深圳地铁世界之窗站钢筋混凝土结构胀裂、露筋的成因浅析及修复技

摘要：本文介绍了深圳地铁世界之窗站地下三层混凝土梁（板）混凝土保护层胀裂、钢筋外露的成因分析。针对地铁结构处于特殊的施工环境，受外部温度、湿度和的影响，参考国内外的经验与技术，采用了对应的修补材料及配套的修复工艺，及时消除缺陷，确保了地铁的安全正常运行。
　　关键词：地铁，混凝土胀裂，露筋，修复
　　1工程概况
　　深圳地铁世界之窗站位于深圳市著名的旅游胜地，人流、车流集中，交通拥挤，地质复杂。
　　一号线世界之窗站主体结构于XXXX年X月竣工，建筑面积为33472㎡。车站主体为地下二层，局部三层十字交叉岛侧站台车站，是地铁一号线和地铁二号的换乘站，其中地下一层为站厅层，地下二层为一号线站台层，地下三层为二号线站台层。
　　一号线一期工程施工时将整个换乘节点（含二号线节点部分）一次施工完成。在岛式站换侧式站时，二号线在地下三层，则一号线施工时，换乘节点处地下三层需同时施工。由于低劣的施工、缺乏有效的工程监管和当时施工条件困难等因素，造成一期工程地下三层大部分梁、底板混凝土保护层过薄、部分钢筋外露，随着年限的增加和地下建筑特殊的环境因素影响，外露钢筋严重锈蚀，保护层混凝土疏松、胀裂，已对地铁的安全使用、运营和耐久性构成一定的危害。为了全面处理和修复地下三层梁混凝土露筋的病害，2010年1月20日开始对此重新进行修补和防护处理。
　　2世界之窗地下三层梁和底板混凝土胀裂、钢筋外露的原因分析
　　2.1主要原因分析
　　经现场检查，世界之窗地下三层梁和底板混凝土保护层过薄、钢筋外露的原因主要分为2个方面：
　　（1）因施工质量差，施工时缺乏良好的质量控制，致使梁和底板保护层厚度太小，造成大面积露筋。
　　（2）因结构处于地下特殊环境，湿度和含量都比较高，加速了病害的发展，导致顺筋方向混凝土普遍胀裂，钢筋局部裸露并严重锈蚀，。
　　2.2梁和底板钢筋裸露在表面,没有被混凝土包裹的原因分析
　　（1）浇注混凝土时，垫块太少漏放或钢筋保护层垫块位移，致使钢筋下坠或外移紧贴模板面外露；
　　（2）混凝土配合比不当，产生离析，靠模板部位缺浆或模板严重漏浆；
　　（3）混凝土保护层太小或保护层处混凝土没有振捣密实；
　　（4）振捣棒撞击钢筋或踩踏钢筋，使钢筋位移，造成露筋。
　　2.3地下建筑空间特殊的环境分析
　　因地铁结构处于地下建筑空间环境，大气中温度、湿度和含量都比较高，致使露筋部位表面混凝土出现剥蚀破坏的现象。影响其热湿的因素包括三个方面：进入建筑的阳光、空气温湿度、生产所散发的热量、水分和。
　　地下建筑由于其围护结构的限制，没有很好的采光方式，难以获得充足的自然光。自然光不足对地下建筑内环境会造成潮湿、阴暗等不利影响。
　　地下建筑受到土壤、岩石、地下水位高低等影响，加上缺少阳光照射和有效的自然通风，会出现较为严重的空气潮湿现象。
　　地下建筑中的生产活动同样会散发热量、水分和，由于地下建筑的封闭性较强，很多情况下难以通过自然风排除热量和水分。因此，地下建筑空间的生产中会增加地下空间的温度和湿度和含量。
　　2.4露筋部位，表面混凝土疏松胀裂，钢筋大面积锈蚀的混凝土出现疏松破坏因水泥水化生成产物中存在呈现碱性，而钢筋混凝土中防止钢筋锈蚀的表面钝化膜只能在这种碱性环境下才能稳定存在。大气中的在一定湿度和温度条件下与水泥水化产物中的反应生成，使混凝土碱度下降。正常情况下，混凝土值为9。当碱度下降使得钢筋周边的值等于11.5左右时钢筋表面的钝化膜就会破坏，钢筋将产生电化学反应生成，导致钢筋锈蚀。一旦钢筋锈蚀，则将产生体积膨胀，导致混凝土产生顺筋向裂缝，混凝土疏松并剥落危及混凝土结构的安全。
　　照片1梁底露筋照片2混凝土胀裂
　　3混凝土表面疏松胀裂、钢筋外露的修补
　　3.1混凝土表面疏松胀裂、露筋的修补材料
　　（1）带锈防锈漆剂，具有除锈防锈双重功能，可直接涂在锈蚀钢铁表面，它能将疏松的铁锈转化为稳定的高分子网状络合物，牢固地粘附在钢铁表面，形成保护性的封闭层，消除并隔绝了引起钢铁生锈的一切有害因素，增强钢铁的抗腐蚀性能，代替一道防锈底漆，从而起到有效的除锈防锈作用。可省去繁重的除锈工序，加快施工速度，提高生产效率，对人体健康无影响。适用于普通热轧碳素钢件表面。
　　（2）环保腻子，作用在于填补表面缺陷和构件的轮廓线，提高表面的平整度，以达到表面强度，并与涂料配套，用于提高整体质量和装饰效果的辅助材料。用于混凝土修补的腻子要求有着良好的刮涂性，抗收缩和抗流挂性能，质量稳定，耐水耐久，避免开裂，能很好修复填补基层，对于封闭层和中间层有着良好的附着力。
