北京三家店拦河闸混凝土建筑物防护处理

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摘要：北京三家店拦河闸已运行48 余年, 经检测发现部分混凝土的老化和病害情况比较严重, 需要尽快进行局部补强加固和全面防护处理。三家店拦河闸混凝土防护施工涉及到对混凝土的防碳化处理、裂缝处理、剥蚀面处理等内容, 应用了防碳化柔性涂料、改性化学灌浆、粘贴碳纤维、喷涂聚脲弹性体等新材料、新技术和新工艺, 为今后处理类似工程提供了宝贵的经验。

关键词：混凝土 化学 聚脲 防护处理

1 工程概述

三家店引水枢纽位于北京市门头沟区, 是永定河引水渠的渠首工程。该引水枢纽工程于1956 年2 月兴建, 1957 年5 月完工。由拦河闸、永定河引水渠进水闸和城龙进水闸3 部分组成。主要功能是拦蓄上游来水, 保证引水枢纽按用水户的需要均匀供水。该工程已运行48 年, 1996 年和2004 年分别对三家店闸混凝土的老化和病害情况进行了全面检测, 检测结果表明工程老化严重, 为了保证工程安全运行, 提高工程的使用寿命, 应尽快对三家店拦河闸混凝土缺陷进行“ 局部补强加固和全面防护相结合” 的加固措施。

2005 年3 月— 6 月, 对三家店拦河闸闸墩、溢流坝面、引水渠进水闸、工作桥表面、交通桥大梁底部及侧面等部位的混凝土缺陷进行了局部补强加固和全面防护处理。

2 防护处理方案及其材料特性

2.1 闸墩的裂缝处理

碳纤维补强加固技术是利用高强度或高弹性模量的连续碳纤维, 单向排列成束, 用环氧树脂浸渍形成碳纤维增强复合材料片材, 将片材用专用环氧树脂胶粘贴在结构外表面受拉或有裂缝部位, 固化后与原结构形成一整体, 碳纤维即可与原结构共同受力。碳纤维粘贴在贯穿性裂缝部位, 粘贴宽度为80 cm ( 裂缝两侧各延伸40 cm) , 粘贴长度大于裂缝本身的长度,要求碳纤维布纤维方向与裂缝方向垂直。碳纤维材料的性能指标见表1。

粘贴碳纤维的黏结剂必须具有极强的渗透力和对混凝土表面起到补强作用, 应对碳纤维布有极强的浸渍力。因此只有通过专用环氧树脂胶将碳纤维片粘贴在混凝土或钢筋混凝土结构表面并与之紧密结合为一整体共同承受荷载, 才能达到补强加固的目的。对闸墩裂缝采用化学灌浆补强的方法, 灌浆材料采用可灌性好的改性环氧浆材。这种材料黏度低, 可灌性好, 可渗入0.2 mm 混凝土裂缝和微细岩体内, 与国内外的材料相比, 其早期发热量低、毒性小、施工操作方便, 是较理想的混凝土补强加固材料。其具体性能指标如表2。

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