滲透型氟硅涂料在南通市新江海河閘上的應用

單婷婷， 顧春鋒， 陳雪梅， 張哲文

(1.江蘇省水文水資源勘測局南通分局， 江蘇 南通 226406； 2.南通市新江海河閘管理所， 江蘇 南通 226009)

1 工程概況

新江海河閘位于江蘇省海門市江心沙農(nóng)場新江海河入江口，是新江海河入江的控制建筑物，發(fā)揮著擋潮、排澇、引水、通航的作用，是南通市沿江重要引排口門，中型水閘。

老閘建于1978年，年久失修。為消除防洪隱患，通州市水利局爭取江蘇省、南通市補助2 356萬元，自籌1 244萬元，于2002年9月開工，在老閘的上游200 m處新建防洪擋潮節(jié)制閘1座，該閘于2004年4月竣工。同時自2003年8月起，對老閘進行了改造加固，將原來的防洪閘改造成新閘的下閘首，新閘主要起調節(jié)水位的作用。

新閘仍為節(jié)制閘，具有防洪、排澇、引水及航運的功能，為二級水工建筑物，新閘總凈寬32 m，分3孔，中孔凈寬12 m，兩邊孔凈寬為10 m，3孔均可通航。

2 存在的問題

新江海河閘經(jīng)過2019年現(xiàn)場安全檢測情況如下：

(1)排架、閘墩、交通橋橋板、工作橋大梁、上游翼墻、下游翼墻的混凝土強度的混凝土強度等級滿足《水工混凝土結構設計規(guī)范》(SL191—2008)有關混凝土最低強度等級要求。各構件混凝土強度評價標度為A 級。

(2)排架的碳化深度分布均勻，最大值為19.0 mm，碳化評定標度為A；閘墩的碳化深度分布不均勻，最大值為35.0 mm，碳化評價標度為A～B；局部輕微碳化；上游翼墻的碳化深度分布均勻，最大值17.5 mm，碳化評價標度為A；下游翼墻的碳化深度分布均勻，最大值為25.0 mm，碳化評價標度為A；交通橋橋板的碳化深度分布不均勻，最大值為21.0 mm；碳化評價標度為C，較嚴重碳化；工作橋大梁的碳化深度分布較均勻，最大值為24.0 mm，碳化評定標度為C，較嚴重碳化。

(3)該閘所測構件的實測混凝土保護層厚度均大于最大碳化深度，但1#孔左墩的實測混凝土保護層厚度小于設計保護層厚度，大于《水工混凝土結構設計規(guī)范》(SL191—2008)規(guī)定的最小保護層厚度；左一跨交通橋上游第一塊板、中孔工作橋大梁實測混凝土保護層厚度小于設計保護層厚度，小于《水工混凝土結構設計規(guī)范》(SL191—2008)規(guī)定的最小保護層厚度。交通橋板、工作橋大梁的混凝土保護層對結構鋼筋耐久性有影響。

(4)閘墩內鋼筋有銹蝕活動性，但銹蝕狀態(tài)不確定；排架鋼筋內無銹蝕活動性或銹蝕活動性不確定。

(5)該閘的沉降已趨于穩(wěn)定，最大沉降值為6.9 cm，相鄰部位沉降差較小，沉降滿足《水閘設計規(guī)范》(SL265—2016)關于“天然土質地基水閘地基最大沉降量不宜超過15 cm，相鄰部位的最大沉降差不宜超過5 cm”的要求。閘墩、翼墻垂直度滿足要求。

(6)下游翼墻擋浪墻、閘墩、交通橋板局部開裂露筋。

3 滲透型氟硅涂料在混凝土防碳化中的優(yōu)勢

針對新江海河閘現(xiàn)狀，需對已碳化和破損露筋的混凝土表面進行防碳化處理，主要內容如下：①對混凝土開裂露筋處進行除銹和砂漿修復；②對混凝土剝落、侵蝕部位進行修復；③對河閘排架、閘墩、交通橋橋板、工作橋大梁、上游翼墻、下游翼墻的混凝土去除碳化層后進行防碳化處理。

