于桥水库位于天津市蓟县城东4km的蓟运河左支流州河上,1960年建成,是一座集防洪、城市供水为主,兼顾农业灌溉、发电、水产养殖等综合利用的国家大一型工程。于桥水库正常蓄水位21.16米(大沽高程,下同),相应库容4.2亿立方米,总库容15.59亿立方米。于桥水库现溢洪道位于于桥水库大坝南端,1982年建成,最大泄流量4138m3/s,相应闸上、闸下水位分别为27.72m、16.9m。于桥水库溢洪道闸共8孔,每孔宽10m,高孔6孔,为实用堰,孔高11.35m,低孔2孔,孔高13.5m,共有9个闸墩,其中7个墩厚1.40m,2个墩厚2.40m。
1·闸墩碳化成因分析及影响
1.1闸墩碳化成因分析
于桥水库溢洪道闸墩经过20余年的运用,已出现不同程度的碳化现象。闸墩碳化是指其混凝土中的Ca(OH)2与空气中CO2或水中溶的CO2或其它酸性物质反应变成CaCO3而失去碱性的过程。
影响混凝土碳化的因素有环境因素、原材料因素、施工操作因素等。从于桥水库溢洪道闸墩来看,在建设初期建设、监理、施工方严把原材料质量及施工操作,基本可排除后两个因素,因此可基本判定其碳化是由于环境因素造成的。
分析于桥水库以上流域地处燕山南麓,影响主要天气系统包括西风带高空槽、西北涡、台风及台风倒槽、切变线、西南低涡等。本流域基本处于由群山环绕形成的盆地区,西南部为流域出口,东北部三屯营一带有一条50～100米宽的垭口与滦河流域相连,因而为气团的移动提供了一条“走廊”,同时本区又处于暖湿气流的迎风面,这一地形条件有利于暴雨的形成,因而本流域雨量较为丰沛,为燕山地区暴雨多发带,于桥水库多年平均降水量为750毫米。由于这种水文气象条件加之多年运行,溢洪道闸墩出现碳化现象是正常的。
1.2闸墩碳化影响
闸墩碳化使其混凝土的碱度降低,同时,增加混凝土孔溶液中氢离子数量,使混凝土对钢筋的保护作用减弱。碳化是一个缓慢的过程,当碳化超过混凝土的保护层时,在水与空气存在的条件下,就会使混凝土失去对钢筋的保护作用,钢筋开始生锈。钢筋锈蚀后,锈蚀产生的体积比原来膨胀2～4倍,从而对闸墩周围混凝土产生膨胀应力,锈蚀越严重,铁锈越多,膨胀力越大,最终削弱砼对钢筋的握裹力,导致闸墩整体的破坏。
因此闸墩防碳化处理是十分必要的。
2·闸墩防碳化处理措施
本工程的防碳化施工分为两部分进行,首先将原闸墩表面凿除2cm后涂抹2cm厚的丙乳砂浆,随后在其表面涂刷ST-9608防碳化涂料。
2.1丙乳砂浆施工
丙乳砂浆是丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆的简称,这种材料具有优异的粘结性能,抗裂、防水、防氯离子渗透、防腐、抗冻、耐磨、耐老化,是一种新型的护面修补材料。
丙乳:丙烯酸酯共聚乳液,该产品为乳白色液体,无毒、无腐蚀。
(1)施工工艺:①工艺流程:凿除混凝土——清洗湿润——丙乳净浆打底——丙乳砂浆抹压(——丙乳净浆结合层——丙乳砂浆抹压)——喷雾养护——丙乳砂浆密封——喷雾养护。②混凝土基底处理:将混凝土凿除至新鲜混凝土面,然后用高压水冲洗,清除修补表面的污物、粉尘、碎块及松动混凝土,然后用清水冲洗、湿润,使混凝土基底处于面干饱和状态。③人工抹压:为保证质量先用丙乳净浆打底,然后抹压砂浆,采用倒退法:加压方向与刚建砂浆层前进方向相反。厚度控制在8mm～1cm左右,要求砂浆层密实,表面平整光滑。④养护:丙乳砂浆抹压后约4h便产生终凝,此时用农用喷雾器进行喷雾养护。养护一天后在用毛刷在丙乳砂浆面层上一道丙乳净浆。要求涂匀、密封,待净浆产生终凝结硬后在继续喷雾养护。养护标准:砂浆面层始终保持潮湿状态,养护时间为7天。
(2)参考丙乳砂浆配合比。
丙乳砂浆为
灰砂比1∶1～1∶1.5
灰乳比1∶0.45～1∶0.725
丙乳净浆(涂层)为灰乳比2∶1
(3)丙乳砂浆的配制。
按照配合比称料,分别堆放。先将水和丙乳混合均匀,水泥和砂混合均匀或倒入拌合盘中,然后将混合液慢慢倒入水泥和砂的混合物中人工拌合均匀,一次拌合量以水泥控制在10kg为宜。
2.2ST-9608防碳化涂料施工
(1)涂料的配制:防碳化涂料分为底层涂料和面层涂料两部分。
①底层涂料配制:底涂层材料为双组分,A组分为乳白色乳状液,B组分为灰色或微红色粉料,其配比为:A:B=1:1.8～2.2。
②面层涂料:面层涂料直接使用,使用前将涂料充分搅拌均匀。
(2)基层处理:由于在ST-9608涂料施工前已经进行了丙乳砂浆的施工,所以ST-9608的基层处理只需对潮湿带有露水的表面,先用抹布之类织物将表面露水擦干,然后再施工;对过干燥的表面,施工前在表面用喷雾器洒水,以保持混凝土表面适度湿润,保证涂层施工质量。
(3)底涂层施工:基层经检查符合防腐涂层施工要求,即可进行底涂料施工。
底涂料用塑料板自上而下批刮。批刮时向同一个方向进行,坚决杜绝来回搓动,以此保证聚合物涂层网状结构的完好及涂层的平整度。过程中控制批刮速度,以免产生大量气泡,影响质量。底涂层分3次施工,每次批刮的涂层做到平整,无明显刮板交接凹凸痕迹,并控制总厚度在300um左右。一次批刮完毕,养护2小时左右,以表面结硬成膜不脱粉为准,经检查合格后,再进行二道涂刮。为保证底涂层厚度,质检人员随时检测厚度,另外,施工中保证每平方用量不得少于1.5公斤的底涂料(A+B)。底涂层施工完毕后,表面要做到基本光滑、平整、无明显的刮板交接凹凸痕迹。
(4)面涂层施工:底涂层施工完毕后,经监理检查,符合面涂料施工要求后再进行下道工序,即面涂料的施工。面涂料采用滚筒刷,施工前用砂纸将底涂层表面的批刮台阶打磨平整。滚筒浸料适宜,滚刷前先在木板上滚一周,防止滚刷时涂料在壁面流挂。滚刷方向自上而下进行,速度适中,以免产生大量气泡。每次滚刷需间隔2小时,以涂膜干燥不粘为准。面涂分2次施工,再次滚刷涂料,活动脚手时,施工人员保证涂膜不受破坏。
(5)养护:为确保防碳化涂层质量,保证至少2天以上的养护期,养护期内专人看护,避免对涂层进行重压、冲击及在水中浸泡。
3·结语
丙乳砂浆及ST-9608防碳化涂料在于桥水库溢洪道闸墩防碳化处理中的应用,确实收到了很好的效果,增加了闸墩长期效益的发挥,保证了溢洪道工程的整体安全。 |
