1、概述
拋丸機(jī)施工是通過機(jī)械的方法把丸料(鋼丸或沙粒)以很高的速度和一定的角度拋射到工作表面上,讓丸料沖擊工作表面,然后在機(jī)器內(nèi)部通過配套的吸塵器的氣流清洗作用,將丸料和清理下來的雜質(zhì)分別回收,并且使丸料可以再次利用的技術(shù)。由于拋丸技術(shù)與裝備性能不斷提高,不但應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大,拋丸機(jī)配有除塵器,可做到無塵、無污染施工,既提高效率,又保護(hù)環(huán)境。該工藝大大提升橋面防水層的施工質(zhì)量,延長(zhǎng)橋面鋪裝層的使用壽命。
松花江大橋全長(zhǎng)1194.58m,橋面鋪裝采用8cmC50防水混凝土,經(jīng)防水層處理后,上設(shè)10cm聚酯纖維改性瀝青混凝土,瀝青砼鋪筑寬度19m,東引橋鋪筑寬度13.25m,直引橋鋪筑寬度12.05m。為了克服防水層和面層以及橋面黏結(jié)強(qiáng)度不足而產(chǎn)生推移的病害,以及由于滲水甚至造成的混凝土疏松、脫落,鋼筋銹蝕,縮減橋面使用壽命,增加維護(hù)成本。針對(duì)傳統(tǒng)混凝土表面拉毛、鑿毛質(zhì)量不均勻以及人為因素影響,通過采用使用混凝土表面拋丸施工工藝,做到混凝土表面的浮漿、雜質(zhì)清理和清除干凈,并在清理的同時(shí)對(duì)混凝土表面進(jìn)行了打毛處理,使其表面均勻,粗糙,大大提高防水層和混凝土基層的黏結(jié)強(qiáng)度。
2、工藝原理
通過拋丸機(jī)旋轉(zhuǎn)葉輪將相應(yīng)粒徑鋼丸料以很高的速度(約50~70米/秒)和一定的角度(噴射角度可控制在30°~80°之間)拋射到工作表面上,讓鋼丸高速?zèng)_擊混凝土表面,借助于鋼丸的沖擊作用達(dá)到處理混凝土表面浮漿、附著物以及其他需要清理的物質(zhì),同時(shí)對(duì)混凝土表面形成相應(yīng)粗糙度的一種表面處理的方法。打擊過表面的鋼丸、灰塵、雜質(zhì)一同經(jīng)歷反彈室離開儲(chǔ)料斗的上方。在配套外接大功率吸塵設(shè)備產(chǎn)生的負(fù)壓(負(fù)壓表指針控制在10以下)和本身撞擊的反彈作用下,經(jīng)過儲(chǔ)料斗上方的別離裝置將丸料和灰塵別離,丸料進(jìn)到儲(chǔ)料斗持續(xù)循環(huán)運(yùn)用。雜質(zhì)則經(jīng)過銜接管進(jìn)到除塵器,經(jīng)過配套吸塵器的氣流清洗,將丸料和清理上去的雜質(zhì)分別回收,而且使丸料能夠再次應(yīng)用。拋丸機(jī)配有除塵器,可做到無塵凈化施工,既提高清理效率,又保護(hù)了環(huán)境。(見圖1)
圖1
磨料循環(huán)路徑:料斗存儲(chǔ)磨料→進(jìn)入磨料控制閥→進(jìn)人分丸輪→拋頭高速拋射→工件表面被清理→磨料反彈到回砂室→磨料被抽吸回料斗,這樣就實(shí)現(xiàn)了磨料的自動(dòng)回收循環(huán)再利用。
粉塵運(yùn)動(dòng)路徑:工件表面產(chǎn)生的粉塵及隨磨料→抽吸回料斗→經(jīng)塵砂分離器分離出粉塵→吸塵管吸入除塵器→過濾掉粉塵后的空氣排放→粉塵環(huán)保處理。
3、主要施工配置
拋丸機(jī)(2-20DT):拋丸寬度550mm、行走速度0.5~33m/min、拋丸效率~400m2/h、功率22Kw。
配套設(shè)備:吸塵器845DC、發(fā)電機(jī)、運(yùn)輸車、拾丸器。
配合施工人員:拋丸操作工、鋼丸回收員、吸塵器操作工、清掃員、駕駛員、管理員6~7人。
4. 施工工藝流程及操作要點(diǎn)
4.1 施工工藝流程如圖4.1 所示
圖2 施工工藝流程圖
4.2 操作要點(diǎn)
4.2.1 橋面初步清理
清掃作業(yè)面,清除施工時(shí)留下的碎石、砂土、木屑等雜物。
保證作業(yè)面干燥,個(gè)別有少量積水的地方可將積水掃除,讓其盡快風(fēng)干。
對(duì)高出作業(yè)面的混凝土固結(jié)體、松散的浮漿皮,提前人工鑿除。
表面有鋼筋露出的地方,要切割清除,保證鋼筋高出作業(yè)面的高度不大于10mm。
4.2.2 拋丸機(jī)的調(diào)試
拋丸機(jī)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試拋施工,在試拋過程中,檢測(cè)骨料的外露程度和表面粗糙度,根據(jù)測(cè)試結(jié)果,反復(fù)調(diào)整參數(shù),確定正式施工的以下三個(gè)關(guān)鍵參數(shù):
a、控制和選擇鋼丸的大小和形狀;
b、調(diào)整和設(shè)定設(shè)備的行走速度;
快慢
隨著處理速度的降低,表面清理的深度增加。一般拋丸在混凝土表面可以處理的深度在0.1-1mm。
c、控制鋼丸的拋射流量。
4.2.3 拋丸作業(yè)
根據(jù)調(diào)試后采用重度拋丸,行走速度12~16m/min,丸料規(guī)格S390,鋼丸拋射量采用高檔,正式進(jìn)行橋面的拋丸作業(yè),并及時(shí)回收拋丸機(jī)拋頭處溢出的鋼丸。
由于大面積施工,以及受機(jī)械行走和除塵管的限制,采用如下拋丸軌跡行走。行走作業(yè)面的接縫處保證至少留有5cm的搭接寬度?!?