由于多年來江蘇省在水工混凝土防碳化有著大量需求，且多由環(huán)氧厚漿材料處理，導致環(huán)氧厚漿市場競爭激烈，材料價格不斷降低，品質受到影響。環(huán)氧厚漿涂沫僅兩年就可能出現(xiàn)開裂爆皮的現(xiàn)象。鑒于這類情況，經(jīng)多方調研，著重比選3種防碳化材料。

(1)雙組份滲透性氟硅防護涂料

雙組份滲透型氟硅防護涂料是一種基于氟—硅復合體系的滲透型混凝土用防護涂料，A、B兩組分均勻混合、半滲透辦成膜，滲透深度可達2～3 mm，附著力達一級，允許混凝土內部與外界進行水汽交換，又阻止外界的水汽及二氧化碳進行混凝土內部的滲透成膜結構，涂覆與混凝土表面，具有防水、防腐、防碳化、耐候的防護效果[1]?？蛇\用與水工大壩等混凝土結構的防護，此材料的施工難度低，現(xiàn)場容易把控，施工質量能夠保證；產(chǎn)品環(huán)保，美觀，長期性能穩(wěn)定。

(2)氟碳防護涂料

氟碳防護涂料是指以氟樹脂為主要成膜物質的涂料，又稱氟碳漆、氟涂料、氟樹脂涂料等。在各種涂料之中，氟樹脂涂料由于引入的氟元素電負性大，碳氟鍵能強，具有特別優(yōu)越的各項性能。耐候性、耐熱性、耐低溫性、耐化學藥品性，而且具有獨特的不粘性和低磨擦性[2]。經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展，氟涂料在建筑業(yè)、化學工業(yè)、電器電子工業(yè)、機械工業(yè)、航空航天產(chǎn)業(yè)、家庭用品的各個領域得到廣泛應用。

(3)環(huán)氧樹脂涂料

環(huán)氧樹脂涂料是以環(huán)氧樹脂為主要組份，與固化劑反應后生成的具有防水功能的雙組份反應型涂料，性能優(yōu)異，易于加工成型，因具有無污染、黏度低、涂膜兼顧、 流平性好等特點而被廣泛應用[3]。

(4)3種防碳化材料對比

表1為3種防碳化材料的對比情況，由表1可知：①氟硅氟碳可噴涂滾涂施工，對現(xiàn)場質量把控容易；②氟硅氟碳具有自清潔性能，氟具有不粘性，可保外部清潔，美觀度高；③氟硅涂料性能優(yōu)于其他兩種，可滲透入混凝土結構2～3mm，增加粘接性及防護厚度；④氟硅可以噴涂施工簡單，有呼吸性，防止氣泡鼓包；⑤氟硅涂料具有其他兩款材料不具備的抗氯離子性能，更適應江蘇水利對沿海建筑物防碳化的需求；⑥氟硅的耐久性能更好，較環(huán)氧厚漿更耐老化。

表1 3種防碳化材料的對比

鑒于3種材料的情況，新江海河閘決定使用雙組份滲透型氟硅涂料進行防碳化處理和修復。

4 施工工藝

4.1 基面處理

對混凝土基礎表面進行處理，清除基面上的水泥凈漿表層或松動顆粒等，使表面外露新鮮骨料，對于碳化深度不高處，建議使用高壓水槍清理碳化層。對碳化深度高的必須使用角磨機對混凝土基面進行打磨[4]。

4.2 物料混合

在干凈容器內，將B組分加入A組分中，低速攪拌至各部分無色差為止。

4.3 涂料施工

可采用輥涂或刷涂的施工方式，均勻涂布于混凝土表面，做到不漏涂。一般涂刷2遍，且第2遍應在第1遍潮濕成膜狀態(tài)下立即涂覆，不可表干后涂覆。

4.4 養(yǎng) 護

施工完成后24h避免接觸明水。如遇雨水季節(jié)應盡量關注天氣預報，完工7d內嚴禁人為破壞。

5 施工后評價

該工程2020年7月2日開工，2020年8月3日完工驗收。經(jīng)現(xiàn)場檢測，各項技術性指標符合要求，詳見表2。

表2 檢測技術指標

(續(xù)表2)

6 結 語

雙組份滲透型氟硅防護涂料防碳化整體效果良好，不僅提升了新江海河閘的閘容閘貌，而且延長了閘的使用壽命，從經(jīng)濟評價的角度看，符合經(jīng)濟、合理、安全的原則。