CPC防碳化涂料在潘家口水库主坝溢洪道闸墩防碳化处理中的应用

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1.潘家口水库工程管理处河北迁西064309；

2.海河下游管理局天津300061

摘要：本文介绍了CPC防碳化涂料在潘家口水库主坝溢洪道闸墩防碳化处理施工中的应用。CPC防碳化涂料做为新的防碳化材料是近几年才应用到水工建筑物的修补中，不仅具有抵抗大气侵蚀，抗紫外线照射、耐磨损等特点，而且施工工艺简单、施工工期短。采用该技术对潘家口水库主坝溢洪道闸墩防碳化处理效果显著，为今后国内混凝土坝防碳化处理积累了宝贵经验。

关键词：CPC；防碳化

一、工程概况：

潘家口水利枢纽包括潘家口水库大坝、两座副坝和坝后式电站一座。它是整个引滦工程的源头，其作用是调节滦河径流，以满足防洪和供水要求。潘家口水库为多年调节水库，总库容29.3亿m3，控制流域面积33700km2，占流域总面积的75％。主坝为混凝土低宽缝重力坝，按千年一遇洪水设计，五千年一遇洪水校核。坝顶全长1039m，最大坝高107.5m。大坝中部设18孔溢洪道和4个泄洪底孔，最大泄洪能力为56200m3/s。两座副坝均为土坝，西城峪副坝坝顶全长345m，最大坝高22.5m，最大挡水库容10亿m3。脖子梁副坝全长30m，最大坝高4.95m。

潘家口水库主坝18孔溢洪道闸墩混凝土经多年运行出现了不同程度的碳化，混凝土表层脱落，个别部位钢筋裸露，如不及时对其进行防碳化处理，闸墩混凝土碳化将进一步发展，不仅降低结构承载力和稳定性，更将影响结构物的安全。另外，由于工程建设较早，受当时施工技术及工艺约束，混凝土外观质量较差，闸墩表面和顶面混凝土多处存在孔洞、流挂、漏筋、破损等问题。为防止闸墩混凝土碳化进一步发展，保证闸墩安全运行，延长其使用寿命，2017年对1-7#溢洪道闸墩222m高程以上部分约3300m2采用CPC防碳化涂料进行了防碳化处理。

图1施工前照片

二、施工工艺及方法

⒈混凝土基面处理：基面应坚硬、平整、粗糙、干净、润湿。基面凸凹、不平之处，应先用角磨机打磨平整；基面浮尘、浮浆、油污等应用钢丝刷除掉，疏松、空鼓部位应予凿除；较大缺陷用CPC调配的聚合物砂浆修补找平，配比为（质量比，以下同）：A组分：B组分：细砂：水＝1：3：4：（0.7~1.0）；各种缝隙、裂缝或蜂窝、麻面等不平整处用CPC调配的聚合物腻子找平，配比为：A组分：B组分＝1：（2~2.5）。涂刷防碳化涂层之前，混凝土基面要预先喷水清洗和湿润处理，并用干布擦去明水。

⒉涂料拌制：每次涂料配制前，应先将液料组分搅拌均匀。液料与粉料的配比按CPC要求进行，准确计量，采用搅拌器充分搅拌均匀，搅拌时间5min左右，拌制好的涂料应色泽均匀，无粉团、沉淀。

⒊涂料涂刷：涂层应分层多遍涂刷完成，至少应包括底层1遍、中层1遍（设计要求较高时中层宜2遍）、面层1遍，后遍涂刷应待前遍涂层表干不粘手后方可进行（推荐即使在夏季快干季节，间隔时间也不要低于1.5h）。当前遍涂刷施工完毕后，应检查涂层是否厚薄均匀，严禁漏涂，合格后方可进行后遍涂刷施工。底层与面层的配比为：A组分：B组分：自来水＝1：（0.75~1）：（0.5~0.75）；中层的配比为：A组分：B组分：自来水＝1：（1~1.25）：（0.2~0.5）。涂刷工具可采用刷子或绒毛辊筒。辊涂时应来回多辊几次，以使涂料与基层之间不留气泡，粘结牢固。每遍涂刷应交替改变涂层的涂刷方向。在使用中涂料如有沉淀应注意随时搅拌均匀。

⒋涂层养护：面层充分干硬后，先用雾化水养护2d（不宜直接晒水养护），再自然干燥养护14d以上才可接触明水。潮湿环境施工时，还应加强通风排湿。

⒌注意事项：⑴涂料施工时应避免阳光的暴晒或大风的吹刮，施工时气温应在0℃以上，不应在雨季中施工。

⑵涂料配制量以实际面积计算，应随配随用以免结硬，涂料配制后一般宜在2小时内用完为宜。

图2Cpc处理示意图

三、CPC材料特性

CPC混凝土防碳化涂料是一种高性能防碳化乳液改性的水泥基聚合物复合材料，乳液中含有独特的共聚成分，在水泥中引起交叉反应链，产生化学与机械结合的内聚力与附着力，涂覆在混凝土表面并与之牢固粘结形成保护层，可有效阻止环境中二氧化碳、氯化物、氧气和海水、酸雨等腐蚀介质对结构材料的侵蚀。该涂料由高性能防碳化乳液（液料，A组分）与改性水泥基材料（粉料，B组分）双组分组成，是一种既有高分子材料的柔性，又有无机材料的耐久性好等优点的新型保护封闭材料。

（1）良好的粘结强度与粘接能力，可涂刷在多种建筑材料表面；

（2）抵抗大气侵蚀，抗紫外线照射、耐磨损，正常使用条件下，使用寿命可以达20年以上；

（3）优良的柔韧性，既可封闭微细裂缝的进一步扩展，又可抵抗由于混凝土膨胀、收缩而引起的新的开裂的产生，阻止水份进入混凝土内部；

（4）具有良好的防水和密封性能，防止外界雨水对结构的侵蚀；

（5）良好的抗有害气体，如二氧化碳、氧气、盐雾等的渗透性能，防止混凝土中性化，又耐轻度化学腐蚀，阻止氯离子及酸、碱、盐物质渗入混凝土内部，防止钢筋锈蚀；

（6）为水性涂料，无毒、无味、无污染。

Cpc主要性能指标

四、结束语

通过采用CPC防碳化涂料对潘家口水库主坝溢洪道闸墩进行防碳化处理，不仅提高了溢洪道闸墩混凝土抵抗大气侵蚀、抗紫外线照射及耐磨损性，而且既可封闭细微裂缝防止进一步扩展，又可抵抗由于混凝土基体膨胀、收缩而引起新的开裂产生，防止混凝土中性化，阻止氯离子及酸、碱、盐物质渗入混凝土内部，防止钢筋锈蚀。同时通过此次修补有效改善了大坝整体的效果和美观，处理后的情况见图3。

图3施工后照片

CPC防碳化涂料在潘家口水库主坝溢洪道闸墩进行防碳化处理中成功应用，为水利水电工程及其他混凝土工程的防碳化处理积累了宝贵经验。