混凝土碳化处理方法探析.pdf

2 0 1 6 年第 5 期 东北水利水电 工程施工 [ 文章编号] 1 0 0 2 --0 6 2 4 ( 2 0 1 6 ) 0 5 --0 0 2 3 --0 2 混凝土碳化处理方法探析 徐波 ( 上海市政工程设计研究总院( 集团 ) 有限公司， 上海 2 0 0 0 9 2 ) [ 摘 要] 文中介绍对于不同部位 ， 不同碳化程度的混凝土， 采用不同的处理方法， 达到封闭碳 化通道 ，阻止或尽可能减缓外界有害气体进入混凝土内部侵蚀，使混凝土内部和钢筋始终处 于高碱性环境中， 使之延长混凝土和钢筋的使用寿命的目的。 [ 关键词】混凝土结构； 碳化处理； 环氧厚浆涂料； 丙乳砂浆 【 中图分类号】 T V 3 3 1 [ 文献标识码] B 1工程背景 临洪西泵站位于连云港市北郊，距离市区 1 O k m， 临洪闸下游 8 0 0 m处临洪河西侧， 承担着乌龙 河流域防洪排涝任务， 是保障连云港市区及东海县 农业生产和人民生命安全的重要的水利工程， 具有 排涝、 挡洪等综合功能。该泵站于 1 9 7 6 年 1 2 月动 工兴建， 1 9 7 9 年 7 月建成投产。根据( S L 2 5 2 — 2 0 0 0 ) 、 ( G B 5 0 2 6 5 — 2 0 1 0 ) 等的有关规定， 临洪西泵站 工程等别为 Ⅱ 等， 泵站规模为大( 2 ) 型。 2 存在问题 该站受当时施工条件限制，土建工程和机电 设备、 辅助设备和设施存在较多问题。经过 3 O 年 多年的运行， 经现场检测和复核， 工程不符合安全 运行要求， 其存在主要问题如下： 1 ) 工程老化 日趋严重， 建筑物基础发生不均 匀沉降。钢筋混凝土结构、 房屋结构及部分门窗、 上下游建筑物、快速闸门等水工建筑物均严重老 化、 碳化、 开裂， 许多承重构件钢筋锈胀， 主筋截面 大幅度削弱甚至锈断， 病害非常严重， 拍门、 快速 闸门严重漏水。 2 ) 机 电设备老化 ， 故障率较高， 损坏严重。主 机绝缘老化， 电机定子绕组发生击穿现象， 水泵导 轴承处漏油、 进水， 大轴、 导轴承严重磨损等。 3 ) 上下游引河和护坡严重淤积 ， 泵站排涝时 水泵处于非设计工况运行， 水泵效率低。多次强排 涝时扬程仅有 1 ．0 - 3 ． 0 m， 与原设计所确定的水位 组合有较大的差异， 水泵长期处于低效率区运行。 4) 部分观测设施 已不 能观 测 ， 其 中站 身测压 管已全部被堵塞， 测压表无法观测。 在此主要针对泵站泵房混凝土结构 的碳化问 题提出针对性的处理措施。 3 碳化混凝土处理设计 混凝土的碳化程度不同 ， 部位不同， 处理方法也 不同， 防碳化处理的目的就是封闭碳化通道， 阻止或 尽可能减缓外界有害气体进入混凝土内部侵蚀， 使 混凝土内部和钢筋始终处于高碱性环境中，延长混 凝土和钢筋的使用寿命。几种处理方法如下： 1 ) 对碳化深度过大 ， 钢筋锈蚀 明显 ， 危及结构 安全的构件应拆除重建。 2 ) 对于碳化深度较小并小于钢筋保护层厚度， 碳化层比较坚硬的， 可用优质涂料封闭。 3 ) 对碳化深度大于钢筋保护层厚度或碳化深 度较小但碳化层疏松剥落的， 均应凿除碳化层， 粉 刷高强砂浆或浇筑高强混凝土。 4 ) 对钢筋锈蚀严重的， 应在修补前除锈， 并应 根据锈蚀情况和结构需要加补钢筋。 根据泵房室内和室外的不同环境，分别采用 了不同的处理方法。 3 ． 1泵房内碳化混凝土处理设计 2 3 工程施工 东北水利水电 2 0 1 6 年第 5 期 泵房内混凝土处于室内环境 ，混凝土碳化程 度相对较轻， 碳化层深度较小 ， 碳化层混凝土强度 相对较高，推荐使用环氧厚浆涂料进行泵房内部 混凝土表面的防碳化处理 ，不但可以达到防碳化 目的， 对原结构基本无破坏 ， 同时施工工艺简单， 维修工程量少， 造价低。 环氧厚浆涂料是由环氧基料、 增韧剂、 防锈防 渗材料及固化剂等多种成分组成，适用于混凝土 表面封闭。