临洪东站混凝土病害分析与处理方案

辛全霞 祁大震 谢靖

摘要：临洪东站为江苏省连云港市的大型民生工程，由于紧邻海边，混凝土结构碳化严重，针对不同的部位和混凝土碳化程度的不同，采取不同的处理方案。泵房内部混凝碳化程度相对较轻，可采用环氧厚浆涂料进行表面防碳化处理。泵房外部混凝土碳化层深度较大，混凝土强度相对较低，应凿除碳化层混凝土，粉刷高强砂浆或浇筑高强混凝土。

关键词： 混凝土；病害分析；处理方案；临洪东站

临洪东站位于连云港市北郊，距离市区十公里，临洪闸下游800米临洪河东侧，和临洪闸等一起组成临洪水利枢纽工程，是保障连云港市区工农业生产和人民生命安全的重要的水利工程。

经过十多年的停缓建，期间缺少管理，加之紧靠海边，空气湿度大，氯离子含量高，站身构件混凝土碳化，钢筋锈蚀，混凝土保护层剥落，墙体裂缝。这些病害导致了混凝土结构强度和耐久性大幅度降低，已严重影响到泵房的安全。

一、泵站混凝土现存病害

通过对泵站外露部分的病害进行检测，归纳起来主要有如下几个方面：

（一）进水侧

1、拱瓦开裂、露筋。

2、胸墙、隔水墙、前墙等墙体部分位置混凝土表面开裂、胀裂，并有露筋现象。

（二）出水侧

胸墙、隔水墙及隔墩等墙体部分位置混凝土表面开裂、胀裂，并有露筋现象。

混凝土病害与化学因素（如碳化）引起的强度降低有着密切的关系，同时也受物理因素的影响，如外力撞击、温度变化等。所以此种情况可与碳化混凝土的处理结合进行。

二、泵站混凝土防碳化处理方案

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：

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；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；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；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。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。

（一） 泵房内混凝土防碳化处理

泵站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，参照目前国内已有的工程实例，可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。

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12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、高压气冲洗，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。

（二）泵房外部混凝土防碳化处理

泵站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，应凿除碳化层混凝土，粉刷高强砂浆或浇筑高强混凝土。

根据防洪规划，临洪东站进、出水池的平均水位（常水位）均为2.50m，处于常水位以下的站身混凝土受环境影响比较小，混凝土碳化深度小，碳化速度极其缓慢，混凝土表面完整，无钢筋外露及锈蚀现象；另外考虑到对水下混凝土表面进行防碳化处理需要干地施工，临时工程费用投入较大，故本次防碳化处理暂不考虑该部分混凝土。鉴于常水位的波动性，初步确定泵房外混凝土防碳化处理的范围在2.20m高程以上。

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1.35～1.5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，2d吸水率降低10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。

丙乳砂浆的施工工艺为：混凝土表面凿毛、冲洗、刷丙乳净浆打底、粉丙乳砂浆，养护14天，再丙乳净浆刷面。丙乳砂浆粉层厚度一般为2cm左右，实际粉刷厚度不应小于碳化层混凝土的凿除厚度。

（三） 混凝土裂缝、胀裂混凝土及锈蚀钢筋处理

锈蚀钢筋在恢复外层混凝土前应先进行表面除锈，若钢筋锈蚀断面已超过钢筋原有断面的10%，则应对该钢筋进行补强，即在该钢筋位置加焊钢筋。

对混凝土裂缝的处理：若裂缝深度未超过混凝土碳化层，则在处理碳化混凝土时一并去除掉；对于较深的裂缝，则应沿裂缝凿V型槽，槽底达到裂缝根部，最后用丙乳砂浆填满。

对于表面胀裂、崩裂的混凝土，应将已剥离的混凝土全部清理干净，若已露筋，则先除锈、必要时加补强钢筋，然后用丙乳砂浆补平。

虽然碳化后结构及构件的表层混凝土强度降低，但在结构强度设计的截面有效面积中并未考虑保护层范围内混凝土的作用，所以，对混凝土表面进行碳化通道封闭，阻止碳化的进一步发生，能够有效保护钢筋及核心混凝土，延长结构及构件的使用寿命。

参考文献：

[1]沈蒲生.混凝土结构设计原理[M].北京：高等教育出版社.第四版.2012

[2]李崇智、周文娟、王林. 建筑材料[M]. 北京：清華大学出版

社.2012

[3]刘兵.浅谈混凝土防碳化处理的几种有效方案[J]混凝土2011（4）

辛全霞（1984-），女，江苏连云港人，大学文化，工程师，从事工作：水利工程管理