陸水水利樞紐混凝土閘墩表面防碳化處理

周麗君,胡修明,胡會文,陳志文

(1.陸水樞紐管理局,湖北赤壁 437300;2.浙江省水電建設(shè)公司,浙江寧波 315010;3.深圳市計量質(zhì)量檢測研究所,廣東深圳 518000)

1 概 述

陸水水利樞紐主壩、3#副壩為混凝土重力壩,2#副壩為泄洪閘,2003年發(fā)現(xiàn)其閘墩混凝土表面碳化較為嚴(yán)重,碳化深度平均達18mm,最大25mm,已達中等程度碳化;2#副壩泄洪閘閘墩表面碳化深度最大達到20mm,壩頂上游側(cè)橋面板外緣已出現(xiàn)剝蝕現(xiàn)象,有些部位有鋼筋出露。設(shè)計采用粉刷丙乳砂漿進行防碳化處理。

2 施工工藝流程

主要工藝流程見圖1:

圖1 丙乳砂漿施工工藝流程圖

3 主要施工過程

3.1 施工準(zhǔn)備

施工設(shè)備:配備丙乳砂漿攪拌機一臺、手提砂輪機5臺;搭設(shè)腳手架施工平臺。

3.2 碳化深度檢測

(1)檢測部位。主壩:迎水面(高程47.5m以上,視水位降落情況適當(dāng)調(diào)整)、溢流面、閘墩側(cè)面、下游面和基礎(chǔ)廊道等外表面、啟閉機房排架梁柱結(jié)構(gòu)表面。2#副壩泄洪閘:閘室邊墻側(cè)面(以檢修門槽為界,上游高程47.5m以上,下游全部表面),啟閉機房排架梁柱結(jié)構(gòu)表面。3#副壩:迎水面(高程47.5m以上,視水位降落情況適當(dāng)調(diào)整)、溢流面、閘墩側(cè)面、大壩下游和基礎(chǔ)廊道等外表面。

(2)布設(shè)測點。標(biāo)明檢測區(qū)域及區(qū)域代號,作好施工記錄。在壩體、閘室、墩、導(dǎo)墻等位置布置檢測點,數(shù)量按以下原則布置:①每根排架、柱檢測1點。②水平每隔3m左右,垂直每隔7m左右布檢測點,總體呈梅花型布置。③下游每個隔腔檢測8～10個檢測點。④下游每個柱梁檢測1～2個檢測點。

(3)配制酚酞溶液。配料藥品:酚酞粉劑、純度95%以上酒精。工器具:電子秤、量筒、500m l玻璃容器、玻璃棒。配制:用電子秤稱取2克酚酞,放入玻璃容器內(nèi);用量筒量取200m l酒精倒入玻璃容器內(nèi),用玻璃棒攪拌直至全部溶解。配制的溶液濃度控制在1%～2%。

(4)混凝土表面鑿孔。工器具:寬度不小于20mm的扁頭鑿釬,4磅手錘,皮老虎。鑿孔:人工手錘成孔,深度為20mm,成孔后用皮老虎吹凈孔內(nèi)殘渣。

(5)噴灑藥物。工器具:噴壺、酒精噴燈、卡尺?；炷粮稍?若混凝土含水率較高,應(yīng)先用酒精噴燈將其烤干。噴灑:將配制好的1%酚酞溶液倒入噴壺內(nèi),蓋緊壺蓋,試噴并保證其成霧狀,然后朝孔內(nèi)噴灑,至其孔內(nèi)全部表面已見潮濕。

檢測:在滴定酚酞5m in后,目測界定變色分界線,標(biāo)準(zhǔn)為:已碳化的混凝土不變色,未碳化的混凝土變?yōu)榧t色,用卡尺測量未變色深度,即為混凝土碳化深度?，F(xiàn)場混凝土碳化深度檢測顯示,混凝土碳化深度在0～3.5cm范圍內(nèi),根據(jù)實際檢測記錄控制清理,沒有碳化部分不處理,碳化較深部位深鑿,并將碳化部分清理干凈。2#門槽混凝土碳化深度檢測記錄見表1。

3.3 舊混凝土剝蝕面清理

對基底表面污物、塵土和松軟、脆弱部位進行清除,使基底露出堅硬的混凝土表面,加以人工鋼釬打毛(深度1～2mm),然后用高壓水沖洗干凈,并使施工面處于飽和狀態(tài)。可采用鋼切割機清除混凝土表面污物、塵土和松軟、脆弱部分(有油漆等油脂污染部位用丙酮洗刷),再根據(jù)碳化深度用鋼釬打毛施工。

表1 2#門槽混凝土碳化深度檢測記錄

3.4 丙乳砂漿原材料和配合比選用

(1)原材料:水泥采用赤壁市中南水泥廠生產(chǎn)的42.5普通硅酸鹽水泥;砂子為粒徑小于2.5mm的標(biāo)準(zhǔn)石英砂,細度模數(shù)1.6的細砂,使用前過篩;水為當(dāng)?shù)仃懰雍铀?丙乳為南京沃特環(huán)?；ぜ夹g(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn)的兩烯酸共聚乳液。聚合物丙乳的固體含量為39%～48%,砂漿用水總量應(yīng)考慮丙乳中的含水量。

