河南省某電廠冷卻塔加固技術(shù)簡(jiǎn)述

河南省某電廠的老冷卻塔建成于1978年,設(shè)計(jì)時(shí)未考慮抗震設(shè)計(jì)。老冷卻塔經(jīng)過(guò)近30年的運(yùn)行及外部自然氣候的影響,可靠性嚴(yán)重不符合國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范要求,已不能正常使用。

2007年時(shí)按照國(guó)家有關(guān)政策電廠在關(guān)停拆除小機(jī)組的基礎(chǔ)上擴(kuò)建1×300MW機(jī)組。為了利用有效資源,提高效益,電廠決定對(duì)原機(jī)組的老冷卻塔進(jìn)行加固后供本期工程使用,使加固后的這座冷卻塔能夠滿足當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范,并能滿足安全運(yùn)行30年的耐久性要求。

2.檢測(cè)與分析

經(jīng)檢測(cè):1)老冷卻塔綜合評(píng)定為四級(jí),即可靠性嚴(yán)重不符合國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范要求,已不能正常使用,必須立即采取措施。2)垂直度變形:整體傾斜率為0.4‰,小于高聳結(jié)構(gòu)規(guī)定的允許傾斜限值5‰。3)混凝土強(qiáng)度:人字柱和外壁均小于原設(shè)計(jì)強(qiáng)度。4)塔筒內(nèi)外壁也存在不同程度的混凝土剝離、鋼筋外露、裂縫等現(xiàn)象。按照當(dāng)前計(jì)算條件和現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行了核算,老冷卻塔的關(guān)鍵受力部位人字柱和下環(huán)梁已經(jīng)不能滿足要求。從計(jì)算結(jié)果分析,很多部位配筋未達(dá)到計(jì)算配筋要求;從構(gòu)造上,筒壁許多部位不滿足Q≥0.2%的要求。

3.冷卻塔加固方案

3.1人字柱

人字柱采用擴(kuò)大截面加固方案,人字柱現(xiàn)截面尺寸400mm×400mm,加大截面至550mm×550mm;單根柱長(zhǎng)約6.2m。采用鋼模板,高強(qiáng)無(wú)收縮無(wú)機(jī)粘結(jié)灌注材料配制C40微膨脹自密實(shí)混凝土澆灌,以提高新加混凝土的密實(shí)性和與原柱混凝土的連接效果。柱身縱筋采用4525+4518,箍筋58×200,柱兩端箍筋按抗震構(gòu)造要求加密。

3.2筒壁

塔外壁均有大面積表面混凝土剝落,鋼筋外露生銹等現(xiàn)象,采用局部修復(fù)和粘貼碳纖維布,塔身表面全面防腐處理方案。主要程序如下:

1)鑿除已疏松混凝土,清理至堅(jiān)實(shí)基面,外露鋼筋除銹防銹處理;2)用FPSC聚合物水泥復(fù)合砂漿修復(fù)。該種砂漿對(duì)酸、鹽有輕度防護(hù)作用,且耐大氣性好;3)修補(bǔ)部位局部粘貼環(huán)向碳纖維布加固,端部加100寬壓條;4)筒壁外表面刷防護(hù)材料。

塔內(nèi)壁原來(lái)未作過(guò)防腐處理,有大片混凝土剝落,鋼筋外露銹蝕現(xiàn)象,多數(shù)外露鋼筋基本銹斷,此外還有多條沿豎向鋼筋的裂縫。對(duì)該塔采用混凝土修復(fù)后外粘碳纖維布加固方案,程序如下:

1)鑿除已疏松混凝土,清理至堅(jiān)實(shí)基面,外露鋼筋除銹防銹處理;2)用FPSC聚合物水泥復(fù)合砂漿修復(fù);3)筒壁內(nèi)面豎向、環(huán)向粘貼碳纖維布,寬100×400;4)專用不銹鋼錨釘錨固,雙向間距800mm,錨釘位于縱橫碳纖維布的交叉點(diǎn)上;5)表面刷防腐材料。

4.碳纖維布加固的施工

1)鋼筋除銹。a.清除被加固構(gòu)件表面剝落、疏松、蜂窩腐蝕等劣化混凝土;b.剔除銹蝕鋼筋外包混凝土,使鋼筋外露;c.用鋼絲刷和角磨機(jī)除去鋼筋表面的銹蝕層;d.用丙酮或無(wú)水酒精擦拭鋼筋表面至露出鋼筋本質(zhì)。

2)基面處理。a.將構(gòu)件表面凸出部分磨平,露出砂、石、水泥。轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀(圓弧半徑10mm[R[20mm);b.裂縫部分用修復(fù)材料修復(fù)磨平;c.壓縮空氣除去表面粉塵,用丙酮擦拭表面。

3)涂刷底膠。用滾筒或刷子將底膠均勻涂刷于混凝土表面。膠層厚度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。底膠硬化后,若表面有凸起部分,用磨光機(jī)或砂紙打磨平整。待底膠指觸干燥后,再進(jìn)行下一步施工。

4)粘貼面修補(bǔ)。對(duì)粘貼面上的凹入部位,用環(huán)氧膩?zhàn)有扪a(bǔ),以保證粘貼面平整,確保加固效果。待環(huán)氧膩?zhàn)又赣|干燥后,再進(jìn)行下一步施工。

5)碳纖維布粘貼。a.按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布,應(yīng)盡量避免搭接。如若搭接,則碳維布沿纖維方向的搭接長(zhǎng)度不得少于100mm;b.配制浸漬樹(shù)脂膠均勻涂抹于所要粘貼部位,在搭接、拐角等部位要多涂抹一遍;c.粘貼碳纖維布,用滾筒沿纖維方向多次滾壓,擠除氣泡,使樹(shù)脂膠充分浸透碳纖維布;d.碳纖維布表面均勻涂抹一層面膠,要求涂刷均勻,不得有漏涂或涂刷不飽滿之處;e.端部用橫向碳纖維布固定,翹起部分用注射器補(bǔ)膠;f.表面防護(hù)處理。為保證膠的耐久性、耐火性等性能,可在表面涂抹砂漿或噴防火涂料進(jìn)行保護(hù)。

施工中應(yīng)注意如下問(wèn)題:

1)施工溫度應(yīng)在5℃~35℃范圍內(nèi),相對(duì)濕度不大于70%。

2)裁剪及使用碳纖維布時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離電源,尤其是高壓電線及輸電線路。

3)碳纖維布配套膠的原料應(yīng)密封儲(chǔ)存、遠(yuǎn)離火源,避免陽(yáng)光直接照射。

4)膠的配制和使用場(chǎng)所,必須保持通風(fēng)良好。

5)現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)穿工作服,同時(shí)還須戴口罩和手套。嚴(yán)禁在施工現(xiàn)場(chǎng)吸煙。

6)施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備必要的滅火器以備救護(hù)。