北京市建筑结构加固工程用喷射混凝土施工技术导则.doc
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1、附件北京市建筑结构加固工程用喷射混凝土施工技术导则二一四年三月前 言本导则是根据住房和城乡建设部关于印发“工程建设标准编写规定”(建标2008182号)、北京市住房和城乡建设委员会关于印发“北京市工程建设技术标准2004年度编制计划”通知(京建科教2004268号)的要求,为保证北京市建筑结构加固工程喷射混凝土的施工质量,加强喷射混凝土生产和施工过程质量控制,保证喷射混凝土结构的耐久性,促进技术进步,节约资源和保护环境,以目前国内外比较成熟的喷射混凝土技术和设备为基础,编制本导则。本导则内容主要有:总则、术语、建筑结构加固设计及指标要求、喷射混凝土原材料质量要求、喷射混凝土配合比设计、混凝土拌
2、制和运输、喷射混凝土施工、混凝土养护、质量控制与检验、附录、导则用词说明、引用标准名录、部分条文说明等。本导则由北京市住房和城乡建设委员会负责管理,由北京金隅水泥节能科技有限公司负责解释。在执行本导则的过程中,希望各单位在工作实践中注意积累资料,总结经验,随时将有关意见和建议反馈给北京金隅水泥节能科技有限公司(通讯地址:房山区琉璃河镇车站前街1号,邮政编码:102403),以供今后修订时参考。本导则主编单位:北京金隅水泥节能科技有限公司本导则参编单位:中铁岩锋成都科技有限公司 北京金隅混凝土有限公司本导则主要起草人员:李方忠 罗朝廷 朱立新 刘洋 阳大福 于涛 李荣 白文玉 王振华 邢福燕 本
3、导则主要审查人员:阎培渝 张仁瑜 杨思忠 陈志强 吴宝光 目 次1 总则- 1 -2 术语- 1 -3 建筑结构加固设计及指标要求- 1 -3.1 设计要求- 1 -3.2 指标要求- 1 -4 喷射混凝土原材料质量要求- 2 -4.1 一般规定- 2 -4.2 水泥- 2 -4.3 骨料- 3 -4.4 掺合料- 3 -4.5 外加剂- 3 -4.6 纤维增强材料- 4 -4.7 拌合用水- 4 -5 喷射混凝土配合比设计- 5 -6 混凝土拌制和运输- 6 -6.1 拌制- 6 -6.2 运输- 6 -7 喷射混凝土施工- 7 -7.1 施工机具- 7 -7.2 施工组织- 7 -7.3
4、施工- 11 -8 混凝土养护- 12 -9 质量控制与检验- 13 -9.1 原材料质量控制- 13 -9.2 生产质量控制- 13 -9.3 抗压强度检验- 15 -9.4 粘结强度检验- 16 -9.5 加固层厚度检验- 17 -9.6 抗冻性能检验- 17 -附录A 喷射混凝土抗压强度及抗冻性能测试试件的制作- 18 -附录B 喷射混凝土与受喷结构粘结强度测试试件的制作与试验方法- 19 -附录C 掺无碱液体速凝剂的水泥净浆凝结时间测定方法- 21 -附录D 测定喷射混凝土粉尘的技术要求- 23 -附录E 喷射混凝土回弹率的计算方法- 24 -本导则用词说明 - 25 -引用标准名录-
5、 26 - 1 总 则1.0.1 为保证北京市建筑结构加固工程喷射混凝土的施工质量,保证建筑安全性,提高建筑安全使用寿命,加强喷射混凝土生产和施工过程质量控制,促进技术进步、节约资源和保护环境,制定本导则。1.0.2 本导则适用于采用喷射混凝土技术对建筑物的混凝土结构和砌体结构进行加固的工程施工。 1.0.3 喷射混凝土施工应按设计要求进行。施工前应编制施工组织方案,以保证施工顺利进行。1.0.4 在采用喷射混凝土技术进行加固时,除应符合本导则外,尚应符合国家、北京市现行有关标准的规定。2 术 语2.0.1 喷射混凝土 Shotcrete利用压缩空气或其它动力,将按一定配比拌制的混凝土拌合料,
6、通过管道输送并以较高速度喷射于受喷面的一种混凝土。3 建筑结构加固设计及指标要求3.1 设计要求3.1.1 应按混凝土结构加固设计规范GB50367、喷射混凝土加固技术规程CECS161、建筑抗震加固技术规程JGJ116等标准或规程的规定执行。3.2 指标要求3.2.1 建筑结构加固用喷射混凝土设计抗压强度等级应较被加固的原结构物强度高12级,最低不应低于C20。3.2.2 建筑结构加固用喷射混凝土与被加固结构基体粘结强度不应低于0.8MPa,其中,与混凝土结构基体粘结强度不应低于1.0MPa。3.2.3 喷射混凝土耐久性应满足下列要求:1 建筑结构加固用喷射混凝土抗冻等级不应小于F250。2
