徐波

（上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）有限公司，上海200092）

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混凝土碳化處理方法探析

徐波

（上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）有限公司，上海200092）

［摘 要］文中介紹對于不同部位，不同碳化程度的混凝土，采用不同的處理方法，達到封閉碳化通道，阻止或盡可能減緩?fù)饨缬泻怏w進入混凝土內(nèi)部侵蝕，使混凝土內(nèi)部和鋼筋始終處于高堿性環(huán)境中，使之延長混凝土和鋼筋的使用壽命的目的。

［關(guān)鍵詞］混凝土結(jié)構(gòu)；碳化處理；環(huán)氧厚漿涂料；丙乳砂漿

1　工程背景

臨洪西泵站位于連云港市北郊，距離市區(qū)10 km，臨洪閘下游800 m處臨洪河西側(cè)，承擔著烏龍河流域防洪排澇任務(wù)，是保障連云港市區(qū)及東?？h農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生命安全的重要的水利工程，具有排澇、擋洪等綜合功能。該泵站于1976年12月動工興建，1979年7月建成投產(chǎn)。根據(jù)（SL252-2000）《水利水電工程等級劃分及洪水標準》、（GB50265－2010）《泵站設(shè)計規(guī)范》等的有關(guān)規(guī)定，臨洪西泵站工程等別為Ⅱ等，泵站規(guī)模為大（2）型。

2　存在問題

該站受當時施工條件限制，土建工程和機電設(shè)備、輔助設(shè)備和設(shè)施存在較多問題。經(jīng)過30年多年的運行，經(jīng)現(xiàn)場檢測和復(fù)核，工程不符合安全運行要求，其存在主要問題如下：

1）工程老化日趨嚴重，建筑物基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、房屋結(jié)構(gòu)及部分門窗、上下游建筑物、快速閘門等水工建筑物均嚴重老化、碳化、開裂，許多承重構(gòu)件鋼筋銹脹，主筋截面大幅度削弱甚至銹斷，病害非常嚴重，拍門、快速閘門嚴重漏水。

2）機電設(shè)備老化，故障率較高，損壞嚴重。主機絕緣老化，電機定子繞組發(fā)生擊穿現(xiàn)象，水泵導(dǎo)軸承處漏油、進水，大軸、導(dǎo)軸承嚴重磨損等。

3）上下游引河和護坡嚴重淤積，泵站排澇時水泵處于非設(shè)計工況運行，水泵效率低。多次強排澇時揚程僅有1.0～3.0 m，與原設(shè)計所確定的水位組合有較大的差異，水泵長期處于低效率區(qū)運行。

4）部分觀測設(shè)施已不能觀測，其中站身測壓管已全部被堵塞，測壓表無法觀測。

在此主要針對泵站泵房混凝土結(jié)構(gòu)的碳化問題提出針對性的處理措施。

3　碳化混凝土處理設(shè)計

混凝土的碳化程度不同，部位不同，處理方法也不同，防碳化處理的目的就是封閉碳化通道，阻止或盡可能減緩?fù)饨缬泻怏w進入混凝土內(nèi)部侵蝕，使混凝土內(nèi)部和鋼筋始終處于高堿性環(huán)境中，延長混凝土和鋼筋的使用壽命。幾種處理方法如下：

1）對碳化深度過大，鋼筋銹蝕明顯，危及結(jié)構(gòu)安全的構(gòu)件應(yīng)拆除重建。

2）對于碳化深度較小并小于鋼筋保護層厚度，碳化層比較堅硬的，可用優(yōu)質(zhì)涂料封閉。

3）對碳化深度大于鋼筋保護層厚度或碳化深度較小但碳化層疏松剝落的，均應(yīng)鑿除碳化層，粉刷高強砂漿或澆筑高強混凝土。

4）對鋼筋銹蝕嚴重的，應(yīng)在修補前除銹，并應(yīng)根據(jù)銹蝕情況和結(jié)構(gòu)需要加補鋼筋。

根據(jù)泵房室內(nèi)和室外的不同環(huán)境，分別采用了不同的處理方法。

3.1泵房內(nèi)碳化混凝土處理設(shè)計

泵房內(nèi)混凝土處于室內(nèi)環(huán)境，混凝土碳化程度相對較輕，碳化層深度較小，碳化層混凝土強度相對較高，推薦使用環(huán)氧厚漿涂料進行泵房內(nèi)部混凝土表面的防碳化處理，不但可以達到防碳化目的，對原結(jié)構(gòu)基本無破壞，同時施工工藝簡單，維修工程量少，造價低。