(2)配合比:丙乳砂漿配合為:灰砂比1∶1～1∶2;灰乳比1∶0.15～1∶0.3;水灰比0.4左右。水工混凝土建筑物表面剝蝕、水質(zhì)侵蝕、鋼筋銹蝕修補宜采用下限配合比;有防滲要求的裂縫、沖磨、空蝕等修補宜采用上限配合比,本項目采用的丙乳砂漿配合為:灰砂比1∶1,灰乳比 1∶0.15。施工前根據(jù)現(xiàn)場水泥和砂子和易性要求通過試拌確定水灰比。丙乳凈漿和丙乳砂漿基本配合比見表2。

表2 丙乳凈漿和丙乳砂漿基本配合比

(3)拌制砂漿。丙乳砂漿采用砂漿拌和機拌制,砂漿連續(xù)拌和4～5m in,間歇1min,在拌和機內(nèi)再拌和1m in后才能使用。丙乳砂漿拌制時,先將水泥和砂子拌制均勻,再加入經(jīng)試拌確定的水量及丙乳,充分拌和均勻,水和丙乳材料必須稱量正確,拌和過程中不能隨意擴大水灰比。

每次拌制的丙乳砂漿,在30～45min內(nèi)使用完,不宜一次拌制過多,根據(jù)作業(yè)情況本工程一次拌和量用水泥控制在10kg。

打底和最后刷面層采用的丙乳凈漿配合比為1kg丙乳加2kg水泥攪拌成漿。

3.5 涂刷丙乳砂漿和凈漿

待基面無積水呈潮濕狀時,先于基面涂刷一層丙乳凈漿,以增加層間的粘結(jié)力,防止沿層滲水破壞,要求凈漿涂布均勻,無漏涂、不流淌。凈漿涂刷后立即攤鋪攪拌均勻的丙乳水泥砂漿,丙乳砂漿要分層攤鋪,每層厚度1.5cm,第一層為整平層,第二層為加強罩面層,每層均需用木抹子拍實抹平,加強罩面層用鐵抹子抹光。為增加整平層和基底的粘結(jié)強度,施工人員穿膠靴在攤鋪好的砂漿層上踩踏一遍,然后再用木抹子拍實抹平。對破壞深度大于1.5 cm的部位先用丙乳砂漿找平,再執(zhí)行上述操作。

最后丙乳砂漿面再刷一層特定配比的丙乳凈漿,要求抹面平整,注意向一個方向,一次壓實抹平,不宜反復(fù)壓抹,以防表面拉裂。

3.6 養(yǎng)護

抹光操作30m in后,砂漿表面成膜,立即用塑料膜覆蓋。待砂漿終凝后(約4h),即噴霧養(yǎng)護24h,再撒水養(yǎng)護7天,7天后自然干燥養(yǎng)護。在陽光直射或風(fēng)口部分,采取遮陽、保濕措施。

本項目自2007年1月8日起施工,至2007年6月6日完工,歷時150余天。

4 施工質(zhì)量控制與檢測

施工中質(zhì)檢人員嚴(yán)格按施工技術(shù)要求對各道施工工序進行質(zhì)量檢查,保證每道工序驗收合格后方能進行下道工序施工,嚴(yán)格按施工配合比配料,攪拌,每次丙乳砂漿攪拌量以一袋水泥為限,并在45min內(nèi)用完。對超過使用時間的予以廢棄,做好施工記錄,對施工中出現(xiàn)的問題和處理方法,詳細記錄。

為避免陽光曝曬,施工溫度一般控制在30℃以下,丙乳凈漿和丙乳砂漿的配比專人配制、專人養(yǎng)護。

施工中先后對丙乳砂漿抗壓強度和抗折強度取樣5組,抗拉強度和粘接強度各3組,石英砂容重1組;送水利部長科院工程質(zhì)檢中心檢測,5組丙乳砂漿試塊90天養(yǎng)護平均抗壓強度為43.5MPa,平均抗折強度15.5MPa,平均抗拉強度6.4MPa,平均粘接強度4.2M Pa。滿足設(shè)計指標(biāo)及要求。檢測報告見表3。

表3 丙乳砂漿配合比及檢測指標(biāo)

工程完工后,長科院質(zhì)檢中心現(xiàn)場再次進行了抗壓、抗折強度試驗,主要性能指標(biāo)均滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)強度要求、粘結(jié)要求和現(xiàn)場環(huán)境的防腐要求。

陸水樞紐除險加固工程主壩、2#和3#副壩防碳化處理施工,總體修補面積238 202m2,工程完工兩年多,丙乳砂漿保護層表面完好,無剝離、脫落現(xiàn)象,整體顏色均勻,達到了預(yù)期效果。