水利工程设施混凝土碳化技术的浅谈

□李龙海 □刘保良 □王 丽 □王 浩

（柘城县水利局工程管理站）

1.前言

“水是生命之源”长江、黄河、淮河、海河四大水系孕育着我们中原大地。多年来，我省兴建一批又一批水利工程。为我们中原经济的生产发展发挥着重要作用。随着年代的推移工程标准低、质量差、加之污染破坏等因素。工程老化日趋严重，更有甚至危及建筑物的安全，从而引起人们的重视。我省于1986年对全省大中型水利工程混凝土碳化（既混凝土的碳酸钙化）问题开始普查，并发现了问题的严重性。在此基础上有条件的已经开始对碳化混凝土进行处理。

2.混凝土的碳化技术防治

为了保证建筑物有足够的抗碳化能力，必须严格控制混凝土自身的质量。采取预防措施。首先要从合理的设计、标准的质量、过硬的工程管理方面入手。

2.1 设计方面

为提高混凝土的抗碳化能力，首先：要解决混凝土的密实性和耐久性。要选择和设计合理的水灰比、强度标号、水泥用量。国外对钢筋混凝土结构密实性指标均定相当高。我省一些混凝土水闸之所以碳化速度快，重要原因就是实际混凝土标号达不到设计标号，水灰比大，水泥用量小，密实性差。如李滩闸闸墩水灰比高达0.9，所以碳化速度系数就比较大，碳化程度比较严重，其次混凝土构件的选型要尽量减少菱角和暴露面，钢筋设置不宜过密，否则影响混凝土振捣和密实性，更要考虑到混凝土碳化的要求和保护层的厚度。

2.2 施工质量方面

要严格遵守施工管理规程和施工操作规律，对立模、配料、拌合、振捣要严格把关，所以水泥品种、标号、必须经过检测，一般尽量选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，因其碱性储量较高，抗碳化能力强。另外石子、沙子要干净，没有氯盐等有害杂物，拌合水要经过水质化验，对骨料的选择要尽量多选用粒径较小的骨料。实验表明，水灰比相同时碎石粒径较大的比较小的同标号混凝土碳化速度要快10～20%，其原因较大石子易产生净浆的离析沉淀，从而增加渗透性，减小了混凝土的抗碳化能力。同时要加强混凝土的早期养护，相同水灰比为0.6%的矿渣混凝土，湿养3天比湿养7天的碳化加快50%左右。

2.3 工程管理和技术管理方面：

目前的管理单位，由于多方面的原因，不能较好地进行及时的监测和管理。为了能全面掌握各种混凝土构件的碳化程度，以便及时采取相应的防治措施，延长建筑物的使用寿命，为此必须：

2.3.1 加强领导，固定专业技术人员，落实岗位责任制

目前水闸管理单位，大都位于较偏远的乡村。事业费少，专业技术人员水平低。领导的主要精力多用于抓综合经营和人员工资等事情上，多年来工程管理和技术管理十分薄弱，能做到安全度汛就很不容易了。为此，上级主管部门应加强领导，帮助基层闸管所解决实际困难，培训技术人员，建立有关的规章制度，固定技术人员，落实各项岗位责任制。配备必要的检测工具和手段，建立技术档案，使管理走上正规化、制度化、科学化，更好地为工农业生产服务。

2.3.2 为了全面了解混凝土构件的碳化程度，当前的办法是每隔一定时间，分别取代表点测试一次碳化程度，建立本工程混凝土碳化深度与运用年限的回归方程，以预测和推算该建筑物何时可能出现钢筋腐蚀，而事先采取必要的技术措施。根据我省十几座大型水闸的实测资料，当水闸运行15年后即应开始进行混凝土碳化的测试工作，当予测混凝土碳化深度可能达到钢筋表面时，可选择代表位置进行裂缝观察，当发现裂缝后应立即进行编号，记录位置、走向、长度及渗水情况等，以便能准确制定计划进行修补处理。

2.3.3 应定期进行水质分析和空气中CO2及酸性气体含量的测试，以便分析环境条件对混凝土碳化的影响，及时提出防治的对策。

3.混凝土碳化的技术处理

河南省现有水闸工程已存在有不同程度的混凝土碳化问题，部分已影响建筑物的安全。有的碳化速度很快，潜在危险很大。为了延长工程的使用寿命，我们要根据情况采取相应的处理措施，组织或减缓钢筋锈蚀和混凝土的碳化速度。

3.1 已破坏混凝土的处理

目前河南省大型水闸由于碳化等原因产生混凝土脱落、露筋和钢筋锈蚀等破坏的面积大。这些问题需要及时采取措施进行处理，否则，将会加剧工程破坏，造成更大的损失。

3.1.1 修补材料选择

混凝土的破坏包括混凝土裂缝、脱落、钢筋锈蚀。目前国内采取的修补材料种类很多，结合我省情况，可根据裂缝大小、破坏部位、以及构件的重要程度分别选用。混凝土面积较大，又处在水平面上，且构件不太重要或裂缝宽度较小，钢筋锈蚀轻微，可采用高标号水泥砂浆处理，它施工简单，价格便宜。

3.1.2 处理方法

如果裂缝宽度较小，且钢筋锈蚀轻微，可沿裂缝凿开一个“V”型槽，深度凿至钢筋表面，口宽与钢筋保护层相等或稍宽。然后吹净灰渣或用水冲洗，待干后，在凿开面上涂一至二所选材料的净浆，然后回填砂浆，表面再涂一至二道净浆，按要求养护即可。

如果裂缝宽度较大或混凝土脱落，钢筋锈蚀，要凿去保护层和已碳化的混凝土，使钢筋露出，钢筋内侧如已锈蚀，应将钢筋内混凝土凿去1—2厘米。然后用钢刷、纱布等除去钢筋层。如果蚀值较大，影响结构强度，要加焊新钢筋。

3.2 没有产生表面破坏的混凝土处理

我省目前这样的混凝土碳化情况有两种类型。一是现在混凝土碳化程度比较严重，但未出现混凝土表面破坏；另一种类型是工程运行时间较短，目前碳化比较轻微，但碳化速度系数在4以上，这种类型的混凝土有相当大的潜在危险，应采取表面涂料，阻断二氧化碳向混凝土内部扩散，来减缓混凝土的碳化速度，以达到保护钢筋的目的。

4.结语

随着经济的发展，科学技术的进步，国家对工程质量的要求越来越高。相对减少了各种损失的出现。保护水资源，造福人类社会。