臺兒莊節制閘混凝土防碳化處理

(江蘇省洪澤湖水利工程管理處， 江蘇 淮安 223001)

臺兒莊節制閘混凝土防碳化處理

李志榮榮海北

(江蘇省洪澤湖水利工程管理處， 江蘇 淮安 223001)

臺兒莊節制閘建于20世紀50年代，該工程經過多年實際運用，工程的閘墩、工作橋等部位混凝土均產生不同程度的炭化。2010年，對臺兒莊節制閘工程水上部位混凝土部分進行了防碳化處理，摸索了一套成熟的混凝土防碳化施工工藝，可供類似工程施工時參考。

混凝土；防碳化；處理

1 混凝土碳化成因及其不良影響

混凝土碳化是混凝土中游離態氫氧化鈣(鎂)與空氣或水中溶解的二氧化碳(碳酸)反應，生成碳酸鈣(鎂)和水的過程。 碳化生成的新物質體積增大，造成結構表面開裂、混凝土疏松。

影響混凝土碳化速度的因素是多方面的。首先，影響較大的因素是水泥品種；其次，碳化速度與周圍介質中二氧化碳的濃度高低及濕度大小有關；另外，混凝土施工質量也影響混凝土碳化速度。

混凝土碳化使結構有效受力面積減小，生成的新物質體積略有膨脹，會導致結構開裂、強度降低；很多結構因為碳化，混凝土保護層脫落、鋼筋裸露；在水與空氣存在的條件下，鋼筋加速銹脹，結構斷面不斷削弱，同時，也影響建筑物結構美觀，高大建筑物邊沿碳化脫落混凝土的保護層，對使用者或過往的行人會造成不安全因素。

根據混凝土碳化成因可知，如果人為隔絕空氣或水中的二氧化碳(碳酸)，封閉混凝土表面的微孔隙，就可以很好地起到防止混凝土碳化的作用。

2 臺兒莊節制閘混凝土碳化處理措施

2.1 工程概況

臺兒莊節制閘與臺兒莊船閘構成了臺兒莊水運樞紐，汛期時控制上游水位，及時向下游泄洪；枯水期運用節制閘適當向下游航道補水。

臺兒莊節制閘工程建于20世紀50年代，經過半個多世紀的運用，工程閘墩、工作橋等部位混凝土均產生不同程度的碳化。2010年，對該工程水上部位混凝土部分進行了防碳化處理。

2.2 混凝土防碳化方案

在臺兒莊節制閘閘墩、工作橋及欄桿等老混凝土表面進行噴砂，使原混凝土碳化面完全剔除，剔除厚度1～3mm左右，暴露出新鮮混凝土(砂漿)表面，剝落或松動混凝土保護層人工鑿除至新鮮基面。用高壓水槍將混凝土表面清洗干凈，自然干燥后，用環氧膩子分層抹平。環氧膩子具有如下優越特性：?強度高，抗壓、黏結等物理力學性能遠優于水泥，抗壓強度能達到90～105MPa，抗折強度能達到25～35MPa；?成型后無收縮；?耐腐蝕性，可以與酸、堿、鹽、油脂等化學品長期接觸，耐腐蝕；?卓越的抗蠕變性，可在-80～+80℃凍融交替、振動受壓的惡劣物理工況下長期使用而無塑性變形。對大塊剝落和缺損部位用KLY-改性砂漿進行局部修補，然后再用環氧膩子分層抹平。處理后基面封閉材料可先采用環氧云鐵中間漆作中間層，最后采用脂肪族聚氨面漆或氯化橡膠面漆封閉。

脂肪族聚氨酯面漆具有涂層堅韌，附著力特強，良好的耐沖擊性和耐磨性，良好的耐化學品性和耐水性、耐油性，但價格較高。氯化橡膠面漆膠屬惰性樹脂，水蒸汽和氧氣對漆膜的滲透率極低，具有優異的耐水性，耐鹽、堿及各種腐蝕氣體，并具有防霉、阻燃性能，耐候性和耐久性良好，不足之處不耐磨。經過征詢業主意見，決定采用氯化橡膠面漆封閉混凝土表面孔隙。封閉方案最終采用噴涂環氧云鐵中間漆80μm，氯化橡膠面漆80μm。

2.3 施工方法及工藝

2.3.1 基面處理

a. 外表面噴砂。選擇粒徑0.50～3mm的石英砂作為施工用磨料；選擇合適的空氣壓縮機械，保持出風口壓力不低于0.70～0.80MPa，并保證噴射用的壓縮空氣干燥、無油。噴射后的表面應保證疏松碳化層脫落。