環(huán)氧厚漿涂料是由環(huán)氧基料、增韌劑、防銹防滲材料及固化劑等多種成分組成，適用于混凝土表面封閉。它具有如下一些特點：

1）穩(wěn)定性好。該涂料在大氣、淡水、海水及堿性溶液等介質(zhì)中長期穩(wěn)定。

2）物理機械性能好。該涂料附著力強，涂層堅硬耐磨，耐熱性及電絕緣性好。

3）密封性能好。該涂料涂刷后能完全密封受涂物表面，耐水、耐濕。

4）保護周期長。使用壽命在12年以上。

5）施工方便。既適合手工涂刷，又適合機械噴涂。

該涂料在施工前，應(yīng)先對混凝土表面進行處理，除掉混凝土表面的污跡、浮物，一般有手工清理和機械清理兩種方法。手工清理用鋼絲刷在混凝土表面來回拉刷，直至去掉混凝土表面的污跡，再用水清洗。機械清理常用噴砂及高壓水、高壓氣沖洗，以不損傷混凝土表面為限。表面清理后，對于混凝土上顯露出來的裂縫、蜂窩、麻面等缺陷要先進行修補，完全補好后才能進行涂裝，這樣才能徹底保護混凝土?；炷帘砻嫣幚砗蟠耆稍锖蟛拍苓M行涂裝。

環(huán)氧厚漿涂料分甲、乙兩組分，使用時一般按甲、乙組分比7∶1混合均勻后使用。配制量要根據(jù)需求適量配制，及時用完。二次涂裝要在一次涂裝漆膜完全干燥后進行。

環(huán)氧厚漿涂料的人工涂裝方法與一般涂料相同，機械噴涂采用高壓無氣噴涂工藝。

環(huán)氧厚漿涂料固體組分少，揮發(fā)組分少，一般應(yīng)涂刷3～4遍，厚度達到250 μm左右，用量0.5～ 0.6 kg/m2。

3.2泵房外碳化混凝土處理設(shè)計

泵房外部混凝土處于室外環(huán)境，而且大部分處于水位變動區(qū)，混凝土碳化程度相對較重，碳化層深度較大，碳化層混凝土強度相對較低，建議鑿除碳化層混凝土，粉刷高強砂漿或澆筑高強混凝土。

參照目前國內(nèi)已有的工程實例，推薦使用丙乳砂漿進行泵房外部混凝土表面的防碳化處理。

丙乳是丙烯酸酯共聚乳液的簡稱，是一種高分子聚合物的水分散體，是一種水泥改性劑。加入水泥砂漿中為聚合物水泥砂漿，屬于高分子聚合物乳液改性水泥砂漿，適用于水利、公路、工業(yè)及民用建筑等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防滲、防腐護面和修補工程。

丙乳砂漿與普通砂漿相比，具有極限拉伸率提高1～3倍，抗拉強度提高1.35～1.5倍，抗拉彈性模量降低，收縮小，抗裂性顯著提高，與混凝土面、老砂漿及鋼板黏結(jié)強度提高4倍以上，2 d吸水率降低10倍，抗?jié)B性提高1.5倍，抗氯離子滲透能力提高8倍以上等優(yōu)異性能，使用壽命基本相同，且具有基本無毒、施工方便、成本低以及密封作用，能夠達到防止老混凝土進一步碳化、延緩鋼筋銹蝕速度、抵抗剝蝕破壞的目的。

丙乳砂漿施工與普通砂漿相似，可人工涂抹，也可以機械噴涂，并結(jié)合潮濕面粘結(jié)，無毒，與基礎(chǔ)混凝土溫度適應(yīng)性好，耐大氣老化，使用壽命長（目前已有20年的使用實例），克服了環(huán)氧砂漿常因膨脹系數(shù)大于基地混凝土而開裂脫落的缺點。

丙乳砂漿的施工工藝為：混凝土表面鑿毛、沖洗、刷丙乳凈漿打底、粉丙乳砂漿，養(yǎng)護14 d，再丙乳凈漿刷面。丙乳砂漿粉層厚度一般為2cm左右，實際粉刷厚度不應(yīng)小于碳化層混凝土的鑿除厚度。

4　結(jié)論

通過以上的處理方法，達到了封閉碳化通道，阻止或盡可能減緩?fù)饨缬泻怏w進入混凝土內(nèi)部侵蝕，使混凝土內(nèi)部和鋼筋始終處于高堿性環(huán)境中，延長混凝土和鋼筋的使用壽命的目的。

［參考文獻］

［1］洪定海.混凝土中鋼筋的銹蝕與保護［M］.北京：中國鐵道出版社,1998.

［2］張衛(wèi)國.混凝土碳化機理及處理措施［C］.技術(shù)創(chuàng)新論文集，2007.

［中圖分類號］TV331

［文獻標識碼］B

［文章編號］1002－0624（2016）05－0023－02

[收稿日期]2016-01-12