圖3拋丸軌跡圖
拋丸過程應(yīng)連續(xù)作業(yè),在下次之前重拋將機(jī)械倒退30cm左右,重新開始拋丸。在在作業(yè)中需注意下列幾點(diǎn):
a、對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn),每天檢查易損件磨損情況,保證易損部件完好。
b、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常,除塵電機(jī)轉(zhuǎn)向正確;
c、及時(shí)清理除塵器內(nèi)灰斗積灰,丸料和備件數(shù)量確保充足,;
d 、反吹氣壓控制在5~6bar;
e、拋丸時(shí)在接縫處設(shè)置一定的搭接,以保證拋丸面達(dá)到100%覆蓋;
f、施工完成后對(duì)彈落到外部的鋼丸,應(yīng)用磁掃把將其收回使用。
5.質(zhì)量要求及控制
5.1拋丸處理表面粗糙度應(yīng)滿足防水層露骨率要求,混凝土表面清潔無雜質(zhì)、無浮漿、無疏松的骨料,用手觸摸有凸出感,用手錘輕輕敲擊,混凝土不起皮,骨料無松動(dòng)。沒有達(dá)到要求,可以對(duì)工作面進(jìn)行重復(fù)拋丸,做到表面粗糙度滿足要求。
5.2用標(biāo)準(zhǔn)試塊對(duì)照板,對(duì)照比較確認(rèn)混凝土粗糙度。拋丸后的混凝土表面粗糙度達(dá)到SP3-SP5,(混凝土表面粗糙度對(duì)照板,依次為輕度拋丸、中度拋丸、重度拋丸)。
5.3測(cè)量拋打構(gòu)造深度,可用鋪砂法測(cè)量,現(xiàn)場(chǎng)達(dá)到0.4-0.8。
5.4施工覆蓋面要求達(dá)到100%,為了保證拋丸處理100%覆蓋面,對(duì)防撞墻根部10cm處、邊角和凹坑位置采用人工工具打磨,鋼絲刷進(jìn)行清理。
5.5拋丸施工中應(yīng)由專門灰塵清理人員及時(shí)進(jìn)行吸塵除灰,適時(shí)運(yùn)出工地集中處理,避免造成二次污染。
5.6拋丸處理的防水層出現(xiàn)裂縫、孔洞采用砂漿型環(huán)氧樹脂進(jìn)行修補(bǔ),并及時(shí)進(jìn)行下道防水層施工。
6.拋丸工藝特點(diǎn)
橋梁防水層薄,混凝土強(qiáng)度高,拋丸處理的表面粗糙均勻,不會(huì)破壞原結(jié)構(gòu)層和平整度,通過鋼丸高速點(diǎn)狀沖擊不會(huì)造成骨料的松動(dòng)和裂紋產(chǎn)生,極大提高防水材料的附著和滲透效果,延長(zhǎng)路面使用壽命,比較適合橋梁防水層的處理。
松花江大橋防水混凝土拋丸施工處理現(xiàn)場(chǎng)
拋丸工藝通過調(diào)整行走速度和進(jìn)丸量以及鋼丸的選擇,可以得到相應(yīng)的處理效果。
拋丸機(jī)械配套完善,處理效率高。系統(tǒng)操作靈活,能夠做到處理覆蓋面100%。鋼丸回收和粉塵處理,具有經(jīng)濟(jì)效益,又利于環(huán)境保護(hù)。
與大型銑刨比較避免了對(duì)防水混凝土層結(jié)構(gòu)損傷;比錘擊式鑿毛設(shè)備處理效率高;比小型銑刨裝置處理平整度要高。具有橋面防水層拋丸處理的特定優(yōu)勢(shì),改善了防水層施工質(zhì)量,提高了橋梁的使用壽命,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分明顯。
拋丸工藝應(yīng)用面廣,除橋面鋪裝層外,還應(yīng)用于新舊混凝土結(jié)合的工程、瀝青路面防滑處理、路面標(biāo)線清理等。
7、結(jié)語
通過在松花江大橋防水混凝土的拋丸運(yùn)用,施工處理粗糙度達(dá)到spa5標(biāo)準(zhǔn)、拋打深度大于1mm、施工覆蓋率達(dá)100%、處理面浮漿完全清除,均勻平整,質(zhì)量?jī)?yōu)良。同時(shí)施工速度快,效率高,具有環(huán)保作用,具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性。