田海軍，岳勝衛(wèi)，白建輝

（1.河北省南運(yùn)河河務(wù)管理處，河北省滄州市新華西路10號(hào) 061001；2.河北省水利工程局，河北省石家莊市體育南大街365號(hào) 050051；3.滄州市華油飛達(dá)石油裝備有限公司，河北省滄州市道東北街41號(hào) 061000））

1 工程概況

北排河擋潮閘位于天津市大港區(qū)新馬棚口村南，北排河入?？谔?。由老檔潮閘、新?lián)醭遍l及津歧公路橋組成，為三級(jí)建筑物。修建的目的是平時(shí)閉閘擋潮，防止海水倒灌，汛期啟閘泄洪排泄，枯水期蓄淡灌溉。

該閘為開敞式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閘室分為4孔，每孔凈寬7米，閘底高程－3.5米（黃海高程，以下同）；閘室底板長13米，厚1.5米；閘墩長7.6米，厚0.8米；兩岸為重力式岸墻及翼墻，墻頂高程6.6米。

北排河擋潮閘已運(yùn)行40多年，工程嚴(yán)重老化，混凝土剝蝕，鋼筋裸露，表面嚴(yán)重碳化，影響了工程的正常運(yùn)行，通過加固處理，提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，延長工程的壽命，確保工程正常運(yùn)行。

2 海洋環(huán)境對(duì)沿海擋潮閘施工的影響

海洋環(huán)境是擋潮閘工程施工所處的最惡劣的外部環(huán)境之一。主要表現(xiàn)在海水中的化學(xué)成分能引起混凝土溶蝕破壞、堿－骨料反應(yīng)；在寒冷地區(qū)可能出現(xiàn)凍融破壞；海浪及懸浮物對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)造成機(jī)械磨損和沖擊作用；海水或海風(fēng)中的氯離子能引起鋼筋腐蝕。

鋼筋混凝土構(gòu)件在海洋環(huán)境中使用時(shí)會(huì)因?yàn)樵馐艿奖鶅觥L(fēng)浪、水質(zhì)、潮汐等多種天然因素的作用而縮短使用壽命。嚴(yán)酷復(fù)雜的海洋環(huán)境會(huì)造成鋼筋銹蝕、混凝土性能劣化，因而導(dǎo)致混凝土構(gòu)件過早破壞，這也成為當(dāng)今對(duì)混凝土耐久性問題關(guān)注的焦點(diǎn)之一。造成海工混凝土結(jié)構(gòu)破壞的主要因素有：碳化、鹽類滲入引起的鋼筋銹蝕、凍融破壞、溶蝕作用、鹽類侵蝕作用、堿－集料反應(yīng)以及沖擊磨損的機(jī)械破壞作用等，其中鋼筋銹蝕主要是由氯離子滲透引起的。因此，在施工過程中如何避免鋼筋早期生銹；如何提高混凝土自身的密實(shí)性、抗?jié)B性和抗凍性能避免鋼筋銹蝕至關(guān)重要。

3 沿海環(huán)境中混凝土破損特點(diǎn)

3.1 無機(jī)離子（化學(xué)侵蝕）

無機(jī)離子對(duì)混凝土的腐蝕主要有以下兩個(gè)方面：一是硫酸鹽和水泥的化學(xué)反應(yīng)，二是Cl離子和水泥膠凝材料的化學(xué)結(jié)合。硫酸鹽與混凝土接觸時(shí)，產(chǎn)生鈣礬石，造成混凝土膨脹，使它的表層開裂或軟化。而裂縫又助長了硫酸鹽和其它離子的侵蝕滲透，進(jìn)一步加速了混凝土的破壞。氯化物則是與水泥中的C3 A發(fā)生反應(yīng)，生成高膨脹性的氯鋁酸鹽。同時(shí)，氯離子滲入鋼筋表面，鋼筋銹蝕亦引起體積膨脹，使混凝土保護(hù)層脹裂，反過來又加速了鋼筋的腐蝕，從而影響承載力，直至結(jié)構(gòu)被破壞。處于海洋大氣中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，特別是位于浪濺區(qū)部分的混凝土，它的表面不斷處于干濕循環(huán)中，混凝土表面孔隙內(nèi)鹽分濃度在干濕循環(huán)中逐漸增加。在濃差作用下，鹽分進(jìn)一步向混凝土的內(nèi)表滲入，直至鋼筋表面，造成腐蝕。而當(dāng)混凝土表面存在缺陷時(shí)，則會(huì)促使鋼筋混凝土的腐蝕。

