某水闸混凝土碳化和钢筋锈蚀检测

1.工程概况

某水闸系大型开敞式水闸，属一级水工建筑物。结构型式为钢筋混凝土结构，共分三联六孔。每孔宽12m，闸总宽84.6m。闸墩高10.5m，闸底板长21.5m。闸底板下周围打钢板桩。闸门上游喇叭口左岸为沉排及块石护坡工程，右岸为铅丝石笼护脚及块石护坡工程。墩顶设有装配式闸前修理桥，闸上工作桥，闸后有交通桥，桥两边有1m宽的人行道及安全栏杆。该闸设计正常引水流量520m3/s。

此水闸建成至今已有45年，两边联弧型闸门底坎和溢流堰斜坡段有不同程度的裂缝发生，为确保工程防汛安全以及为主管部门对该闸下一步应对措施作出正确决策提供依据，对此水闸进行安全检测。本文主要介绍其混凝土碳化和钢筋锈蚀的检测。

2.混凝土碳化机理极其危害

混凝土是一种多相非匀质体，其内部存在一定的毛细孔隙。通常这些孔隙中充满了空气和水泥水化产生的Ca(OH)2。在潮湿环

注：闸墩测试区域为水位线以下部位。

3.钢筋锈蚀检测与评估

钢筋在混凝土结构中，特别是抗拉、抗弯及抗拉弯结构中发挥着重要作用。钢筋混凝土结构中钢筋的锈损对结构的危害主要表现为：(1) 锈蚀产物的膨胀引起保护层开裂；(2) 锈蚀引起钢筋与混凝土间粘结力的降低，使钢筋的力学特性难以充分发挥；(3)锈蚀引起钢筋载面积减小，钢筋力学性能下降，造成结构承载力下降。

3.1钢筋锈蚀的检测方法

钢筋锈蚀的诱因较多，从大的方面可概括为“先天因素”和“后天因素”，前者与工程结构的设计、施工质量有关，如在设计中未考虑耐久性问题，保护层过薄及在施工中使用大量活性材料或低碱度水泥； 后者则与结构所处环境和人为因素有关，如建筑物处于海边或处于其它酸性介质中或潮滑环境中。上述诱因有的单独作用，有的则复合作用，更加速了钢筋的锈蚀，但一般而言，引起混凝土钢筋锈蚀的主要环境因素为“盐害”，其次是混凝土“中性化”。

基于上述理论，并与钢筋保护层厚度相比较，结合局部取芯或打开验证便可确定混凝土内部钢筋是否已发生锈蚀。本次检测就是通过对钢筋混凝土构件混凝土碳化深度和混凝土保护层的测试及数据分析，结合局部取芯和打开验证的方法来对钢筋锈蚀状态进行评估。

3.2钢筋锈蚀评估

（1） 胸墙混凝土碳化深度和保护层厚度分别测试了70个测区，碳化深度平均值为38.9mm，钢筋保护层平均厚度为44.4mm，其中有29个测点碳化深度大于或等于保护层厚度，即41.4%的钢筋已失去混凝土的碱性保护作用，处于易锈蚀状态，局部凿开2处检查，内部钢筋已出现严重锈蚀；

（2） 墩3碳化深度和保护层厚度分别测试了30个测区，碳化深度平均值为0mm，钢筋保护层平均厚度为64.4mm，钢筋状态完好；

（3） 第四孔闸底板碳化深度和保护层厚度分别测试了30个测区，碳化深度平均值为0mm，钢筋保护层平均厚度为94.5mm，钢筋状态完好；

混凝土的碳化深度随着时间的延续而