无机硅保护材料在船闸工程中的应用

符业晓

（中交四航局第四工程有限公司，四川乐山 614400）

1 船闸大体积混凝土保护材料应用理念

岷江犍为航电枢纽船闸建址于四川乐山（岷江中下游流域），地处常年雨水丰沛、气候潮湿、紫外线强、昼夜温差大等恶劣的自然环境中，混凝土表面难免出现雨水、污垢侵蚀现象，影响混凝土的耐久性和外观质量。加上船闸大体积混凝土表面拆模后难免会存在气泡及细孔，当混凝土表面经受风吹、日晒、雨淋，空气中的水分会渗透进孔洞形态的混凝土中，在混凝土内部形成氢氧化钙。

长时间的水分渗透会导致混凝土出现不同程度的老化，严重影响混凝土质量和外观，同时混凝土表面也会因失去碱性环境的保护而产生脱落，导致混凝土内部钢筋因水中的氯离子腐蚀而产生锈蚀，从而影响整个建筑的稳定性和牢固性。为防止或延缓外界因素对船闸大体积混凝土的侵蚀，提升大体积混凝土的耐久性和整体美观，因此岷江犍为船闸将参照三峡水电站表层混凝土保护材料施工工艺，对船闸基层混凝土涂装保护材料，避免混凝土免受外界侵蚀，减轻危害，增强审美效果[1]。

2 船闸混凝土缺陷原因分析

岷江犍为船闸现已处于运营阶段，但船闸整体外观效果不佳，混凝土外表面存在蜂窝气泡，部分纵向分层施工缝位置存在错台，新旧混凝土之间存在色差。虽然在施工过程中对以上外观质量已进行修补整改，但依然存在色差、鼓包等外观质量缺陷，造成混凝土存在上述问题阐述如下：

（1）施工期间由于因业主提供粉煤灰和水泥厂家不固定，导致拌合站提供的混凝土拆模后存在色差。

（2）闸室、闸首层与层之间因场地、道路受限及节点工期等因素导致浇筑时间跨度大，且受环境影响，存在新旧混凝土色差。

（3）局部墙面混凝土由于施工过程中施工人员操作原因，模板安装施工质量差，导致出现错台、鼓包等质量缺陷。

（4）混凝土振捣过程中振捣不足或者振捣时间过长导致外墙出现气泡。

（5）因模板安装工艺原因，外墙每仓施工缝存在台型螺母孔，但拆模后对台型螺母孔修补质量差、存在色差、脱落、开裂等外观质量缺陷。

3 船闸混凝土缺陷处理和有色保护涂装工法

3.1 船闸混凝土基层处理

（1）对蜂窝比较集中的地方，采用经过调配后的腻子修补，颜色与混凝土表面颜色一致。

（2）混凝土表面直径＞4mm 以上的蜂窝孔洞和宽度＞0.3mm的裂缝采用环氧树脂砂浆进行充填修补，对于＜4mm 的孔洞、＜0.3mm的裂缝不做处理。

（3）错模部位的高度差：①采用手持小型砂轮机进行打磨成一定斜度；②用细砂纸再进行细磨，若错台超过1cm，现采用錾刀铲平；③重复上述步骤进行打磨；④统一采用环氧树脂砂浆修补平整。

3.2 无机硅纳米陶瓷涂料有色保护涂装工法

（1）涂刷渗透底涂：使用底涂时现开现用，并保证15min 以上的搅拌时间，现场采用喷涂工艺进行涂刷，施工时温度控制在5～35℃之间，涂刷过程均匀，无遗漏，涂刷后墙体颜色稍稍加深，底涂干燥后可通过墙体表面防水测试达到不渗水效果。

（2）颜色调整：采用专用色卡，按比例调整涂料（因混凝土墙面缺陷修补后造成的色差和浇筑时导致的施工色差，如施工接缝、脱模剂残留、浇筑污染等），统一调差，保证施工后的混凝土面无明显色差、光洁，保留部分混凝土自然的机理和质感。

表1 无机硅纳米陶瓷树脂主要性能指标

（3）涂刷中涂：用批刮方式进行1 次涂刷，涂层的整体颜色由浅到深，并与表面混凝土颜色一致。

（4）涂刷耐候性面涂：喷涂两遍耐候性（防止混凝土黄变、粉化的发生）面涂，涂刷均匀，无遗漏，喷涂后墙体表形成稳定均匀的保护膜，干燥后通过墙体表面防水测试达到不渗水，用水泼到墙面，颜色无任何变化，不变深，不变湿。

（5）涂刷防污罩面：整体喷涂一遍防污透明罩面，喷涂后的墙面会更加柔和，更接近混凝土的颜色，且在混凝土表面形成保护膜，更大程度上防止大自然对混凝土的侵蚀污染。

3.3 无机硅混凝土保护材料技术参数

无机硅纳米陶瓷涂料是一种新型小分子及纳米结构材料，可穿透到混凝土表面，渗透到混凝土内部，与酸性或碱性环境中的空气及基底中的水分子发生化学反应，形成一层2～4mm 厚的防水防腐网络，从而抑制水分子及氯离子进入到混凝土中去。

无机硅纳米陶瓷涂料能防水、防氯离子、抗紫外线、耐高低温、抗冻融而且具备透气性。可有效防止混凝土因渗水、日照、酸雨和海水的腐蚀，导致混凝土及内部钢筋结构的腐蚀、疏松、霉变而引发的病变，延长混凝土结构的使用寿命，其主要性能指标如表1 所示。

4 无机硅混凝土保护材料的质量控制

涂料均需在一定的温度条件下才能形成连续膜，因此它对施工环境要求较高，适宜的温度有利于涂料的干燥、成膜。如果施工时环境温度过低或过高，均会降低涂料的技术指标，造成涂料的成膜不良，以致于无法做到表面均匀而产生涂膜龟裂、粉化、遇水脱落，严重影响建筑物外观和饰面的寿命[2]。因此，应严格掌握涂料允许的最低施工温度及湿度，涂料工程的施工环境宜选温度为5～35℃，且通风良好，这既能加快结膜过程，又对操作人员的健康有益。

采用喷涂施工时，喷枪压力宜控制在0.8～1MPa，喷涂时喷枪与墙面应保持垂直，距离宜在300mm 左右，匀速平行移动。两行重叠宽度宜控制在喷涂宽度的1/3，不得有漏喷、虚喷或出浆挂流。检查混凝土的含水率和pH，喷涂清水保护涂料是混凝土的含水率应≤10%。pH 必须＜10。在无可靠仪器测定混凝土的含水率时，可以根据抹灰层的完成时间来判断，在常温下一般抹灰层20d 以上，混凝土基层40d 以上才能达到以上指标。如果混凝土的养护时间太短，会严重影响清水保护材料的施工质量。

5 结束语

采用无机硅纳米陶瓷涂料对大体积混凝土进行保护，提升了大体积混凝土的耐久性和整体美观，随着水利工程质量标准的提高和无机硅纳米陶瓷涂料优异的性能在市场应用中不断获得肯定，无机硅材料陶瓷涂料将在更多水利水电工程中应用。