一、立柱现状评估与病害诊断
1.外观普查:目视配合钢尺检查,标记裂缝位置、走向、长度和宽度。裂缝宽度小于0.3mm的属于表面收缩纹,大于0.3mm的贯通缝或竖向受力缝则需要重点处理。同时记录混凝土剥落、露筋、蜂窝麻面、水垢结晶和钢筋锈蚀的程度及范围。
2.强度检测:用回弹仪测试立柱混凝土抗压强度,每根立柱不少于5个测区。实测强度低于设计值70%的,需要优先安排加固。对疑似钢筋严重锈蚀的位置,凿开局部保护层,用千分尺测量钢筋剩余截面积,截面损失率超过10%就应纳入补强范围。
3.腐蚀环境分析:取循环水和立柱表面析出物做化学成分分析。高浓度的氯离子和硫酸根离子会持续侵蚀混凝土和钢筋,如果检测值偏高,防腐方案需要相应提高涂层等级和厚度。
二、加固方案
1.裂缝封闭与灌浆
宽度小于0.3mm的细微裂缝,沿缝涂刷低粘度环氧树脂封闭。宽度在0.3mm到1mm之间的裂缝,沿缝开V形槽,宽约10mm、深约10mm,清理碎屑后用环氧胶泥填实抹平。宽度大于1mm的贯通缝或受力缝,钻孔安装注浆嘴,压力灌注改性环氧树脂灌浆料,灌注压力控制在0.2到0.4MPa,稳压10分钟后封口。
2.截面加大法
对于混凝土大面积剥落或承载力明显不足的立柱,在原柱体外围增设钢筋混凝土围套。旧混凝土面凿毛,露出粗骨料,清理干净后涂刷界面剂。围套厚度不小于100mm,纵向钢筋直径不小于16mm,箍筋直径不小于10mm、间距不大于150mm。主筋根部植入基础承台,顶部锚入上部梁体,保证传力路径连续。浇筑C35及以上等级的细石混凝土,振捣密实后覆盖养护不少于14天。对于尺寸较小的立柱,也可改用灌浆料浇筑围套,流动性好,适合密配筋截面。
3.粘贴碳纤维布
当现场空间受限、无法增大截面时,可采用粘贴碳纤维布的方式补强。先将柱体表面打磨平整,转角磨出半径不小于20mm的圆弧,涂刷底胶找平。碳纤维布沿柱周向满贴,纤维方向垂直于柱轴线,搭接长度不小于200mm,用专用浸渍胶充分浸润,滚筒滚压排除气泡。面层再涂刷一层浸渍胶封闭,外撒干砂做粗糙面,便于后续防腐涂层附着。
4.外包钢加固
损伤严重的立柱,在原柱四角包贴角钢,横向用缀板焊接连接,形成钢格构围套。角钢规格通过计算确定,一般不小于L80x8。角钢与混凝土之间的间隙用环氧胶泥或灌浆料填实,保证两者协同受力。钢材表面除锈至Sa2.5级后,先涂刷环氧富锌底漆,再整体纳入防腐涂层体系,防腐等级与其他钢构件统一。

三、防腐方案
1.基面准备
所有加固和修补完成并充分养护后,用高压水枪将立柱表面冲洗干净,清除浮灰、油污和析出的盐结晶。混凝土含水率降至6%以下方可涂装。局部不平整处用耐水腻子修平。
2.底漆层
滚涂环氧封闭底漆一道,干膜厚度50至80微米,渗透封固基面,增强后续涂层附着力。
3.中间防腐层
刮涂环氧玻璃鳞片胶泥1至2道,单道厚度0.8至1.2mm,总厚度不低于2mm。玻璃鳞片层层叠压,形成优异的抗渗层,有效阻隔水汽和化学介质的渗透。每道刮涂后用针辊消泡。
4.面涂层
涂刷耐酸耐候面漆2道,干膜总厚度不低于80微米。面漆颜色可根据厂区整体风格选择,一般选用灰色或蓝灰色,既耐脏又与工业环境协调。
5.重点防护部位
立柱根部往上1米范围内是最容易积水和遭受溅水的部位,防腐层在此区域加厚至3mm以上,并在柱脚处做50mm高的环氧砂浆墩台,集中导流排水。分缝盖板和连接件周围,涂刷密封胶封闭缝隙,防止水分沿着微小缝隙渗入。
四、柱脚特殊处理
冷却塔立柱柱脚长期泡水或处于干湿交界的溅水区,腐蚀最为集中,必须在常规方案上做专项加强。
沿柱脚四周开挖至基础顶面以下100mm,清理干净松动混凝土和泥土。涂刷两道水泥基渗透结晶防水涂料,利用结晶反应封闭混凝土内部孔隙。然后再按上述防腐体系施工,使防腐层连续覆盖从基础顶面到柱体上部至少1500mm的区域。防腐层在柱脚与基础连接处做成圆弧过渡,避免在该部位形成搭接缝隙。

五、安全与质量控制
1.安全要点
作业人员须持高空作业证,正确使用五点式安全带,高挂低用。化学材料(环氧树脂、灌浆料等)储存和使用区域严禁烟火,配备灭火器材。碳纤维布切割和打磨产生的粉尘细小锋利,作业人员佩戴防尘口罩和护目镜,现场保持良好通风。
2.质量检查
碳纤维布粘贴密实度用小锤逐片敲击检查,空鼓区域面积大于5%的需要注胶修补,无法修复的返工重贴。防腐涂层用磁性测厚仪每10平方米不少于3个测点,总厚度允许偏差±10%。电火花检漏仪5000V/mm全面扫描,无击穿点。养护期满后抽检附着力,拉拔值不低于2MPa。