7、 喷射混凝土中总碱含量应符合预防混凝土结构工程碱集料反应规程DBJ01-95的相关要求。3 喷射混凝土中水溶性氯离子的最大含量应符合混凝土质量控制标准GB50164的相关要求。3.2.4 建筑结构加固用喷射混凝土最小设计厚度不应小于50mm;用于结构耐久性修复时不宜小于30mm。3.2.5 建筑结构加固用喷射混凝土加固作业时,喷射混凝土作业区的粉尘浓度不应大于10mg/m3。粉尘浓度的测定方法按附录D进行。3.2.6 建筑结构加固用喷射混凝土施工时的回弹率,水平喷射时不宜大于15%,向上喷射时不宜大于25%。回弹率的计算方法按附录E进行。4 喷射混凝土原材料质量要求4.1 一般规定4.1.1
8、原材料应符合有关标准要求,有出厂合格证和有效期内合格质量检验报告。4.1.2 原材料包装、标志应符合有关标准规定,应提供产品使用说明书。4.1.3 材料进场后应按有关规定检验。4.2 水泥4.2.1 水泥的选用应符合下列规定:1 水泥品种与强度等级应根据设计、施工要求以及工程所处环境条件确定;2 喷射混凝土宜选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥,水泥应符合通用硅酸盐水泥GB175的有关规定;有特殊需要时,也可选用特种水泥。4.2.2 水泥应按不同生产厂家、品种、强度等级分别储存,并应采取防潮措施;严禁使用出现结块的水泥。4.2.3 对出厂超过三个月(快硬硅酸盐水泥超过1个月)的水泥,应重新进行水泥物
9、理性能的检验,并按复验的结果使用。4.3 骨料4.3.1 细骨料可采用天然砂或机制砂,符合普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准JGJ52相关要求,宜选用区中砂,且细度模数不宜小于2.5,不得单独使用特细砂。天然砂含泥不得大于3.0%,泥块含量不得大于1.0%;机制砂的吸水率不宜大于3.0%。4.3.2 粗骨料应选用坚硬、耐久性好的碎石、卵石,符合普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准JGJ52相关要求,公称粒级应为5mm10mm。 4.3.3 预拌干法喷射混凝土拌合料的骨料含水率应小于3.0%。4.3.4 粗、细骨料堆场应有遮雨设施,并应符合有关环境保护的规定;粗、细骨料应按不同品种、规格分别堆
10、放,不得混入杂物。4.4 掺合料4.4.1 宜选用级粉煤灰,质量应符合现行国家标准用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB1596的规定。严禁采用级及以下的粉煤灰。4.4.2 宜选用S95级及以上矿渣粉,磨细矿渣粉质量应符合现行国家标准用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉GB/T18046的规定。4.4.3 喷射混凝土中掺加硅灰时,硅灰质量应符合现行国家标准砂浆和混凝土用硅灰GB/T27690的规定,并应通过试验确认合理掺入量。4.4.4 选用其它掺合料时,掺合料应符合有关标准规定,并应通过试验确认掺入掺合料后喷射混凝土的性能符合设计要求。4.5 外加剂4.5.1 宜选用高性能减水剂。减水剂质量应符合混凝
11、土外加剂GB8076规定。减水剂使用前,应与水泥、速凝剂等进行相容性试验。4.5.2 减水剂释放氨限量应符合现行国家标准混凝土外加剂释放氨限量GB18588的相关规定。 4.5.3 减水剂引入混凝土中的碱含量(以Na2O+0.658K2O计)应小于0.3kg/m3,减水剂引入混凝土中的氯离子含量应小于0.02kg/m3,减水剂引入混凝土中的硫酸盐含量(以Na2SO4计)应小于0.2kg/m3。4.5.4 有抗冻要求的宜掺加引气剂,引气剂应符合混凝土外加剂GB8076的规定,应在施工前进行相容性试验。4.5.5 宜选用无碱或低碱型速凝剂,速凝剂最佳掺量应在施工前通过试验确定。速凝剂使用前,应考虑
