滲透型氟硅涂料在南通市新江海河閘上的應(yīng)用

單婷婷， 顧春鋒， 陳雪梅， 張哲文

(1.江蘇省水文水資源勘測(cè)局南通分局， 江蘇 南通 226406； 2.南通市新江海河閘管理所， 江蘇 南通 226009)

1 工程概況

新江海河閘位于江蘇省海門(mén)市江心沙農(nóng)場(chǎng)新江海河入江口，是新江海河入江的控制建筑物，發(fā)揮著擋潮、排澇、引水、通航的作用，是南通市沿江重要引排口門(mén)，中型水閘。

老閘建于1978年，年久失修。為消除防洪隱患，通州市水利局爭(zhēng)取江蘇省、南通市補(bǔ)助2 356萬(wàn)元，自籌1 244萬(wàn)元，于2002年9月開(kāi)工，在老閘的上游200 m處新建防洪擋潮節(jié)制閘1座，該閘于2004年4月竣工。同時(shí)自2003年8月起，對(duì)老閘進(jìn)行了改造加固，將原來(lái)的防洪閘改造成新閘的下閘首，新閘主要起調(diào)節(jié)水位的作用。

新閘仍為節(jié)制閘，具有防洪、排澇、引水及航運(yùn)的功能，為二級(jí)水工建筑物，新閘總凈寬32 m，分3孔，中孔凈寬12 m，兩邊孔凈寬為10 m，3孔均可通航。

2 存在的問(wèn)題

新江海河閘經(jīng)過(guò)2019年現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)情況如下：

(1)排架、閘墩、交通橋橋板、工作橋大梁、上游翼墻、下游翼墻的混凝土強(qiáng)度的混凝土強(qiáng)度等級(jí)滿(mǎn)足《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL191—2008)有關(guān)混凝土最低強(qiáng)度等級(jí)要求。各構(gòu)件混凝土強(qiáng)度評(píng)價(jià)標(biāo)度為A 級(jí)。

(2)排架的碳化深度分布均勻，最大值為19.0 mm，碳化評(píng)定標(biāo)度為A；閘墩的碳化深度分布不均勻，最大值為35.0 mm，碳化評(píng)價(jià)標(biāo)度為A～B；局部輕微碳化；上游翼墻的碳化深度分布均勻，最大值17.5 mm，碳化評(píng)價(jià)標(biāo)度為A；下游翼墻的碳化深度分布均勻，最大值為25.0 mm，碳化評(píng)價(jià)標(biāo)度為A；交通橋橋板的碳化深度分布不均勻，最大值為21.0 mm；碳化評(píng)價(jià)標(biāo)度為C，較嚴(yán)重碳化；工作橋大梁的碳化深度分布較均勻，最大值為24.0 mm，碳化評(píng)定標(biāo)度為C，較嚴(yán)重碳化。

(3)該閘所測(cè)構(gòu)件的實(shí)測(cè)混凝土保護(hù)層厚度均大于最大碳化深度，但1#孔左墩的實(shí)測(cè)混凝土保護(hù)層厚度小于設(shè)計(jì)保護(hù)層厚度，大于《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL191—2008)規(guī)定的最小保護(hù)層厚度；左一跨交通橋上游第一塊板、中孔工作橋大梁實(shí)測(cè)混凝土保護(hù)層厚度小于設(shè)計(jì)保護(hù)層厚度，小于《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL191—2008)規(guī)定的最小保護(hù)層厚度。交通橋板、工作橋大梁的混凝土保護(hù)層對(duì)結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性有影響。

(4)閘墩內(nèi)鋼筋有銹蝕活動(dòng)性，但銹蝕狀態(tài)不確定；排架鋼筋內(nèi)無(wú)銹蝕活動(dòng)性或銹蝕活動(dòng)性不確定。

(5)該閘的沉降已趨于穩(wěn)定，最大沉降值為6.9 cm，相鄰部位沉降差較小，沉降滿(mǎn)足《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL265—2016)關(guān)于“天然土質(zhì)地基水閘地基最大沉降量不宜超過(guò)15 cm，相鄰部位的最大沉降差不宜超過(guò)5 cm”的要求。閘墩、翼墻垂直度滿(mǎn)足要求。

(6)下游翼墻擋浪墻、閘墩、交通橋板局部開(kāi)裂露筋。

3 滲透型氟硅涂料在混凝土防碳化中的優(yōu)勢(shì)

針對(duì)新江海河閘現(xiàn)狀，需對(duì)已碳化和破損露筋的混凝土表面進(jìn)行防碳化處理，主要內(nèi)容如下：①對(duì)混凝土開(kāi)裂露筋處進(jìn)行除銹和砂漿修復(fù)；②對(duì)混凝土剝落、侵蝕部位進(jìn)行修復(fù)；③對(duì)河閘排架、閘墩、交通橋橋板、工作橋大梁、上游翼墻、下游翼墻的混凝土去除碳化層后進(jìn)行防碳化處理。

