刷到管片弧面上。涂刷工具采用半硬毛刷。刷子涂刷轨迹为圆形运动,以确保各方向料浆均匀;对边角处要特别注意,避免出现漏刷。

 机械喷涂:用喷浆机把料浆均匀喷至管片弧面后,再用半硬毛刷呈圆形轨迹涂刷一遍。

 优缺点比较:手工操作工具简单,工人易于掌握,但效率稍低;机械喷涂劳动效率高,但机具复杂。就管片防水而言,建议采用手工涂刷为妥。

 5)压光

 CCCW涂刷后12 h、涂层开始收水而尚未同化时,可按常规方法用铁抹压光涂层,直至符合外观要求为止。

 6)养护

 CCCW涂刷后至表面手触干时(约24 h),应开始喷雾养护(用农用喷雾器),时间不少于2 d;每天喷雾的次数视气候而定,以保证涂层湿润为度;23d后当涂层具有一定强度时,可按常规混凝土自然养护标准养护至第28 d

 23 涂刷法特点

 1)可靠性:涂刷工序选择在浸水养护后进行,充分利用了混凝土内水饱和的条件,有利于渗透结晶过程的进行。涂刷法系在浸水养护后进行,故可省略干撒法蒸汽养护效果的试验工作。其它与干撒法相同的特点从略。

 2)可行性:涂刷法施工系在浸水养护后进行,故对前道工序没有任何干扰。鉴于涂刷工序可在混凝土固化后任何时段进行,故涂刷法不仅可用于管片外防水,必要时也可对检验不合格的管片加做内防水补强,以减少废次品损失。

 3)经济性:与干撒法相比,基层处理、涂刷、养护的工作量有所增加,但灵活性较干撒法为好,故建议涂刷法可作为干撒法的备用和辅助方案,在必要时与干撒法配合使用。

 3 结语

 从管片生产工艺出发,考虑实际施工的方便性与可行性,采用干撒法施I CCCW较好,涂刷法可作为辅助方案备用。