丙烯酸酯共聚乳砂浆在修补水电站混凝土压力管道中的应用.pdf

第6 期 ( 总第1 1 l S J ) 中国水髓 及电气化 N o 6( T O T A L N o 1 1 1 ) 2 0 1 4 年6 月 C h i n a W a t e r P o w e r &E l e c t r mc a t i o n 丙烯 酸 酯 共 聚乳砂浆在修 补水 电站混凝土 压力管道中的应用 王 巧 玲 ( 甘肃省疏勒河流域水资源管理局 ，甘肃 玉门 7 3 5 2 1 1 ) 摘要 ：丙烯酸酯共聚乳砂 浆是 一种优 良的水 泥砂 浆及混凝 土改性 剂，它具有环 氧砂浆所 无法 比拟 的低 成本及 耐老化、抗裂、抗收缩等性能。本文结合丙烯酸酯共聚乳砂浆在新总干二级水电站的使用情况，与常规采用的 水泥砂浆和环氧砂浆进行了对比分析。 关键词：丙烯酸酯共聚乳砂浆；混凝土压力管道；修补；应用 中图分类号：T V 4 3 2 文献标识码 ：A 文章编号：1 6 7 3 - 8 2 4 1 ( 2 0 1 4 )0 6 - 0 0 2 4 - 0 3 Ap p l i c a t i o n o f Ac r y l a t e Co p o l y me r Emu l s i o n M o r t a r i n Re p a i r i n g Co n c r e t e Pr e s s ur e Pi pe l i ne i n Hy dr o po we r St a t i o n WA N G Q i a o - l i n g ( G a n s u S h u l e R i v e r B a s i n W a t e r R e s o u r c e s A u t h o r i t y ，Y u m e n 7 3 5 2 1 1 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： A c r y l a t e c o p o l y me r e mu l s i o n mo r t a r b e l o n g s t o e x c e l l e n t c e me n t mo r t a r a n d c o n c r e t e mo d i fi e r I t i s c h a r a c t e r i z e d b y l o w c o s t ， a nt i a g i n g，c r a c k i ng r e s i s t a n c e，a n t i s h rin k a g e a n d o t he r p r o p e rti e s wh i c h i s mo r e e x c e l l e n t c o mp a r e d w i t h e p o x y mo rt a r Ac ryl i c c o p o l y me r e mu l s i o n mo rt a r i s u s e d i n s e c o n d a r y h y d r o p o we r s t a t i o n o f n e w t r u n k，t h e u s a g e c o n d i t i o n o f wh i c h i s a n a l y z e d a n d c o mp a r e d wi t h t h a t o f c o n v e n t i o n a l c e me n t mo r t a r a n d e p o x y mo r t a r i n t h e p a p e r Ke y wo r d s ：a c r y l a t e c o p o l y me r e mu l s i o n mo rta r ；c o n c r e t e p r e s s u r e p i p e l i n e；r e p a i r ；a p p l i c a t i o n 1 概述 丙烯酸酯共聚乳液 ( 以下简称丙乳 )是一种优 良的水泥砂浆及混凝土改性剂，能显著地改善水泥砂 浆和混凝土的黏结、抗裂、防水防渗 、抗氯离子渗 透、抗冻 、防腐、耐老化等性能。