12、其与所用水泥及其它外加剂的相容性,掺入速凝剂后喷射混凝土的性能应符合设计要求。4.5.6 速凝剂使用前应进行水泥净浆凝结时间检验。碱性和低碱速凝剂应按喷射混凝土用速凝剂JC477标准规定的方法进行检测;无碱速凝剂凝结时间试验按附录C规定的方法进行检测,初凝时间不应超过5min,终凝时间不应超过12min,1d胶砂抗压强度不应低于6MPa,28d胶砂抗压强度比不宜低于90%。4.5.7 液体速凝剂要求粘度合理且无分层或沉淀现象;粉状速凝剂在运输和存放过程中应保持干燥,防止受潮变质。4.6 纤维增强材料4.6.1 当喷射混凝土中掺加合成纤维时,合成纤维的质量应符合水泥混凝土和砂浆用合成纤维GB/T
13、21120规定,长度宜为12mm19mm。4.6.2 喷射混凝土中掺加钢纤维时,钢纤维的质量应符合混凝土用钢纤维YB/T151规定,直径宜为0.25mm0.40mm,长度宜为20mm25mm。 喷射混凝土加固层较薄或加固工程有特殊要求时,应使用耐腐蚀钢纤维或不锈钢钢纤维。4.7 拌合用水4.7.1 拌合用水应符合混凝土用水标准JGJ63要求。5 喷射混凝土配合比设计5.0.1 喷射混凝土配合比设计应满足建筑结构加固设计要求的强度和耐久性,且应满足工作性要求。5.0.2 喷射混凝土配制强度按5.0.2式计算:fcu,0 (fcu,k+1.645) k1k2(5.0.2)式式中:fcu,0喷射混凝
14、土配制强度(MPa);fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值(MPa),取喷射混凝土设计强度等级值;混凝土强度标准差(MPa),按JGJ55规定确定;k1喷射成型混凝土密实度折减系数,可按表5.0.2-1范围参考取值;k2速凝剂强度折减系数,可按表5.0.2-2范围参考取值。表5.0.2-1 喷射成型混凝土密实度折减系数k1值喷射工艺 湿喷工艺干喷工艺喷射成型混凝土密实度折减系数1.001.251.251.65表5.0.2-2 速凝剂强度折减系数k2值速凝剂无碱速凝剂低碱速凝剂碱性速凝剂速凝剂强度折减系数1.001.101.051.251.251.405.0.3 湿法喷射混凝土水胶比根据普通混凝
15、土配合比设计规程JGJ55进行计算,同时应满足混凝土结构耐久性设计规范GB/T50476对混凝土水胶比的要求,并选取较小值。干法喷射混凝土水胶比不宜超过0.45。5.0.4 喷射混凝土用水量宜为180kg/m3220kg/m3,较低标号喷射混凝土宜取上限值,较高标号喷射混凝土宜取下限值。5.0.5 胶凝材料用量应按普通混凝土配合比设计规程JGJ55计算,胶凝材料用量不宜低于400kg/m3,水泥用量不宜小于300kg/m3,掺和料宜小于40%。5.0.6 喷射混凝土砂率宜为50%60%,适宜砂率应通过试验确定。细集料细度模数小于2.7,砂率宜取低限值;细集料细度模数超过3.0或粗集料公称粒径偏
16、小,砂率宜取高限值;需泵送喂料的喷射混凝土砂率宜取高限值。喷射混凝土的容重宜在2300kg/m32400 kg/m3范围内确定,骨料用量可按普通混凝土配合比设计规程JGJ55规定进行计算。5.0.7 采用湿法喷射工艺时,入喷射机前坍落度宜为(16030)mm。5.0.8 按普通混凝土配合比设计规程JGJ55规定进行混凝土配合比试配和调整,确定喷射混凝土试喷配合比。5.0.9 对5.0.8条所选定的混凝土配合比进行试喷试验并取样进行性能检测。根据其可喷性能、强度性能及耐久性能对配合比进行优化调整,确定喷射混凝土配合比。5.0.10 喷射混凝土掺入纤维时,掺量应通过试配和试喷试验确定。合成纤维掺加
