水利工程設(shè)施混凝土碳化技術(shù)的淺談

□李龍海 □劉保良 □王 麗 □王 浩

（柘城縣水利局工程管理站）

1.前言

“水是生命之源”長江、黃河、淮河、海河四大水系孕育著我們中原大地。多年來，我省興建一批又一批水利工程。為我們中原經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)發(fā)展發(fā)揮著重要作用。隨著年代的推移工程標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差、加之污染破壞等因素。工程老化日趨嚴(yán)重，更有甚至危及建筑物的安全，從而引起人們的重視。我省于1986年對全省大中型水利工程混凝土碳化（既混凝土的碳酸鈣化）問題開始普查，并發(fā)現(xiàn)了問題的嚴(yán)重性。在此基礎(chǔ)上有條件的已經(jīng)開始對碳化混凝土進(jìn)行處理。

2.混凝土的碳化技術(shù)防治

為了保證建筑物有足夠的抗碳化能力，必須嚴(yán)格控制混凝土自身的質(zhì)量。采取預(yù)防措施。首先要從合理的設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量、過硬的工程管理方面入手。

2.1 設(shè)計方面

為提高混凝土的抗碳化能力，首先：要解決混凝土的密實性和耐久性。要選擇和設(shè)計合理的水灰比、強(qiáng)度標(biāo)號、水泥用量。國外對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)密實性指標(biāo)均定相當(dāng)高。我省一些混凝土水閘之所以碳化速度快，重要原因就是實際混凝土標(biāo)號達(dá)不到設(shè)計標(biāo)號，水灰比大，水泥用量小，密實性差。如李灘閘閘墩水灰比高達(dá)0.9，所以碳化速度系數(shù)就比較大，碳化程度比較嚴(yán)重，其次混凝土構(gòu)件的選型要盡量減少菱角和暴露面，鋼筋設(shè)置不宜過密，否則影響混凝土振搗和密實性，更要考慮到混凝土碳化的要求和保護(hù)層的厚度。

2.2 施工質(zhì)量方面

要嚴(yán)格遵守施工管理規(guī)程和施工操作規(guī)律，對立模、配料、拌合、振搗要嚴(yán)格把關(guān)，所以水泥品種、標(biāo)號、必須經(jīng)過檢測，一般盡量選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，因其堿性儲量較高，抗碳化能力強(qiáng)。另外石子、沙子要干凈，沒有氯鹽等有害雜物，拌合水要經(jīng)過水質(zhì)化驗，對骨料的選擇要盡量多選用粒徑較小的骨料。實驗表明，水灰比相同時碎石粒徑較大的比較小的同標(biāo)號混凝土碳化速度要快10～20%，其原因較大石子易產(chǎn)生凈漿的離析沉淀，從而增加滲透性，減小了混凝土的抗碳化能力。同時要加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，相同水灰比為0.6%的礦渣混凝土，濕養(yǎng)3天比濕養(yǎng)7天的碳化加快50%左右。

2.3 工程管理和技術(shù)管理方面：

目前的管理單位，由于多方面的原因，不能較好地進(jìn)行及時的監(jiān)測和管理。為了能全面掌握各種混凝土構(gòu)件的碳化程度，以便及時采取相應(yīng)的防治措施，延長建筑物的使用壽命，為此必須：

2.3.1 加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，固定專業(yè)技術(shù)人員，落實崗位責(zé)任制

目前水閘管理單位，大都位于較偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村。事業(yè)費少，專業(yè)技術(shù)人員水平低。領(lǐng)導(dǎo)的主要精力多用于抓綜合經(jīng)營和人員工資等事情上，多年來工程管理和技術(shù)管理十分薄弱，能做到安全度汛就很不容易了。為此，上級主管部門應(yīng)加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，幫助基層閘管所解決實際困難，培訓(xùn)技術(shù)人員，建立有關(guān)的規(guī)章制度，固定技術(shù)人員，落實各項崗位責(zé)任制。配備必要的檢測工具和手段，建立技術(shù)檔案，使管理走上正規(guī)化、制度化、科學(xué)化，更好地為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。