　　（3）内墙专用封闭底漆，适用于水泥砂浆，混凝土，水泥石棉板等基材表面。因混凝土、涂装腻子呈碱性，会影响涂料的粘结力，造成涂层变色，所以必须使用封闭层进行打底。封闭底漆能封闭基材毛细孔，对基材保护；附着力优良，能提高面漆与基材之间的附着力，提高面漆性能，涂刷面积大，耐用期长，容易施工。
　　（4）内墙乳胶漆，适用于各种工程和室内的保护。乳胶漆用作面层，是涂装体系中重要的一层，用以覆盖封闭层，增加涂层体系的厚度，使结构外观整洁，更能提高涂层体系的耐老化和防腐蚀性能，所以乳胶漆要求与封闭漆有良好的相容性，遮盖力强，涂刷面积大，施工方便；并要求有优良的耐碱性、耐水性和防霉性。
　　3.2混凝土表面疏松胀裂、钢筋外露的修补工艺及技术要求
　　3.2.1混凝土表面涂层体系
　　配套材料名称涂层干膜厚度
　　防锈涂料带锈防锈漆一道 30
　　腻子层环保腻子批刮2道 3
　　封闭涂料抗碱封闭底漆一道 50
　　面层乳胶漆三道 330
　　3.2.2修补工艺及技术要求
　　（1）混凝土基层处理，钢筋除锈
　　首先用钢丝刷或铲刀清除梁底与板底混凝土表面的疏松层、污垢、灰尘，凿至坚硬、牢固、新鲜的混凝土面，至表面无污垢及尘土，凿毛深度需达到设计要求。并清除露出钢筋表面疏松浮锈，破裂氧化皮，检查合格后才能进行抹面施工。
　　（2）带锈防锈漆的涂抹
　　涂刷前，必须将带锈防锈漆搅拌均匀，带锈防锈漆涂刷一道，覆盖铁锈表面，不得漏涂。若有明显刷痕及针孔等缺陷，要及时修补。施工时，不致影响防锈质量，应注意使漆膜厚度与锈厚相适应，锈层越厚，漆膜越厚，锈层薄，涂层应稍薄一些。施工现场应避免烟火及高温热源，施工完毕后，防止被水淋湿。直至24小时自然干燥后才能进入下一道工序。
　　（3）刮涂耐水腻子
　　在带锈防锈漆施工完毕后，进行刮涂腻子，用腻子将混凝土基层的孔洞，麻面，缺角填平。腻子一次不能太厚，防止为了追求平整刮涂腻子过厚，造成腻子脱空、脱落。腻子应分2次填平，每次间隔大于4小时。为保证质量，腻子充分混合后要尽快使用。
　　（4）涂封闭底漆
　　涂装前，用塑料膜覆盖法测定混凝土基层含水率，含水率不得大于10%，合格后方可涂装。涂装环境条件及涂料配制按涂料产品说明书要求进行。要求充分搅拌均匀，涂刷一道，涂覆要求均匀，不可漏涂。为了得到良好使用效果，使用前必须估计稀释的程度。实际稀释剂的需要量由温度、施工表面情况、混凝土类型和施工技术确定。封闭底漆的用量不能过多，以刚好能封闭住混凝土表面为宜，这可以从封闭涂料面的光泽度来判断，如果表面有光泽，说明用量过多，有时需要磨去表面光泽层。
　　（5）涂装乳胶漆
　　乳胶漆在封闭底漆完成后24小时后进行涂装，先将混凝土表面清扫干净。乳胶漆使用前搅拌均匀，适当加水稀释。防止头遍涂料施涂不开。每一道漆涂装4~8小时后，方可进行下一道漆的涂装，要求涂刷互相衔接。
　　3.3质量保证与检验结果
　　（1）基底检查与处理：混凝土表面将浮灰、水泥渣及输送部位清理干净，无起砂。对裂缝、蜂窝麻面、凸出部位，缺角部位进行处理，保证混凝土表面密实。钢筋除锈应按照St2除锈等级，除锈后钢筋表面应无可见油脂和污垢，并且没有扶着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。
　　（2）混凝土基层含水率，将4545cm的透明聚乙烯薄膜周边用胶带纸牢固地黏贴密封在基层表面，16小时后观察塑料薄膜，无水珠、无湿气存在，合格后方可施工。
　　（3）腻子应坚实牢固，不得粉化、起皮和裂纹。平整度用2m直尺检查，其间空隙应小于10mm。
　　（4）涂层外观检查：每层涂装时要对前一涂层进行外观检查，所发现的漏涂、流挂、透底和刷纹等缺陷。刷涂料应注意不漏刷外，还应保持涂料的调度。
　　（5）表面平整度达到设计要求，颜色一致，无明显色差。
　　4结语
　　通过对世界之窗站地下三层梁和底板混凝土胀裂，露筋的病害检测与成因分析，表明造成目前结构病害的主要原因是缺乏规范的施工作业指导和有效的监管措施，致使病害危及地铁的运营使用和耐久度。此次对梁和底板病害的修复处理，尽量不给地铁运行留下任何质量隐患，其病害处理的标准、方式、材料和工艺，保证了地铁的安全和地铁世界之窗站二号线工程的正常运作。但随着地铁的不断建设并投入运行所发现的问题，我们必须尽快增强施工中的监督手段和力度，规范地铁施工作业，将隐患和病害消灭在前期，这样才能降低地铁运营后的维修难度和成本，保障地铁的百年工程，确保地铁日后的正常运营。
　　参考文献
　　[1]李金桂，《防腐蚀工程师选用标准汇编丛书》编委会.防腐蚀工程师选用标准汇编.北京：中国标准出版社，2007.