CRETO 材料在南水北调济平干渠中的应用

张永生，翟一鸣，侯彩云

（1.南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南250109；2.山东创元水务有限公司，山东 济南250012）

南水北调济平干渠自2005 年12 月一次性试通水成功后渠道正常蓄水运行已14 年，混凝土衬砌渠道及沿线桥闸部分混凝土出现冻融、碳化等。目前存在的主要问题有：一是沿线渠道混凝土衬砌板特别是人工衬砌部分，不同程度地出现表面爆皮、砂浆脱落、碎石脱落和出现裂缝等现象，破坏深度已接近2 cm，破坏面积达数万平方米，并呈现逐年增大趋势；二是桥墩、闸墩、翼墙等部位混凝土出现表面爆皮、碎石脱落、露筋等问题。

1 引起冻融碳化的原因

济平干渠混凝土冻融的主要原因：一是混凝土空隙中的水，在干湿交替、冻融循环作用下，混凝土空隙中的水形成冰涨压力和渗透压力联合作用的疲劳应力，使混凝土产生由表及里的剥蚀破坏，从而降低混凝土强度；二是部分标段或班组施工质量存在问题，在同一渠段相邻工程冻融破坏程度差异较大，甚至同一节制闸两侧翼墙冻融破坏程度也有差异。引起混凝土碳化的主要原因是空气中CO2气体渗透到混凝土内，与混凝土内部的碱性物质发生化学反应，逐渐形成碳酸盐和水，致使混凝土强度降低。

济平干渠引水渠水流经弯道到控制闸后流速逐渐加快，导致渠道衬砌板表面容易遭受损坏；破坏范围主要在高低水位频繁波动区，动水压力和冻融破坏加剧混凝土损坏；因长期流动水浸泡，加上水位部位冻融循环、气候、不均匀沉降等，使混凝土表面出现了爆皮、裂缝、变形、脱落等一系列冻融、碳化现象。

2 防冻融碳化处理方案

南水北调济平干渠衬砌渠道和李山头节制闸翼墙、闸墩表面，利用CRETO 环球公司系列产品的性能特点、适用范围和施工工艺，进行混凝土防冻融和防碳化处理，取得了较好的效果。

2.1 渠道衬砌板防冻融碳化处理方案

施工流程：对混凝土表面缺陷部分进行剔凿1.5～2.5 cm→基层挡板措施防止碎碴进入水中→垃圾清运至指定地点后→修补面冲洗并吸水饱和但无自由水→RMO 底涂→RMO 水泥砂浆拌制→RMO 防碳化理层分层涂抹→养护→喷涂抗渗防腐剂DPS→养护→清理施工现场。

1）混凝土表面缺陷处剔凿。在施工前，需要先将混凝土表面剥蚀、裂缝、麻面等缺陷部位凿除至坚硬的层面，本次修复项目凿除深度一般在1.5～2.5 cm。为保证修补面边缘与原有混凝土有良好的结合，修补面必须全部凿成毛面。

2）修补清理和冲洗。要彻底清除凿除面污物、粉尘、碎块及松动混凝土，用清水将修补面冲洗干净，在施工前要保持修补面湿润状态，但不应有积水。如有钢筋外露，应对钢筋锈蚀部位除锈处理。

3）RMO 底涂。将RMO 原液兑清水按一定比例稀释后，对修补面进行底涂，底涂RMO 稀释液能有效加强原有混凝土面层与新施工的处理层（水泥砂浆或细石混凝土）之间的粘结力。底涂要求随喷随抹水泥砂浆（或细石混凝土），并保持基层湿润。

4）防冻融碳化处理层施工。按照规定用量加水、RMO、砂、水泥搅拌并需要充分拌和均匀，材料必须称量正确，尤其是水的加入量，拌和过程中不能随意扩大水料比。每次拌制的砂浆，要求能在60～90 min 内使用完，不宜一次拌和过多。

（1）采用优质河砂，普通硅酸盐42.5 水泥，搅拌用水必须达到清洁的生活用水标准。先掺入适量RMO 与水拌匀，再按砂浆干料比例加入指定水量进行充分搅拌。

（2）手工涂抹需要先将水泥砂浆摊铺后，要做好施工配合，立即用力向同一方向压抹，操作速度有力，要求一次用力抹平，避免反复抹面，保证水泥砂浆处理层密实，表面平整光滑，一般不需第二次收光，如遇气泡要随时刺破压紧，保证水泥砂浆表面密实。

（3）对于混凝土损坏厚度较大时应分层抹压水泥砂浆或细石混凝土，每层涂抹厚度为1.0～1.5 cm。待第一层终凝后再抹第二层，水泥砂浆铺设到位后，用力压实，然后抹面。

（4）对于混凝土表面剥蚀的缺陷处理，根据施工人员情况，合理安排每次施工面积，施工面积较大时须分块施工，对修补区边缘的齿槽内也应将水泥砂浆填实抹平；对于混凝土表面裂缝的处理，对裂缝处清理干净、用水湿润、底涂RMO，再向裂缝处嵌入水泥砂浆并压实。

（5）待处理层水泥砂浆初凝后，在其表面喷涂砂浆表面养护剂，并进行收光处理。修补后的水泥砂浆表面要求平整光滑，应与周边原混凝土衔接平顺良好。

修复混凝土施工宜选在温度不是太高的时段进行，避免阳光直射或大风天气，防止水泥砂浆失水过快；同时，施工过程中又要注意保湿、保温。

（6）防冻融碳化层施工后，待表面略干后，用喷雾器喷雾养护或薄膜覆盖。终凝后洒水养护，表面保持湿润状态，持续7～14 d。特别是在阳光直射、风口部位或干燥环境，更要采取遮阳、保湿措施。

5）喷涂DPS 及竣工清理。处理层养护24 h后，用高压喷涂设备进行喷涂DPS，喷涂时要求由下而上，左右喷射，使DPS 均匀的浸透处理层表面，交接处喷涂不少于150 mm 的搭接段，要保证喷涂均匀，没有遗漏。

2.2 翼墙、桥墩、闸墩防冻融碳化处理方案

施工程序：构筑物混凝土检查→搭设脚手架（加设垃圾防抛网，便于清理垃圾）→混凝土表面清理（缺陷处一般需要凿毛2～2.5 cm，清理确保处理后的所有基底有足够的粗糙度，粗骨料裸露）→修补面用水冲洗并吸水饱和→RMO 底涂→RMO 的拌制→分层涂抹RMO 防碳化层→喷涂DPS→养护→清理施工现场→验收。

由于翼墙及闸墩在水面中，需要专业架子工搭设脚手架，确保施工安全。认真检查及搭设脚手架情况，检查建筑物混凝土表面清理情况，经现场管理人员验收合格后，并做好检查记录和拍摄，方可实施下一道工序。在脚手架上加设垃圾防抛网，便于垃圾清理外运。

3 结 语

南水北调济平干渠渠道部分混凝土衬砌板和李山头节制闸闸墩及翼墙，于2017 年5 月采用CRETO RMO、DPS 产品进行了冻融和碳化破坏修复处理，修复方法具有操作简便、施工周期短、可在调水间隙进行快速施工的特点。修复后的衬砌板和闸墩、翼墙已运行2 年，未再出现混凝土的冻融和碳化现象，处理层与原混凝土结合坚固，实施后整体效果较好。