该产品是水性丙烯 酸树脂，用于配制新型修补、防腐、防水防渗材料 聚合物水 泥砂浆 与混凝土 ，是环氧树脂砂浆 的替 代 产品 ，具 有环 氧砂 浆 所 无法 比拟 的低成 本 及耐 老 2 4 化 、抗裂 、抗 收缩 等 性 能 ，可 作 为 水 工 、港 工 、公 路 、桥梁 、化工 、工业 、民用建筑等钢结构 与钢筋混 凝土、混凝土 、块石砌体的防渗、防腐、防冻护面及 修补材料。 丙乳亦 可用作 混凝土界 面黏结剂 、混凝 土防碳化 涂层保护剂以及防水防渗涂层 、裂缝固结灌浆、建筑 密封 、水工 泄水建筑物抗 冲耐磨材料 、混凝 土表面 防 腐涂层材料等。 建设管理 Co ns t r uc t i o n Ma n a g e me n t 2 工程概 况及 现状 3 2 丙乳砂浆性能 按照水泥： 砂 子： 丙 乳 ：水 =1 ： 2 ： 0 2 5 ：适 量的配 位于甘肃省境 内的疏 勒河蕴藏着 丰富的水能， 2 0 0 9年在疏勒河流域昌马新总干渠修建了新总干二 级水电站，总装机 7 5 MW，为渠道引水式电站。主 要 由 3 8 0 m长的引水渠 、前池 、 3 2 0 0 m长 的压力 管道 、 厂房 、1 4 0 0 m长 的尾水 渠构成 ，电站水 头 5 4 m。压力 管道 采 用 钢 模 台 车 浇 筑 圆 形 C 3 0混 凝 土，直 径 3 2 0 0c m。 2 0 1 1 年 1 0月水 电站建成 后投 运 。在试 运行 期 间 发现混凝土管道随着机组出力的增加，管道渗水量逐 渐增大，渗水部位都在管道半圆以上 ，当机组负荷带 至 4 5 MW 时管道 出现爆裂 ，只能停机修 补 。检查 发 现混凝土管道施工质量存在 问题 ，在管 道水平方 向半 圆以上部位存在渗水 ，主要原 因是该部位 在浇筑 时无 法振捣密实。将爆裂管道拆除重新浇筑后并网发电， 但 压力管道仍然存在渗水情况 ，随后采 用水泥浆 和涂 抹环氧砂浆进行封堵 。采用水泥浆封堵 的部位在 运行 一 段时间后水泥浆就会掉落，而采用环氧砂浆封堵的 部位没有出现掉落现象，但是环氧砂浆价格昂贵，并 且 由于管道 内湿度太大施工缓慢 。后采 用丙乳砂浆 对 漏水管道进行 修补 ，效 果较 好 。该 方法 不仅 造价 低 ， 而且施工工期短 。 3 丙乳砂浆性能及使用方法 3 1 丙乳性能 外观：乳白蓝光液体 ； 固含量 ： 4 0土I ； 黏度 ( 涂 一 4杯 ，2 5 ) ：1 0 1 5 s ； p H值 ：5 7 ； 钙离子稳定性 ：1 0 C a C 1 ： 溶液 1 ： 1稀释无凝聚 颗粒 ； 机械稳定性 ：4 0 0 0 r m i n 半小 时无凝 聚颗粒 ； 冻融 稳 定 性 ： 一 2 02 0 通 过 五个 循 环无 凝 聚 颗粒 。 合比配制丙乳水泥砂浆，其中水泥为P 0 4 2 5普通硅 酸盐水泥，砂子为中砂，水为普通自来水。该丙乳水 泥砂浆主要性能如下 ： 2 8天抗压强度 ：4 0 6 0 MP a ； 2 8天抗折强度 ：1 0 2 0 M P a ； 2 8天抗拉强度 ： 7 M P a ； 2 8天黏结 强度 ( 。 。 字试块 ) ： 5 M P a ； 干燥收缩率 ：( 6 5 8 5 ) 1 0 一； 线膨胀 系数 ：9 6 X 1 0 m m C； 抗冲磨强度 ：8 1 0 h c m； 2天吸水率 ：1 5 ； 抗渗性 ： 1 5 MP a 。 3 3 丙乳砂浆施工方法 3 3 1 基底 处理 混凝土基底清除浮尘 、浮浆 、疏松层等，人工采 用榔头、凿子打毛表面，再用磨光机把墙壁上脱落的 遗 留物打磨干净 ，最后用高压水枪把管 壁上的残 留物 清洗干净。处理好的混凝土表面水分挥发越大越好， 有利于下一道工序界面黏结剂的渗透封 闭与加 固。 3 3 2界 面 处理 为 了增加混凝 土基底与 丙乳砂 浆之 间 的结 合力 ， 混凝土基底须涂刷界面黏结剂。