渠道混凝土蓋板底部面層脫落處理

王蕾，張祥吉

（淄博市太河水庫管理局，山東　淄博　255178）

渠道混凝土蓋板底部面層脫落處理

王蕾，張祥吉

（淄博市太河水庫管理局，山東淄博255178）

針對淄博市同源同網(wǎng)飲水安全供水工程在供水期間出現(xiàn)的渠道蓋板板底面層局部脫落現(xiàn)象，經(jīng)過方案比對優(yōu)選，確定使用凱頓（KT1）作為防滲加固處理材料，并對該材料特征、作用機(jī)理，施工工藝流程、數(shù)據(jù)監(jiān)測情況做了介紹，以供水工建筑物實(shí)施防滲、抗凍融措施時(shí)參考。

渠道；凍融；凱頓；防滲；混凝土蓋板

淄博市同源同網(wǎng)飲水安全供水工程暨“引太入張”供水工程是改善淄博市中心城區(qū)居民飲水質(zhì)量的一項(xiàng)民生工程。工程運(yùn)行以來，提高了居民飲水質(zhì)量，確保了飲水安全。在工程維護(hù)運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)渠道覆蓋蓋板板底面層出現(xiàn)局部脫落現(xiàn)象，且脫落程度有擴(kuò)展的趨勢。為保護(hù)蓋板面層，延長蓋板使用壽命，確保工程安全運(yùn)行，經(jīng)多方調(diào)查、比對，優(yōu)選凱頓（KT1）作為防滲加固處理的最佳方案。

1　工程概況

2009年開工建設(shè)的淄博市同源同網(wǎng)飲水安全供水工程暨“引太入張”供水工程，利用太河水庫總干渠進(jìn)行供水，工程供水規(guī)模10萬m3/d。渠道頂部采用預(yù)制梁板覆蓋，預(yù)應(yīng)力空心板厚120 mm，板寬0.5 m，板長4.5 m，板頂澆筑40 mm厚C25細(xì)石混凝土保溫層。

本工程通過封閉預(yù)制蓋板板底的滲水通道來徹底阻止預(yù)制蓋板的凍融破壞，最終起到預(yù)制蓋板加固的目的。

2　原因分析

從通水運(yùn)行2年來的多次觀測數(shù)據(jù)看，冬季渠內(nèi)預(yù)制板底溫度一般在-2℃左右，水體溫度在4～10℃，由于渠內(nèi)濕度大，板底表面會結(jié)冰。遇到晴好天氣，中午氣溫升高，板底冰凍會融化，夜晚隨著氣溫的降低板底又結(jié)冰。特別在南面向陽地段反復(fù)的凍融更加頻繁，這也從南面向陽處比背面背陰處預(yù)制板底混凝土面層脫落更為嚴(yán)重得到了說明。

利用明渠覆蓋加固后改為飲用水供水渠道，對工程項(xiàng)目各項(xiàng)指標(biāo)的要求也隨著提高。因此該類工程項(xiàng)目在進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工時(shí)，應(yīng)提前考慮覆蓋所用預(yù)制板的抗凍標(biāo)號、預(yù)制板板底的抗?jié)B標(biāo)準(zhǔn)、預(yù)制板的保溫及渠道覆蓋后渠內(nèi)排風(fēng)通氣。

3　施工前期準(zhǔn)備

為確保水質(zhì)和人員安全，組織省內(nèi)相關(guān)專家召開技術(shù)研討會，協(xié)同有意向的施工材料生產(chǎn)廠家，在輸水渠道內(nèi)選取具有代表性的點(diǎn)做了多次實(shí)驗(yàn)。對材料及施工方案做了對比、分析和優(yōu)化，最終決定對預(yù)制蓋板底部做噴涂凱頓（KT1）防滲加固，并委托科研部門進(jìn)行跟蹤監(jiān)測服務(wù)。因本項(xiàng)目施工條件及工藝特殊，工程開工前要求施工隊(duì)進(jìn)行了以下準(zhǔn)備工作：

1）勞動(dòng)人員組織。根據(jù)工程的施工專業(yè)特點(diǎn)、技術(shù)要求、進(jìn)度控制、勞動(dòng)力需要量等綜合考慮，確定現(xiàn)場施工人員、后勤保障人員數(shù)量。現(xiàn)場施工人員根據(jù)專業(yè)性質(zhì)分成板底清基專業(yè)組、成品養(yǎng)護(hù)專業(yè)組，噴射凱頓專業(yè)組。

2）材料準(zhǔn)備。根據(jù)現(xiàn)場的施工進(jìn)度和總體規(guī)模合理安排材料、機(jī)具及輔助材料數(shù)量。主材凱頓（KT1）由太河水庫從加拿大凱頓國際公司采購，并負(fù)責(zé)接貨和儲存保管。

3）施工機(jī)具。施工設(shè)備包括：空壓機(jī)、攪拌器、角向磨光機(jī)、噴水器、電錘、鑿子、鋼絲刷、電子秤及量水工具等。主要設(shè)備必須做到專人操作，責(zé)任分工到個(gè)人，保障設(shè)備和人員的安全。

4）臨時(shí)設(shè)施。在干渠內(nèi)帶水施工，需在渠內(nèi)搭設(shè)供電線路及臨時(shí)腳手架。為保障人員和設(shè)備安全，對電氣設(shè)備做了專門的使用規(guī)定，防止和杜絕安全事故的發(fā)生。

