渗透型氟硅涂料在南通市新江海河闸上的应用

单婷婷， 顾春锋， 陈雪梅， 张哲文

(1.江苏省水文水资源勘测局南通分局， 江苏 南通 226406； 2.南通市新江海河闸管理所， 江苏 南通 226009)

1 工程概况

新江海河闸位于江苏省海门市江心沙农场新江海河入江口，是新江海河入江的控制建筑物，发挥着挡潮、排涝、引水、通航的作用，是南通市沿江重要引排口门，中型水闸。

老闸建于1978年，年久失修。为消除防洪隐患，通州市水利局争取江苏省、南通市补助2 356万元，自筹1 244万元，于2002年9月开工，在老闸的上游200 m处新建防洪挡潮节制闸1座，该闸于2004年4月竣工。同时自2003年8月起，对老闸进行了改造加固，将原来的防洪闸改造成新闸的下闸首，新闸主要起调节水位的作用。

新闸仍为节制闸，具有防洪、排涝、引水及航运的功能，为二级水工建筑物，新闸总净宽32 m，分3孔，中孔净宽12 m，两边孔净宽为10 m，3孔均可通航。

2 存在的问题

新江海河闸经过2019年现场安全检测情况如下：

(1)排架、闸墩、交通桥桥板、工作桥大梁、上游翼墙、下游翼墙的混凝土强度的混凝土强度等级满足《水工混凝土结构设计规范》(SL191—2008)有关混凝土最低强度等级要求。各构件混凝土强度评价标度为A 级。

(2)排架的碳化深度分布均匀，最大值为19.0 mm，碳化评定标度为A；闸墩的碳化深度分布不均匀，最大值为35.0 mm，碳化评价标度为A～B；局部轻微碳化；上游翼墙的碳化深度分布均匀，最大值17.5 mm，碳化评价标度为A；下游翼墙的碳化深度分布均匀，最大值为25.0 mm，碳化评价标度为A；交通桥桥板的碳化深度分布不均匀，最大值为21.0 mm；碳化评价标度为C，较严重碳化；工作桥大梁的碳化深度分布较均匀，最大值为24.0 mm，碳化评定标度为C，较严重碳化。

(3)该闸所测构件的实测混凝土保护层厚度均大于最大碳化深度，但1#孔左墩的实测混凝土保护层厚度小于设计保护层厚度，大于《水工混凝土结构设计规范》(SL191—2008)规定的最小保护层厚度；左一跨交通桥上游第一块板、中孔工作桥大梁实测混凝土保护层厚度小于设计保护层厚度，小于《水工混凝土结构设计规范》(SL191—2008)规定的最小保护层厚度。交通桥板、工作桥大梁的混凝土保护层对结构钢筋耐久性有影响。

(4)闸墩内钢筋有锈蚀活动性，但锈蚀状态不确定；排架钢筋内无锈蚀活动性或锈蚀活动性不确定。

(5)该闸的沉降已趋于稳定，最大沉降值为6.9 cm，相邻部位沉降差较小，沉降满足《水闸设计规范》(SL265—2016)关于“天然土质地基水闸地基最大沉降量不宜超过15 cm，相邻部位的最大沉降差不宜超过5 cm”的要求。闸墩、翼墙垂直度满足要求。

(6)下游翼墙挡浪墙、闸墩、交通桥板局部开裂露筋。

3 渗透型氟硅涂料在混凝土防碳化中的优势

针对新江海河闸现状，需对已碳化和破损露筋的混凝土表面进行防碳化处理，主要内容如下：①对混凝土开裂露筋处进行除锈和砂浆修复；②对混凝土剥落、侵蚀部位进行修复；③对河闸排架、闸墩、交通桥桥板、工作桥大梁、上游翼墙、下游翼墙的混凝土去除碳化层后进行防碳化处理。

由于多年来江苏省在水工混凝土防碳化有着大量需求，且多由环氧厚浆材料处理，导致环氧厚浆市场竞争激烈，材料价格不断降低，品质受到影响。环氧厚浆涂沫仅两年就可能出现开裂爆皮的现象。鉴于这类情况，经多方调研，着重比选3种防碳化材料。

(1)双组份渗透性氟硅防护涂料

双组份渗透型氟硅防护涂料是一种基于氟—硅复合体系的渗透型混凝土用防护涂料，A、B两组分均匀混合、半渗透办成膜，渗透深度可达2～3 mm，附着力达一级，允许混凝土内部与外界进行水汽交换，又阻止外界的水汽及二氧化碳进行混凝土内部的渗透成膜结构，涂覆与混凝土表面，具有防水、防腐、防碳化、耐候的防护效果[1]。可运用与水工大坝等混凝土结构的防护，此材料的施工难度低，现场容易把控，施工质量能够保证；产品环保，美观，长期性能稳定。

(2)氟碳防护涂料

氟碳防护涂料是指以氟树脂为主要成膜物质的涂料，又称氟碳漆、氟涂料、氟树脂涂料等。在各种涂料之中，氟树脂涂料由于引入的氟元素电负性大，碳氟键能强，具有特别优越的各项性能。耐候性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性，而且具有独特的不粘性和低磨擦性[2]。经过几十年的快速发展，氟涂料在建筑业、化学工业、电器电子工业、机械工业、航空航天产业、家庭用品的各个领域得到广泛应用。

(3)环氧树脂涂料

环氧树脂涂料是以环氧树脂为主要组份，与固化剂反应后生成的具有防水功能的双组份反应型涂料，性能优异，易于加工成型，因具有无污染、黏度低、涂膜兼顾、 流平性好等特点而被广泛应用[3]。

(4)3种防碳化材料对比

表1为3种防碳化材料的对比情况，由表1可知：①氟硅氟碳可喷涂滚涂施工，对现场质量把控容易；②氟硅氟碳具有自清洁性能，氟具有不粘性，可保外部清洁，美观度高；③氟硅涂料性能优于其他两种，可渗透入混凝土结构2～3mm，增加粘接性及防护厚度；④氟硅可以喷涂施工简单，有呼吸性，防止气泡鼓包；⑤氟硅涂料具有其他两款材料不具备的抗氯离子性能，更适应江苏水利对沿海建筑物防碳化的需求；⑥氟硅的耐久性能更好，较环氧厚浆更耐老化。

表1 3种防碳化材料的对比

鉴于3种材料的情况，新江海河闸决定使用双组份渗透型氟硅涂料进行防碳化处理和修复。

4 施工工艺

4.1 基面处理

对混凝土基础表面进行处理，清除基面上的水泥净浆表层或松动颗粒等，使表面外露新鲜骨料，对于碳化深度不高处，建议使用高压水枪清理碳化层。对碳化深度高的必须使用角磨机对混凝土基面进行打磨[4]。

4.2 物料混合

在干净容器内，将B组分加入A组分中，低速搅拌至各部分无色差为止。

4.3 涂料施工

可采用辊涂或刷涂的施工方式，均匀涂布于混凝土表面，做到不漏涂。一般涂刷2遍，且第2遍应在第1遍潮湿成膜状态下立即涂覆，不可表干后涂覆。

4.4 养 护

施工完成后24h避免接触明水。如遇雨水季节应尽量关注天气预报，完工7d内严禁人为破坏。

5 施工后评价

该工程2020年7月2日开工，2020年8月3日完工验收。经现场检测，各项技术性指标符合要求，详见表2。

表2 检测技术指标

(续表2)

6 结 语

双组份渗透型氟硅防护涂料防碳化整体效果良好，不仅提升了新江海河闸的闸容闸貌，而且延长了闸的使用寿命，从经济评价的角度看，符合经济、合理、安全的原则。