可采用 丙乳与水泥按 I ： ( I 2 ) 配 成 的 净 浆 作 为 界 面 黏 结 剂 ，涂 刷 一 道 ， 待表面 略干 、净浆 未 完全硬 化前 ( 约 1 5 m i n ) ，人工 涂抹丙乳水泥砂浆。在涂抹过程中，管道温度应保持 在 一 5 以上 。 3 3 3 丙乳砂 浆 的配制 根据工程要求选 择适 当的丙乳 水 泥砂浆 配合 比。 一 般工程推荐为水泥： 砂子： 丙乳： 水 =1 ： 2 ： 0 2 5 ： 适 量；对于防渗及高强度要求 的推荐配合 比为水泥： 砂 子： 丙乳： 水 ：1 ： 1 5 ： 0 3 ： 适量 ；新总干二级水 电站管 道修补采用的配合比为水泥： 砂子： 丙乳： 水 = 1 ： 2 ： 0 2 ： 适量。砂子为棱角状石英砂，先将水泥、砂子拌匀， 建设管理 Co n s t r u c t i o n Ma n a g e me n t 再加入 丙乳及适量水 ( 水 的用量 以砂浆易于涂抹施 工 为宜，不易多加) ，充分拌和均匀即可。 丙乳砂浆一次拌和数量不宜过多，一般应在3 O 4 5 m i n内用完 ，如硬化后 中途随 意加水调 和 ，会 降低 丙乳砂浆 的密度及强度 。 丙乳砂浆宜人工拌和，使砂浆具有黏性 ，不可强 烈 搅 拌 ，以 免 产 生 泡 沫 ，降低 丙 乳 砂 浆 密 实 度 及 强度 。 3 3 4 丙乳砂 浆 的施 工方 法 采用人工涂抹方式施工，按丙乳净浆打底 + 丙乳 砂浆 + 丙乳净浆刷面结构体系进行 ，采用辊涂或刷涂 丙乳水泥净浆涂层 23道 ( 每 道涂刷 间隔为 上一道 表面略干 以后 ，涂层 厚度薄 而均匀 ) ，须朝一个 方 向 压实，不宜反复来回压抹。新总干二级水 电站管道修 补中，丙乳砂浆涂抹厚度为 1 ( 3 m以内 ( 超过 l c m会 导致 丙 乳 砂 浆 脱 落 ) 。第 二 层 采 用 丙 乳 ： 水 泥 = 1 ： ( 1 5 2 )的较稠 净浆 进行 涂刷 ，使之 形 成连 续致 密的防水防渗涂层。 3 3 5 丙乳砂浆的养护 丙乳砂 浆施 工 完毕 后 ，第 二天 采 用 喷雾 潮 湿养 护 ，每天 1 2次 ，潮 湿养护 7天后 ，再 自然 干燥 2 1 天即可投入使用。 初始养护时 ( 丙乳砂 浆未干)不可洒水太 多， 以免未干丙乳渗 出，丙乳 砂浆表 面发 白。管道温度始 终不得低于 一 5 。 4 水泥浆 、环氧砂 浆和丙乳砂浆的对 比 从下表 可 以看 出 ，丙乳 砂 浆具 有 强度 高 且 增长 快 、能抵抗多种化学物质的侵蚀 、不易开裂脱落 、适 合潮湿面黏结 、耐大气老化、施工环境要求低 、成本 低 、施工工艺简单 、易操作 和控 制施 工质量 、与基础 混凝 土温度适应性好等优点 。 水 泥 浆 、 环 氧 砂 浆 和 丙 乳 砂 浆 对比 表 名 称 水泥浆 环氧砂浆 丙乳砂浆 价格 4 5 4 3：V r _m 1 8 9 6 2元 m 1 3 0 5 7元 m 0 与接触面黏结性 一般 好 好 耐久性 易裂易脱落 耐久性好 耐久性好 施工周期 短 长 短 老化性能 易受化学物质 的侵蚀老化 易被大气老化 不 易受化学物质 的侵蚀老化 ，耐大气老化 施工环境要求 环境温度不得低于 5 湿度太大施工缓慢 ，对环境要求较高 管道 温度不得低于 一5 自身密封 一般 好 好 自身抗裂 一般 好 好 强度 强度低且增长慢 强度 高且增长快 强度高且增长快 5 结语 新 总干二级水 电站压 力管 道采用 丙乳砂 浆修 补 ， 经通水检查 ，修补的缺陷部位没有发生脱落开裂等现 象 ，对 改变混凝 土压力管道渗水情况起到 了很好 的作 用，同时改变了因为渗水引起的压力管道内钢筋锈蚀 的问题 ，对整个压力管道 的正常运行起到 了很 好的作 用。实践证明：丙乳砂浆修补水电站混凝土压力管道 具有很好 的应 用 前景 ，是 目前性 价 比较 高 的修 补 材 料 ，建议在 已建混凝土压力管道进行各种老化 加 固处 理和新建工程 中推广使用 。 参考文献 1 J G J T 2 5 92 0 1 2混 凝 土结构 耐 久性修 复 与防 护技 术规 程 S 2 D L T 5 1 9 3 2 0 0 4环氧树脂砂浆技术规程 S