b. 清洗。對噴砂后的混凝土表面，采用高壓水槍將碎屑、灰塵沖洗干凈，并連續、均勻地噴灑水，使表層混凝土達到飽和、面干狀態，且表面無積水。

c. KLY-改性水泥砂漿層的配制與施工。噴砂處理后，如有大的空洞或混凝土塊脫落，采用KLY-改性乳液砂漿修補。根據選用的原材料、設計技術及施工和易性要求先進行試拌。原材料要求：砂漿采用的砂料質地堅硬、清潔、級配良好，要求粒徑為0.15～5mm，細度模數為2.5～3.0；水泥品質除符合現行的國家標準GB/T1346《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》、GB/T17671《水泥膠砂強度檢驗方法》規定外，運至工地后，需有廠家質檢試驗報告，并按批量抽驗，水泥運輸過程中應防止受潮，袋裝水泥貯運時間超過三個月，使用前應重新檢驗；KLY-水泥改性劑品質除符合現行的國家標準及水利部部級標準的規定外，運至工地后，應有廠家質檢試驗報告。施工中嚴格控制各組分配比用量，先將稱好的水泥、砂攪拌均勻，再將稱好的KLY-改性乳液、活性劑及其他外加劑和水混合后加入，按照(水泥∶KLY-水泥改性劑∶水=1∶0.8∶0.2重量比)配比，充分攪拌均勻即可。各組分配比必須嚴格控制。臺兒莊節制閘工程混凝土防碳化處理采用人工拌和，在鐵皮板上進行，以防止拌和水流失，造成因砂漿水灰比改變而影響砂漿的和易性。

每次拌和砂漿量應根據砂漿施工的進度確定。拌和成的砂漿存放時間不宜超過45min。若拌成砂漿未及時使用而出現干硬現象，應舍棄不用。當修補厚度超過3cm時，應分層施工。層與層之間應間隔4h。

KLY-改性水泥砂漿適宜在5～30℃的環境溫度下進行施工。如環境溫度超出此范圍，應根據實際情況對材料及配比進行調整。

d. KLY-改性水泥砂漿養護。用KLY-改性水泥砂漿抹面后，應及時采用人工灑水并用塑料布或濕麻袋覆蓋養護，避免砂漿產生干縮裂縫，潮濕養護48h后，才能進行下道工序施工。

2.3.2 中間層處理

中間層采用環氧膩子按規定比例將甲乙組分混合攪拌均勻后， 滿刮一道，刮平表面經過中間檢查后進入下一道工序。在實際施工過程中，環氧膩子黏度太大不宜刮抹找平，后采用環氧膩子與白水泥及107膠攪拌后為基面找平，配方重量比為環氧膩子∶白水泥∶107膠=7∶3∶1。為保證攪拌質量，采用沖擊鉆頭焊接鋼制圓環方式進行攪拌(如下圖所示)。中間層施工質量要求表面平整度5mm，表面無龜裂、起鼓、鼓泡現象。

焊接鋼制圓環方法攪拌圖

2.3.3 面層施工

根據設計要求和試驗成果，對防碳化構件表面封閉漆選擇環氧云鐵中間漆80μm和氯化橡膠面漆80μm進行最后覆蓋。選用環氧云鐵作為中間漆，因其顏料云母氧化鐵呈鱗片狀，在漆膜中疊積排列，大大延滯引起碳化的碳酸、二氧化碳和其他有害離子滲入混凝土，具有較好耐水、酸、堿的能力；云母氧化鐵光敏性弱，化學穩定性好，因而具有較好的耐候性；漆膜略微粗燥，有利于面漆的結合。氯化橡膠面漆優點是耐候、耐干濕交替，長期暴曬下漆膜穩定，低溫下仍能施工。

構件基體表面的封閉漆涂層的施工作業，采用無氣噴涂機，環境空氣濕度應低于85%或基體表面溫度不低于露點3℃。兩次噴涂間隔時間大于18h，漆膜固化前應避免雨淋、踐踏。

面層施工如溫度過低，不得噴涂油漆封閉，必須選擇中午氣溫升高至5℃以上時施工。

2.4 施工質量控制要點

保證基層噴砂質量，所有疏松碳化層要清理徹底，混凝土脫落部位采用KLY-改性水泥砂漿填補；環氧膩子層外觀平整，層面與基底結合牢靠，油漆要在面干環氧膩子表面噴涂；在冬季施工，一定要保證氣溫在5℃以上噴涂油漆，以防影響油漆封閉效果及混凝土防碳化施工質量。

由于該工程施工處于水面上，利用工作橋面成功搭設牢固、穩定的懸挑腳手架是保證噴砂施工質量的一個重要環節。

2.5 漆膜質量檢驗

漆膜固化后應進行干膜厚度測定。85%以上的局部厚度應達到設計厚度，沒有達到設計厚度的部位，其最小局部厚度應不低于設計厚度的85%。涂層外觀應光滑平整、顏色均勻一致，無氣泡、流掛及開裂剝落等現象。

3 結 論

臺兒莊節制閘經過10多年運行，混凝土防碳化方案是行之有效的，除工作橋的橋面有部分油漆磨損(氯化橡膠面漆本身不耐磨)外，整個混凝土防碳化層沒有明顯破壞，達到了預期效果。

Concreteanti-carbonizationtreatmentofTai’erzhuangRegulatingSluice

LI Zhirong, RONG Haibei

(JiangsuHongzeLakeWaterConservancyEngineeringManagementOffice,Huai’an223001,China)

Tai’erzhuang Regulating Sluice was built in the 1950s. The concrete in the project gate, work bridge and other parts suffer from carbonization at different degrees after practical application of the project for many years. In 2010, the concrete of the water part in the project accepts anti-carbonization treatment, and a set of mature concrete anti-carbonization construction technology is explored, thereby providing reference during construction of similar projects.

concrete; anti-carbonization; treatment

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.011.010

TV554

B

1005-4774(2017)011-0044-03