5）勞保防護(hù)。在渠道內(nèi)部施工，溫度低，濕度大，必須配置相關(guān)的安全及勞保防護(hù)用品。

4　材料特征及作用機(jī)理

4.1材料特征

本工程所選材料具有抗裂、防裂、抗?jié)B能力強(qiáng)等作用；具有自我修復(fù)性能；不影響混凝土呼吸，不怕植物根系穿刺，同其他材質(zhì)的涂層相容；且無毒、無公害、防化學(xué)腐蝕、耐高低溫、抗凍融循環(huán)、防氯離子和堿骨料對混凝土的破壞；在潮濕結(jié)構(gòu)面施工，不需要找平層及保護(hù)層，可與結(jié)構(gòu)同步施工，縮短施工周期；施工方法簡單易行，迎水面、背水面均可施工。

4.2作用機(jī)理

混凝土經(jīng)表面處理達(dá)到水飽和狀態(tài)，防水材料活性化學(xué)物質(zhì)與混凝土接觸后，防水材料在混凝土表面形成較高的離子濃度，濃度梯度為滲透創(chuàng)造了條件，其離子從高濃度處向低濃度處遷移。隨著離子的遷移，活性化學(xué)物質(zhì)及其膠凝成分也遷移到水泥表面的孔隙中。該活性物質(zhì)還能通過滲水或混凝土正常的毛細(xì)作用進(jìn)入混凝土內(nèi)部。

在有水的情況下，活性化學(xué)物質(zhì)與混凝土中未水化的水泥顆粒發(fā)生水化反應(yīng)，并促進(jìn)水泥水化，形成水泥水化晶體，生成的大量晶體填充、封堵混凝土的孔隙和毛細(xì)管，使水無法進(jìn)入混凝土從而達(dá)到防水的目的。混凝土干燥時(shí)，該活性化學(xué)物質(zhì)處于休眠狀態(tài)；有水滲入時(shí)，該物質(zhì)繼續(xù)水化生成新的結(jié)晶自動(dòng)修補(bǔ)，從而達(dá)到永久防水作用。

5　施工方案及措施

5.1基面處理

凱頓（KT1）防水材料噴涂前，必須對基層混凝土表面進(jìn)行預(yù)處理：用高壓水槍除去基層表面的附著物。對于基層表面上的突起、疙瘩以及起殼、分層等疏松部位，應(yīng)將其鏟除，并用水沖洗干凈，對于裂縫、缺陷等進(jìn)行修補(bǔ)。為保障水質(zhì)安全，表面預(yù)處理時(shí)，不得使用其他清理材料。基層混凝土表面預(yù)處理要求做到毛、潮、凈。

5.2噴涂凱頓（KT1）施工

1）做好基面處理，用鋼絲刷將混凝土表面修復(fù)部位清理干凈。2）將5份凱頓與2份水混合成漿狀進(jìn)行噴涂。現(xiàn)場稱量料物，專用攪拌桶拌制，噴涂時(shí)，噴槍的噴嘴與基面的距離不應(yīng)大于0.5 m，且盡可能做到垂直于基面噴涂；噴涂完成后，盡可能再用大毛刷以圓形方法涂刷基面。3）如渠道內(nèi)干燥時(shí)要做好噴水養(yǎng)護(hù)處理。

5.3養(yǎng)護(hù)

待表面涂層初凝后，立即進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，并保證涂層處于潤濕狀態(tài)，但不得用水浸泡養(yǎng)護(hù)。每天向涂層噴水4～6次，并用毛氈或草簾子覆蓋。冬季，養(yǎng)護(hù)時(shí)應(yīng)加蓋草包防凍。

6　數(shù)據(jù)檢測

6.1溫度檢測

在板頂、緊貼板底和輸水渠道內(nèi)部及水下安設(shè)溫度傳感器22套，實(shí)時(shí)不間斷傳送數(shù)據(jù)。從一個(gè)冬季測得數(shù)據(jù)來看，渠內(nèi)水溫自水庫放水洞至凈水廠逐步升高，平均水體溫度在4～10℃；板底溫度在-2℃～14℃；板頂溫度與室外溫度相同，冬季最高溫度16℃，最低溫度-21℃。

6.2指標(biāo)檢測

在凱頓（KT1）噴涂完成后，采取隨機(jī)取樣和固定斷面取樣方法，選取25個(gè)斷面，分溫度和時(shí)間段進(jìn)行鉆孔取樣，一個(gè)冬季共計(jì)取樣75組。對試塊進(jìn)行抗?jié)B、抗凍融、抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)檢測。檢測數(shù)據(jù)（平均值）為抗?jié)B壓力（56 d）0.6 MPa；對鋼筋無銹蝕；抗凍融循環(huán)F250次；抗壓強(qiáng)度38.22 N/mm2；涂層未見脫落現(xiàn)象，凱頓（KT1）活性良好。

該工程項(xiàng)目的實(shí)施，為北方渠道供水提供了一個(gè)保護(hù)蓋板底面表層的優(yōu)選方案。從初步檢測數(shù)據(jù)分析，預(yù)制板底噴涂凱頓（KT1）后效果良好，基本達(dá)到了預(yù)期目的。

（責(zé)任編輯趙其芬）

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1009-6159（2016）-06-0046-02

2015-12-23

王蕾（1978—），女，助理工程師