它具有如下一些特点： 1 ) 稳定性好。该涂料在大气、 淡水、 海水及碱 性溶液等介质中长期稳定。 2 ) 物理机械性能好。 该涂料附着力强， 涂层坚 硬耐磨， 耐热性及 电绝缘性好。 3 ) 密封性能好。该涂料涂刷后能完全密封受 涂物表面， 耐水、 耐湿。 4 ) 保护周期长。使用寿命在 1 2 年以上。 5 ) 施工方便。 既适合手工涂刷， 又适合机械喷涂。 该涂料在施工前，应先对混凝土表面进行处 理 ， 除掉混凝土表面的污迹、 浮物， 一般有手工清 理和机械清理两种方法。手工清理用钢丝刷在混 凝土表面来 回拉刷 ， 直至去掉混凝土表面的污迹 ， 再 用水清洗。机械清理常用喷砂及高压水、 高压气 > 中洗 ， 以不损伤混凝土表面为限。表面清理后 ， 对 于混凝土上显露出来的裂缝、 蜂窝、 麻面等缺陷要 先进行修补， 完全补好后才能进行涂装， 这样才能 彻底保护混凝土。混凝土表面处理后待完全干燥 后才能进行涂装。 环氧厚浆涂料分甲、 乙两组分， 使用时一般按 甲、 乙组分比7 ： 1 混合均匀后使用。配制量要根据 需求适量配制， 及时用完。 二次涂装要在一次涂装 漆膜完全干燥后进行。 环氧厚浆涂料的人工涂装方法与一般涂料相 同， 机械喷涂采用高压无气喷涂工艺。 环氧厚浆涂料固体组分少 ， 挥发组分少， 一般 应涂刷 3 ～ 4遍， 厚度达到 2 5 0 m左右， 用量 O ．5 ～ 0 ． 6 k g ／ m％ 3 ．2 泵房外碳化混凝土处理设计 泵房外部混凝土处于室外环境 ， 而且大部分处 于水位变动区， 混凝土碳化程度相对较重， 碳化层 深度较大， 碳化层混凝土强度相对较低 ， 建议凿除 碳化层混凝土， 粉刷高强砂浆或浇筑高强混凝土。 2 4 参照目前国内已有的工程实例，推荐使用丙 乳砂浆进行泵房外部混凝土表面的防碳化处理。 丙乳是丙烯酸酯共聚乳液的简称，是一种高 分子聚合物的水分散体， 是一种水泥改性剂。 加入 水泥砂浆中为聚合物水泥砂浆 ，属于高分子聚合 物乳液改性水泥砂浆 ， 适用于水利、 公路、 工业及 民用建筑等钢筋混凝土结构的防渗、防腐护面和 修补工程。 丙乳砂浆与普通砂浆相比，具有极限拉伸率 提高 1 ～ 3 倍 ， 抗拉强度提高 1 ．3 5 ～ 1 ．5 倍 ， 抗拉弹性 模量降低， 收缩小， 抗裂性显著提高， 与混凝土面、 老砂浆及钢板黏结强度提高 4 倍以上， 2 d 吸水率 降低 1 O 倍 ， 抗渗性提高 1 ．5 倍 ， 抗氯离子渗透能力 提高 8 倍以上等优异性能， 使用寿命基本相同， 且 具有基本无毒、 施工方便、 成本低 以及密封作用， 能够达到防止老混凝土进一步碳化、延缓钢筋锈 蚀速度 、 抵抗剥蚀破坏的 目的。 丙乳砂浆施工与普通砂浆相似 ， 可人工涂抹 ， 也可以机械喷涂 ， 并结合潮湿面粘结 ， 无毒 ， 与基 础混凝土温度适应性好， 耐大气老化 ， 使用寿命长 ( 目前已有 2 0年 的使 用实例 ) ， 克服 了环氧砂浆 常 因膨胀系数大于基地混凝土而开裂脱落 的缺点。 丙 乳砂浆 的施工工艺为 ： 混凝 土表面凿毛 、 中 洗、 刷丙乳净浆打底、 粉丙乳砂浆 ， 养护 1 4 d ， 再 丙乳净浆刷面。丙乳砂浆粉层厚度一般为 2 c m左 右 ， 实际粉刷厚度不应小于碳化层混凝土的凿除 厚度。 4 结论 通过以上的处理方法 ， 达到了封闭碳化通道 ， 阻止或尽可能减缓外界有害气体进入混凝土内部 侵蚀，使混凝土内部和钢筋始终处于高碱性环境 中， 延长混凝土和钢筋的使用寿命的目的。 [ 参 考 文 献] [ 1 ] 洪定海． 混凝土中钢筋的锈蚀与保护[ M] ． 北京： 中国铁 道出版社。 1 9 9 8 ． [ 2 ] 张卫国． 混凝土碳化机理及处理措施[ c] ． 技术创新论 文集， 2 0 0 7 ． 【 收稿日期1 2 0 1 6 - 0 1 - 1 2