2.3.2 為了全面了解混凝土構(gòu)件的碳化程度，當(dāng)前的辦法是每隔一定時間，分別取代表點測試一次碳化程度，建立本工程混凝土碳化深度與運用年限的回歸方程，以預(yù)測和推算該建筑物何時可能出現(xiàn)鋼筋腐蝕，而事先采取必要的技術(shù)措施。根據(jù)我省十幾座大型水閘的實測資料，當(dāng)水閘運行15年后即應(yīng)開始進(jìn)行混凝土碳化的測試工作，當(dāng)予測混凝土碳化深度可能達(dá)到鋼筋表面時，可選擇代表位置進(jìn)行裂縫觀察，當(dāng)發(fā)現(xiàn)裂縫后應(yīng)立即進(jìn)行編號，記錄位置、走向、長度及滲水情況等，以便能準(zhǔn)確制定計劃進(jìn)行修補(bǔ)處理。

2.3.3 應(yīng)定期進(jìn)行水質(zhì)分析和空氣中CO2及酸性氣體含量的測試，以便分析環(huán)境條件對混凝土碳化的影響，及時提出防治的對策。

3.混凝土碳化的技術(shù)處理

河南省現(xiàn)有水閘工程已存在有不同程度的混凝土碳化問題，部分已影響建筑物的安全。有的碳化速度很快，潛在危險很大。為了延長工程的使用壽命，我們要根據(jù)情況采取相應(yīng)的處理措施，組織或減緩鋼筋銹蝕和混凝土的碳化速度。

3.1 已破壞混凝土的處理

目前河南省大型水閘由于碳化等原因產(chǎn)生混凝土脫落、露筋和鋼筋銹蝕等破壞的面積大。這些問題需要及時采取措施進(jìn)行處理，否則，將會加劇工程破壞，造成更大的損失。

3.1.1 修補(bǔ)材料選擇

混凝土的破壞包括混凝土裂縫、脫落、鋼筋銹蝕。目前國內(nèi)采取的修補(bǔ)材料種類很多，結(jié)合我省情況，可根據(jù)裂縫大小、破壞部位、以及構(gòu)件的重要程度分別選用。混凝土面積較大，又處在水平面上，且構(gòu)件不太重要或裂縫寬度較小，鋼筋銹蝕輕微，可采用高標(biāo)號水泥砂漿處理，它施工簡單，價格便宜。

3.1.2 處理方法

如果裂縫寬度較小，且鋼筋銹蝕輕微，可沿裂縫鑿開一個“V”型槽，深度鑿至鋼筋表面，口寬與鋼筋保護(hù)層相等或稍寬。然后吹凈灰渣或用水沖洗，待干后，在鑿開面上涂一至二所選材料的凈漿，然后回填砂漿，表面再涂一至二道凈漿，按要求養(yǎng)護(hù)即可。

如果裂縫寬度較大或混凝土脫落，鋼筋銹蝕，要鑿去保護(hù)層和已碳化的混凝土，使鋼筋露出，鋼筋內(nèi)側(cè)如已銹蝕，應(yīng)將鋼筋內(nèi)混凝土鑿去1—2厘米。然后用鋼刷、紗布等除去鋼筋層。如果蝕值較大，影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，要加焊新鋼筋。

3.2 沒有產(chǎn)生表面破壞的混凝土處理

我省目前這樣的混凝土碳化情況有兩種類型。一是現(xiàn)在混凝土碳化程度比較嚴(yán)重，但未出現(xiàn)混凝土表面破壞；另一種類型是工程運行時間較短，目前碳化比較輕微，但碳化速度系數(shù)在4以上，這種類型的混凝土有相當(dāng)大的潛在危險，應(yīng)采取表面涂料，阻斷二氧化碳向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散，來減緩混凝土的碳化速度，以達(dá)到保護(hù)鋼筋的目的。

4.結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，國家對工程質(zhì)量的要求越來越高。相對減少了各種損失的出現(xiàn)。保護(hù)水資源，造福人類社會。