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河南省某电厂冷却塔加固技术简述

       1.工程背景

河南省某电厂的老冷却塔建成于1978,设计时未考虑抗震设计。老冷却塔经过近30年的运行及外部自然气候的影响,可靠性严重不符合国家现行规范要求,已不能正常使用。

2007年时按照国家有关政策电厂在关停拆除小机组的基础上扩建1×300MW机组。为了利用有效资源,提高效益,电厂决定对原机组的老冷却塔进行加固后供本期工程使用,使加固后的这座冷却塔能够满足当前结构设计标准和设计规范,并能满足安全运行30年的耐久性要求。

2.检测与分析

经检测:1)老冷却塔综合评定为四级,即可靠性严重不符合国家现行规范要求,已不能正常使用,必须立即采取措施。2)垂直度变形:整体倾斜率为0.4,小于高耸结构规定的允许倾斜限值53)混凝土强度:人字柱和外壁均小于原设计强度。4)塔筒内外壁也存在不同程度的混凝土剥离、钢筋外露、裂缝等现象。按照当前计算条件和现行混凝土结构设计规范进行了核算,老冷却塔的关键受力部位人字柱和下环梁已经不能满足要求。从计算结果分析,很多部位配筋未达到计算配筋要求;从构造上,筒壁许多部位不满足Q0.2%的要求。

3.冷却塔加固方案

3.1人字柱

人字柱采用扩大截面加固方案,人字柱现截面尺寸400mm×400mm,加大截面至550mm×550mm;单根柱长约6.2m。采用钢模板,高强无收缩无机粘结灌注材料配制C40微膨胀自密实混凝土浇灌,以提高新加混凝土的密实性和与原柱混凝土的连接效果。柱身纵筋采用4525+4518,箍筋58×200,柱两端箍筋按抗震构造要求加密。

3.2筒壁

塔外壁均有大面积表面混凝土剥落,钢筋外露生锈等现象,采用局部修复和粘贴碳纤维布,塔身表面全面防腐处理方案。主要程序如下:

1)凿除已疏松混凝土,清理至坚实基面,外露钢筋除锈防锈处理;2)FPSC聚合物水泥复合砂浆修复。该种砂浆对酸、盐有轻度防护作用,且耐大气性好;3)修补部位局部粘贴环向碳纤维布加固,端部加100宽压条;4)筒壁外表面刷防护材料。

塔内壁原来未作过防腐处理,有大片混凝土剥落,钢筋外露锈蚀现象,多数外露钢筋基本锈断,此外还有多条沿竖向钢筋的裂缝。对该塔采用混凝土修复后外粘碳纤维布加固方案,程序如下:

1)凿除已疏松混凝土,清理至坚实基面,外露钢筋除锈防锈处理;2)FPSC聚合物水泥复合砂浆修复;3)筒壁内面竖向、环向粘贴碳纤维布,100×400;4)专用不锈钢锚钉锚固,双向间距800mm,锚钉位于纵横碳纤维布的交叉点上;5)表面刷防腐材料。

4.碳纤维布加固的施工

1)钢筋除锈。a.清除被加固构件表面剥落、疏松、蜂窝腐蚀等劣化混凝土;b.剔除锈蚀钢筋外包混凝土,使钢筋外露;c.用钢丝刷和角磨机除去钢筋表面的锈蚀层;d.用丙酮或无水酒精擦拭钢筋表面至露出钢筋本质。

2)基面处理。a.将构件表面凸出部分磨平,露出砂、石、水泥。转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状(圆弧半径10mm[R[20mm);b.裂缝部分用修复材料修复磨平;c.压缩空气除去表面粉尘,用丙酮擦拭表面。

3)涂刷底胶。用滚筒或刷子将底胶均匀涂刷于混凝土表面。胶层厚度应满足设计要求。底胶硬化后,若表面有凸起部分,用磨光机或砂纸打磨平整。待底胶指触干燥后,再进行下一步施工。

4)粘贴面修补。对粘贴面上的凹入部位,用环氧腻子修补,以保证粘贴面平整,确保加固效果。待环氧腻子指触干燥后,再进行下一步施工。

5)碳纤维布粘贴。a.按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布,应尽量避免搭接。如若搭接,则碳维布沿纤维方向的搭接长度不得少于100mm;b.配制浸渍树脂胶均匀涂抹于所要粘贴部位,在搭接、拐角等部位要多涂抹一遍;c.粘贴碳纤维布,用滚筒沿纤维方向多次滚压,挤除气泡,使树脂胶充分浸透碳纤维布;d.碳纤维布表面均匀涂抹一层面胶,要求涂刷均匀,不得有漏涂或涂刷不饱满之处;e.端部用横向碳纤维布固定,翘起部分用注射器补胶;f.表面防护处理。为保证胶的耐久性、耐火性等性能,可在表面涂抹砂浆或喷防火涂料进行保护。

施工中应注意如下问题:

1)施工温度应在5~35范围内,相对湿度不大于70%

2)裁剪及使用碳纤维布时应远离电源,尤其是高压电线及输电线路。

3)碳纤维布配套胶的原料应密封储存、远离火源,避免阳光直接照射。

4)胶的配制和使用场所,必须保持通风良好。

5)现场施工人员应穿工作服,同时还须戴口罩和手套。严禁在施工现场吸烟。

6)施工现场应配备必要的灭火器以备救护。

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