由于多年來(lái)江蘇省在水工混凝土防碳化有著大量需求，且多由環(huán)氧厚漿材料處理，導(dǎo)致環(huán)氧厚漿市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，材料價(jià)格不斷降低，品質(zhì)受到影響。環(huán)氧厚漿涂沫僅兩年就可能出現(xiàn)開(kāi)裂爆皮的現(xiàn)象。鑒于這類(lèi)情況，經(jīng)多方調(diào)研，著重比選3種防碳化材料。

(1)雙組份滲透性氟硅防護(hù)涂料

雙組份滲透型氟硅防護(hù)涂料是一種基于氟—硅復(fù)合體系的滲透型混凝土用防護(hù)涂料，A、B兩組分均勻混合、半滲透辦成膜，滲透深度可達(dá)2～3 mm，附著力達(dá)一級(jí)，允許混凝土內(nèi)部與外界進(jìn)行水汽交換，又阻止外界的水汽及二氧化碳進(jìn)行混凝土內(nèi)部的滲透成膜結(jié)構(gòu)，涂覆與混凝土表面，具有防水、防腐、防碳化、耐候的防護(hù)效果[1]。可運(yùn)用與水工大壩等混凝土結(jié)構(gòu)的防護(hù)，此材料的施工難度低，現(xiàn)場(chǎng)容易把控，施工質(zhì)量能夠保證；產(chǎn)品環(huán)保，美觀，長(zhǎng)期性能穩(wěn)定。

(2)氟碳防護(hù)涂料

氟碳防護(hù)涂料是指以氟樹(shù)脂為主要成膜物質(zhì)的涂料，又稱(chēng)氟碳漆、氟涂料、氟樹(shù)脂涂料等。在各種涂料之中，氟樹(shù)脂涂料由于引入的氟元素電負(fù)性大，碳氟鍵能強(qiáng)，具有特別優(yōu)越的各項(xiàng)性能。耐候性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性，而且具有獨(dú)特的不粘性和低磨擦性[2]。經(jīng)過(guò)幾十年的快速發(fā)展，氟涂料在建筑業(yè)、化學(xué)工業(yè)、電器電子工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、航空航天產(chǎn)業(yè)、家庭用品的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

(3)環(huán)氧樹(shù)脂涂料

環(huán)氧樹(shù)脂涂料是以環(huán)氧樹(shù)脂為主要組份，與固化劑反應(yīng)后生成的具有防水功能的雙組份反應(yīng)型涂料，性能優(yōu)異，易于加工成型，因具有無(wú)污染、黏度低、涂膜兼顧、 流平性好等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用[3]。

(4)3種防碳化材料對(duì)比

表1為3種防碳化材料的對(duì)比情況，由表1可知：①氟硅氟碳可噴涂滾涂施工，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量把控容易；②氟硅氟碳具有自清潔性能，氟具有不粘性，可保外部清潔，美觀度高；③氟硅涂料性能優(yōu)于其他兩種，可滲透入混凝土結(jié)構(gòu)2～3mm，增加粘接性及防護(hù)厚度；④氟硅可以噴涂施工簡(jiǎn)單，有呼吸性，防止氣泡鼓包；⑤氟硅涂料具有其他兩款材料不具備的抗氯離子性能，更適應(yīng)江蘇水利對(duì)沿海建筑物防碳化的需求；⑥氟硅的耐久性能更好，較環(huán)氧厚漿更耐老化。

表1 3種防碳化材料的對(duì)比

鑒于3種材料的情況，新江海河閘決定使用雙組份滲透型氟硅涂料進(jìn)行防碳化處理和修復(fù)。

4 施工工藝

4.1 基面處理

對(duì)混凝土基礎(chǔ)表面進(jìn)行處理，清除基面上的水泥凈漿表層或松動(dòng)顆粒等，使表面外露新鮮骨料，對(duì)于碳化深度不高處，建議使用高壓水槍清理碳化層。對(duì)碳化深度高的必須使用角磨機(jī)對(duì)混凝土基面進(jìn)行打磨[4]。

4.2 物料混合

在干凈容器內(nèi)，將B組分加入A組分中，低速攪拌至各部分無(wú)色差為止。

4.3 涂料施工

可采用輥涂或刷涂的施工方式，均勻涂布于混凝土表面，做到不漏涂。一般涂刷2遍，且第2遍應(yīng)在第1遍潮濕成膜狀態(tài)下立即涂覆，不可表干后涂覆。

4.4 養(yǎng) 護(hù)

施工完成后24h避免接觸明水。如遇雨水季節(jié)應(yīng)盡量關(guān)注天氣預(yù)報(bào)，完工7d內(nèi)嚴(yán)禁人為破壞。

5 施工后評(píng)價(jià)

該工程2020年7月2日開(kāi)工，2020年8月3日完工驗(yàn)收。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，各項(xiàng)技術(shù)性指標(biāo)符合要求，詳見(jiàn)表2。

表2 檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)

(續(xù)表2)

6 結(jié) 語(yǔ)

雙組份滲透型氟硅防護(hù)涂料防碳化整體效果良好，不僅提升了新江海河閘的閘容閘貌，而且延長(zhǎng)了閘的使用壽命，從經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的角度看，符合經(jīng)濟(jì)、合理、安全的原則。