3.2 結(jié)構(gòu)的老化與病害

水工結(jié)構(gòu)長期受到外界環(huán)境的影響，容易出現(xiàn)混凝土碳化、鋼筋銹蝕的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致鋼筋力學(xué)性能改變、混凝土強(qiáng)度隨時(shí)間改變，以及由此引起的鋼筋與混凝土之間粘結(jié)能力退化等的發(fā)生。除了自然老化外，施工質(zhì)量差、材料強(qiáng)度下降以及長年失修、惡劣的運(yùn)營條件是結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害的另一主要原因。老化和病害將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的承載能力降低，安全性下降。

3.3 鋼筋銹蝕

鋼筋銹蝕是混凝土結(jié)構(gòu)的第一破壞因素。鋼筋銹蝕通常表現(xiàn)在混凝土表面沿受力鋼筋方向出現(xiàn)裂縫，并帶有銹斑。這種裂縫表明，膨脹的鐵銹足以使混凝土開裂。鋼筋銹蝕不僅能削弱其截面面積，使構(gòu)件承載能力下降，還會(huì)降低鋼筋與混凝土的握裹力，影響兩者共同工作的性能。同時(shí)，由于鋼筋銹蝕后體積膨脹，造成混凝土保護(hù)層破裂，甚至脫落，從而降低了結(jié)構(gòu)的受力性能和耐久性能。

4 耐氯鹽水工混凝土施工控制要點(diǎn)

耐氯鹽水工混凝土是由硅酸鹽類水泥、礦物摻合料、化學(xué)外加劑、砂石骨料和水等原材料組成，在達(dá)到設(shè)計(jì)齡期后具有良好的抗?jié)B性、抗凍性，可有效抵抗氯鹽侵蝕的混凝土。

4.1 原材料

氯鹽環(huán)境下嚴(yán)格限制原材料引入混凝土中的氯離子含量，各種原材料中的氯離子量應(yīng)盡可能低。新拌混凝土硬化后，實(shí)測混凝土中的水溶氯離子含量對(duì)于鋼筋混凝土不應(yīng)超過膠凝材料重的0.1%。

4.1.1 水泥

沿?；炷凉こ淌┕げ灰藛为?dú)采用硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥作為膠凝材料配制混凝土，應(yīng)摻加大摻量礦物摻合料，如粉煤灰、礦渣微粉等；也不宜單獨(dú)采用抗硫酸鹽硅酸鹽水泥配制混凝土，宜采用低氯離子含量的水泥和選用具有較高抗氯離子性能的水泥。復(fù)合型膠凝材料，可以大大提高混凝土的抗?jié)B性。

4.1.2 細(xì)骨料

沿海混凝土工程施工應(yīng)選用質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔、級(jí)配良好的人工砂或者天然砂，嚴(yán)禁采用海砂。在開采、運(yùn)輸、堆放和使用過程中，應(yīng)采取措施防止遭受海水污染。在存放過程中，不要露天放置，最好有罩棚遮擋，嚴(yán)格控制細(xì)骨料氯離子的含量。

4.1.3 外加劑

外加劑應(yīng)采用能明顯提高混凝土耐久性且質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。使用的外加劑應(yīng)具有提高混凝土抗?jié)B性、密實(shí)性、抗裂性和抗凍性。嚴(yán)格控制外加劑引入氯離子的含量。

4.1.4 水

沿?；炷潦┕ぃ瑖?yán)格控制施工用水中的氯離子含量十分重要。采用地表水、地下水和其他類型水拌和和養(yǎng)護(hù)混凝土，水中的氯離子含量不應(yīng)大于200 mg／L。

4.1.5 鋼筋

由于沿海環(huán)境惡劣，鋼筋宜出現(xiàn)表面輕微銹蝕的現(xiàn)象，施工中特別要注意。首先要嚴(yán)格控制鋼筋的質(zhì)量，進(jìn)場必須有出廠合格證，并做材質(zhì)試驗(yàn)，合格后才允許使用。冷加工鋼筋不宜作為預(yù)應(yīng)力筋使用，也不宜作為按塑性設(shè)計(jì)構(gòu)造的受力主筋?？v向受力鋼筋的最小直徑宜不小于16 mm。鋼筋的存放必須加襯墊，不能直接放置在地面上；鋼筋的存放地點(diǎn)盡量避開海風(fēng)直接吹拂，用罩棚罩起來最好。鋼筋的進(jìn)量最好與工程的進(jìn)度相匹配，避免存放時(shí)間過長，最好不超過30天。如鋼筋表面出現(xiàn)浮銹，必須經(jīng)過處理，經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后才能使用。

4.1.6 混凝土摻合料

混凝土摻合料有粉煤灰、礦渣微粉、硅灰等材料。摻合料必須品質(zhì)穩(wěn)定、來料均勻、來源固定。摻合料的摻量應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)混凝土各齡期強(qiáng)度、混凝土的工作性和耐久性以及施工條件和工程特點(diǎn)而定。摻合料進(jìn)場，應(yīng)出示相應(yīng)的檢驗(yàn)證明和生產(chǎn)廠家出具的產(chǎn)品檢驗(yàn)合格證書。