17、量按质量计,宜为每立方米喷射混凝土0.6kg0.9kg;钢纤维的掺量按体积百分率计,宜为1.0%1.5%。6 混凝土拌制和运输6.1 拌制6.1.1 严禁采用人工拌料。应选用与喷射机生产能力相匹配、密封性能好的强制式搅拌机,宜采用自动计量的拌合楼或搅拌站拌料系统。6.1.2 混凝土搅拌时间(从投料完毕后算起)不得少于1min;采用粉体减水剂、掺加硅灰或纤维等材料时,搅拌时间不得少于2min。6.2 运输6.2.1 应选用能确保喷射施工工作连续进行、运输能力与混凝土搅拌机的搅拌能力相匹配的运输设备。6.2.2 应保证混凝土在运输过程中保持均匀,运到浇筑地点时不离析、不分层。不得采用机动翻斗车、手
18、推车等工具长距离运输混凝土。6.2.3 在运输、存放过程中,应严防雨淋、滴水及大块石等杂物混入。6.2.4 应尽量减少混凝土的转载次数和运输时间。拌合料从搅拌机拌制卸出到喷射施工完毕的延续时间不应超出240min。6.2.5 干法喷射混凝土拌合料的骨料含水率稍高时,拌合料的存放时间应按相关规定执行。6.2.6 必要时,应对拌合料运输设备采取保温隔热措施。7 喷射混凝土施工7.1 施工机具7.1.1 宜采用湿法喷射施工。7.1.2 湿喷机生产能力不应小于3m3/h,允许输送骨料的最大粒径不小于15mm,水平输料距离不小于30m,竖向输料距离不小于20m,有良好的连续均匀输料能力。7.1.3 干喷
19、机应密封性良好,输料连续均匀,生产能力不应小于3m3/h,允许输送的骨料最大粒径不小于20mm,水平输料距离不小于100m,竖向输料距离不小于30m。7.1.4 空气压缩机应符合下列要求:1 空气压缩机宜使用移动式,采用干法喷射工艺,空气压缩机的单台有效供风量不应小于9m3/min;采用湿法喷射工艺,空气压缩机的单台有效供风量不应小于10m3/min。风压不宜小于0.6 MPa;2 空气压缩机的具体要求应根据喷射机具、喷射施工的具体参数决定,空气压缩机的风压应稳定,其波动值不应大于0.01 MPa,多机作业时供风量应为各台喷射机用风量之和的1.2倍1.4倍;3 压缩空气进入喷射机前应进行油水分
20、离。7.1.5 干法喷射施工时,供水设施应能保证连续、充足供水,用水量应方便可调,并能够计量。7.1.6 输料管的承压能力不宜小于0.8 MPa,管径应满足输送设计最大粒径骨料的要求,并应具有良好的耐磨性能。7.2 施工组织7.2.1 施工工艺流程图图1 湿法喷射工艺施工流程图图2 干法喷射工艺施工流程图7.2.2 喷射混凝土加固修复工程在施工前应编制施工技术方案,并应包括下列内容:1 施工范围和结构部位;2 施工技术要点、原材料质量要求等;3 施工场地布置(原材料堆放、机具、配管布置等); 4 脚手架搭设方案;5 施工安全和环保措施。7.2.3 喷射施工作业,应配备喷射手、喷射机操作司机、放
21、料工及协助人员,保证施工过程给料量均匀,施工顺畅。7.2.4 喷射混凝土施工前,应按下列方法对加固修复结构构件的表面进行处理: 1 混凝土结构的表面应清除装饰层,露出原结构层后进行凿毛处理,并清理干净;2 对砌体结构表面,除清除装饰层外,还应对受侵蚀砌体或疏松灰缝进行处理。灰缝的处理深度不宜小于l0mm。7.2.5 喷射混凝土施工前应对空压机、喷射机进行试运转。经检验运转正常后,应对混凝土拌合料输送管道进行送风试验、对水管进行通水试验,不得出现漏风、漏水情况,高压风中不得含水、含油。 7.2.6 在喷射作业前,应检查结构加固配筋与锚固件的连接是否牢固可靠。 7.2.7 喷射混凝土施工前应支设边
22、框模板。边框模板应牢固。在大面积加固时应设置喷射厚度标志,其间距宜为1000mm1500mm。7.2.8 当喷射机操作司机与喷射手不能直接联系时,应配备联络装置。7.2.9 作业区应有良好的通风和照明。7.2.10 喷射混凝土冬期施工温度应遵守下列规定:1 喷射混凝土作业区的环境气温不应低于+5;2 拌合料进入喷射机时的温度不应低于+5;3 拌和水的温度不应低于+5;湿法喷射混凝土拌和水温高于+60时,拌合水应先同骨料预混合后再加入水泥。7.2.11 喷射混凝土作业应遵守下列安全措施:1 用于加固作业的台架应牢固可靠,并应设置安全护拦,高空作业喷射手应佩戴安全绳;2 喷射混凝土施工开机顺序应为
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