CRETO 材料在南水北調濟平干渠中的應用

張永生，翟一鳴，侯彩云

（1.南水北調東線山東干線有限責任公司，山東 濟南250109；2.山東創元水務有限公司，山東 濟南250012）

南水北調濟平干渠自2005 年12 月一次性試通水成功后渠道正常蓄水運行已14 年，混凝土襯砌渠道及沿線橋閘部分混凝土出現凍融、碳化等。目前存在的主要問題有：一是沿線渠道混凝土襯砌板特別是人工襯砌部分，不同程度地出現表面爆皮、砂漿脫落、碎石脫落和出現裂縫等現象，破壞深度已接近2 cm，破壞面積達數萬平方米，并呈現逐年增大趨勢；二是橋墩、閘墩、翼墻等部位混凝土出現表面爆皮、碎石脫落、露筋等問題。

1 引起凍融碳化的原因

濟平干渠混凝土凍融的主要原因：一是混凝土空隙中的水，在干濕交替、凍融循環作用下，混凝土空隙中的水形成冰漲壓力和滲透壓力聯合作用的疲勞應力，使混凝土產生由表及里的剝蝕破壞，從而降低混凝土強度；二是部分標段或班組施工質量存在問題，在同一渠段相鄰工程凍融破壞程度差異較大，甚至同一節制閘兩側翼墻凍融破壞程度也有差異。引起混凝土碳化的主要原因是空氣中CO2氣體滲透到混凝土內，與混凝土內部的堿性物質發生化學反應，逐漸形成碳酸鹽和水，致使混凝土強度降低。

濟平干渠引水渠水流經彎道到控制閘后流速逐漸加快，導致渠道襯砌板表面容易遭受損壞；破壞范圍主要在高低水位頻繁波動區，動水壓力和凍融破壞加劇混凝土損壞；因長期流動水浸泡，加上水位部位凍融循環、氣候、不均勻沉降等，使混凝土表面出現了爆皮、裂縫、變形、脫落等一系列凍融、碳化現象。

2 防凍融碳化處理方案

南水北調濟平干渠襯砌渠道和李山頭節制閘翼墻、閘墩表面，利用CRETO 環球公司系列產品的性能特點、適用范圍和施工工藝，進行混凝土防凍融和防碳化處理，取得了較好的效果。

2.1 渠道襯砌板防凍融碳化處理方案

施工流程：對混凝土表面缺陷部分進行剔鑿1.5～2.5 cm→基層擋板措施防止碎碴進入水中→垃圾清運至指定地點后→修補面沖洗并吸水飽和但無自由水→RMO 底涂→RMO 水泥砂漿拌制→RMO 防碳化理層分層涂抹→養護→噴涂抗滲防腐劑DPS→養護→清理施工現場。

1）混凝土表面缺陷處剔鑿。在施工前，需要先將混凝土表面剝蝕、裂縫、麻面等缺陷部位鑿除至堅硬的層面，本次修復項目鑿除深度一般在1.5～2.5 cm。為保證修補面邊緣與原有混凝土有良好的結合，修補面必須全部鑿成毛面。

2）修補清理和沖洗。要徹底清除鑿除面污物、粉塵、碎塊及松動混凝土，用清水將修補面沖洗干凈，在施工前要保持修補面濕潤狀態，但不應有積水。如有鋼筋外露，應對鋼筋銹蝕部位除銹處理。

3）RMO 底涂。將RMO 原液兌清水按一定比例稀釋后，對修補面進行底涂，底涂RMO 稀釋液能有效加強原有混凝土面層與新施工的處理層（水泥砂漿或細石混凝土）之間的粘結力。底涂要求隨噴隨抹水泥砂漿（或細石混凝土），并保持基層濕潤。

4）防凍融碳化處理層施工。按照規定用量加水、RMO、砂、水泥攪拌并需要充分拌和均勻，材料必須稱量正確，尤其是水的加入量，拌和過程中不能隨意擴大水料比。每次拌制的砂漿，要求能在60～90 min 內使用完，不宜一次拌和過多。

（1）采用優質河砂，普通硅酸鹽42.5 水泥，攪拌用水必須達到清潔的生活用水標準。先摻入適量RMO 與水拌勻，再按砂漿干料比例加入指定水量進行充分攪拌。

（2）手工涂抹需要先將水泥砂漿攤鋪后，要做好施工配合，立即用力向同一方向壓抹，操作速度有力，要求一次用力抹平，避免反復抹面，保證水泥砂漿處理層密實，表面平整光滑，一般不需第二次收光，如遇氣泡要隨時刺破壓緊，保證水泥砂漿表面密實。

（3）對于混凝土損壞厚度較大時應分層抹壓水泥砂漿或細石混凝土，每層涂抹厚度為1.0～1.5 cm。待第一層終凝后再抹第二層，水泥砂漿鋪設到位后，用力壓實，然后抹面。

（4）對于混凝土表面剝蝕的缺陷處理，根據施工人員情況，合理安排每次施工面積，施工面積較大時須分塊施工，對修補區邊緣的齒槽內也應將水泥砂漿填實抹平；對于混凝土表面裂縫的處理，對裂縫處清理干凈、用水濕潤、底涂RMO，再向裂縫處嵌入水泥砂漿并壓實。

（5）待處理層水泥砂漿初凝后，在其表面噴涂砂漿表面養護劑，并進行收光處理。修補后的水泥砂漿表面要求平整光滑，應與周邊原混凝土銜接平順良好。

修復混凝土施工宜選在溫度不是太高的時段進行，避免陽光直射或大風天氣，防止水泥砂漿失水過快；同時，施工過程中又要注意保濕、保溫。

（6）防凍融碳化層施工后，待表面略干后，用噴霧器噴霧養護或薄膜覆蓋。終凝后灑水養護，表面保持濕潤狀態，持續7～14 d。特別是在陽光直射、風口部位或干燥環境，更要采取遮陽、保濕措施。

5）噴涂DPS 及竣工清理。處理層養護24 h后，用高壓噴涂設備進行噴涂DPS，噴涂時要求由下而上，左右噴射，使DPS 均勻的浸透處理層表面，交接處噴涂不少于150 mm 的搭接段，要保證噴涂均勻，沒有遺漏。

2.2 翼墻、橋墩、閘墩防凍融碳化處理方案

施工程序：構筑物混凝土檢查→搭設腳手架（加設垃圾防拋網，便于清理垃圾）→混凝土表面清理（缺陷處一般需要鑿毛2～2.5 cm，清理確保處理后的所有基底有足夠的粗糙度，粗骨料裸露）→修補面用水沖洗并吸水飽和→RMO 底涂→RMO 的拌制→分層涂抹RMO 防碳化層→噴涂DPS→養護→清理施工現場→驗收。

由于翼墻及閘墩在水面中，需要專業架子工搭設腳手架，確保施工安全。認真檢查及搭設腳手架情況，檢查建筑物混凝土表面清理情況，經現場管理人員驗收合格后，并做好檢查記錄和拍攝，方可實施下一道工序。在腳手架上加設垃圾防拋網，便于垃圾清理外運。

3 結 語

南水北調濟平干渠渠道部分混凝土襯砌板和李山頭節制閘閘墩及翼墻，于2017 年5 月采用CRETO RMO、DPS 產品進行了凍融和碳化破壞修復處理，修復方法具有操作簡便、施工周期短、可在調水間隙進行快速施工的特點。修復后的襯砌板和閘墩、翼墻已運行2 年，未再出現混凝土的凍融和碳化現象，處理層與原混凝土結合堅固，實施后整體效果較好。