4.2 混凝土澆筑

沿?；炷凉こ淘谡绞┕で?，應(yīng)針對(duì)工程所在沿海環(huán)境特點(diǎn)和施工條件，會(huì)同設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理及混凝土供應(yīng)等各方，共同制定施工全過程和各個(gè)施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制與質(zhì)量保證措施以及相應(yīng)的施工技術(shù)條例，商定質(zhì)量檢驗(yàn)和合格驗(yàn)收方法。施工和監(jiān)理單位應(yīng)各自委派專人負(fù)責(zé)記錄混凝土運(yùn)送到工地的時(shí)間和出機(jī)坍落度、澆筑時(shí)間和澆筑時(shí)的坍落度、澆筑時(shí)氣溫與混凝土澆筑溫度、混凝土澆筑厚度的控制以及混凝土的養(yǎng)護(hù)方式和養(yǎng)護(hù)過程。

沿?；炷凉こ淌┕ぶ校攸c(diǎn)保證施工質(zhì)量，并采取專門措施，結(jié)構(gòu)表層混凝土的振搗密實(shí)與均勻性、混凝土保護(hù)層厚度或鋼筋定位的準(zhǔn)確性、混凝土裂縫控制。

泵送混凝土的坍落度不宜過大以免離析和泌水。插入式振搗棒需變換其在混凝土拌合物中的水平位置時(shí)，應(yīng)豎向緩慢拔出，不得放在拌合物內(nèi)平拖。泵送下料口應(yīng)及時(shí)移動(dòng)，不得用插入式振搗棒平拖驅(qū)趕下料口處堆積的拌合物將其推向遠(yuǎn)處。

鋼筋保護(hù)層厚度的控制是關(guān)鍵，應(yīng)采用混凝土墊塊定位保護(hù)層厚度，鋼筋位置必須準(zhǔn)確。澆筑混凝土前，應(yīng)仔細(xì)檢查定位塊位置、數(shù)量及其緊固程度，并應(yīng)指定專人作重復(fù)性檢查以提高保護(hù)層厚度尺寸的施工質(zhì)量保證率。

抗海水侵蝕混凝土為大摻量礦渣微粉和粉煤灰混凝土，水膠比嚴(yán)格控制不能大于0.4，夏季在混凝土澆筑時(shí)，必須采取在工作面上噴霧保濕，防止表面水分蒸發(fā)過快。

4.3 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土的耐久性質(zhì)量在很大程度上取決于施工養(yǎng)護(hù)過程中的濕度和溫度控制。暴露于大氣中的新澆筑混凝土表面應(yīng)及時(shí)澆水或覆蓋濕麻袋、濕棉氈等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。嚴(yán)禁采用海水養(yǎng)護(hù)，必須嚴(yán)格控制養(yǎng)護(hù)用水中氯離子的含量。

混凝土應(yīng)有充分的潮濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能少于28天。盡可能推遲新澆筑混凝土與海水等氯鹽環(huán)境接觸時(shí)的齡期。

混凝土的拆模時(shí)間除需考慮拆模時(shí)的混凝土強(qiáng)度外，還應(yīng)考慮到拆模時(shí)的混凝土溫度不能過高，以免接觸空氣時(shí)降溫過快而開裂，更不能在此時(shí)澆筑涼水養(yǎng)護(hù)。

沿海海風(fēng)比較大、日照較強(qiáng)烈，養(yǎng)護(hù)最好采用噴涂養(yǎng)護(hù)劑、包裹塑料膜或外罩覆蓋層等措施，避免風(fēng)吹、暴曬，防止混凝土表面的水分蒸發(fā)。

5 結(jié)論

由于沿海環(huán)境水和空氣中氯離子的含量比較高，耐氯鹽水工混凝土的實(shí)施應(yīng)用，可提高工程的使用年限，更好的服務(wù)于農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)，更好的發(fā)揮水利工程的社會(huì)效益。

［1］ 張世義，范穎芳，欒海洋.礦渣微粉對(duì)水泥早期強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究，第21屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集：第Ⅱ期［C］.2012.

［2］ 白鳳廳，田海軍.抗海水腐蝕混凝土在北排河樞紐除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用［J］.河北工程技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2013（4）：16－19.

［3］ 李根生，于青松，田海軍.北方沿海環(huán)境抗海水混凝土腐蝕效益分析［J］.水科學(xué)與工程技術(shù)，2014（1）：17－19.

［4］ 李根生，于青松，張余濤等.礦渣微粉摻粉煤灰對(duì)混凝土抗凍性能的影響試驗(yàn)研究［J］.水科學(xué)與工程技術(shù)，2014（4）：1－4.

［5］ 中國土木工程學(xué)會(huì).CCES01－2004混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

［6］ 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB／T 50476－2008混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.