监理必读：某水库丙乳砂浆在加固工程中的应用.doc

渡槽加固维修技术及丙乳砂浆在混凝土表面加固工程中的应用

摘要：文章通过总某水库灌区衡岳渡槽加固维修的成功经验阐述了混凝土表面加固技术及丙乳砂浆在混凝土表面加固中的设计配合、配合比的调整，及其改性机理和丙乳砂浆的施工方法、施工后的外观效果及检测结果。可在混凝土表面加固处理中使用和推广。

关键词：渡槽砼老化 加固维修技术 丙乳砂浆 丙乳砼

一、工程简介
**渡槽位于**水库灌区左干渠**支渠，为简支矩形槽，全长736米，设计流量0.7m3/s,排架为钢筋砼井字型、H型二种，最高排架44.8米，渡槽于1976年修建，当时由于受国民经济的制约，国家投入少，工程设计标准低，技术力量薄弱，施工质量差，加之经过近三十多年的运行，出现槽身和排架砼老化脱落、钢筋外露锈蚀、裂缝渗水等问题， 2003年拟对**渡槽进行加固处理，经过对衡岳渡槽进行仔细全面的检查，发现主要存在以下几个方面的问题：
1.槽身砼质量差，特别是底板砼松散、破碎、空洞脱落严重。如有的底部表层深度3—5cm的砼轻易敲打即落，有的底部两侧已经脱落掉块，有的底板沿纵向受力筋方向存在净空5—10cm，长20—100cm的连续空洞，钢筋完全架空，致使锈蚀严重，有的已错断。
2.槽身底板钢筋无保护层，钢筋外露，严重锈蚀。
3.槽身砼不密实，渗漏严重，外表有明显的锈水痕迹。
4.槽身裂缝，槽身侧墙顺水流方向的施工缝，侧墙下部的竖向或斜向缝，顺受力钢筋锈蚀严重引起的锈胀缝，还有槽身底部的横向裂缝严重的有全断面的贯穿性裂缝。

5.预制吊装的排架立柱断裂弯曲，因排架高，吊装时难度大，局部受损伤，没有及时处理，经过多年的运行和风力作用影响，产生变形。
6.预制的排架立柱地模一侧砼松散不密实，破碎脱落，钢筋外露锈蚀最严重的砼松散深度达3—5cm，普遍出现顺钢筋裂缝，有的已顺钢筋落掉块。
7.现浇排架的钢筋保护层不够, 砼浇筑不密实, 引起钢筋锈蚀, 砼脱落。
8.部份槽身端部底板与排架牛腿接触部位边角压碎脱落，钢筋锈蚀。
二、整修技术方案
1．对槽身全断面渗水和底板裂缝的采用丙乳砂浆修补的办法处理。其修补面拟定为：槽身内修补湿周面，底部裂缝修补宽度为20cm。
2．对钢筋严重锈蚀剥落，但能承担整修时施工荷载的槽身采用增加钢筋砼底梁的处理方案。槽身底部受力钢筋的砼因钢筋锈胀所致整垮开裂，受力筋严重锈蚀，在裂缝砼清理后，如裂缝过多，钢筋除锈后用游标尺检测截面，若减少过大，认定不能满足设计荷载的槽身作增加钢筋砼底梁的处理方案。
3．对槽身底板钢筋无保护层，采用丙乳砼充填的处理方案。在施工中，严格清除钢筋部位表层松散的砼后，进行钢筋除锈和基面清洗，检测钢筋截面和裂缝分析，认定钢筋锈蚀和裂缝不太严重，即在受力钢筋底部安装充填丙乳砼平模板，模具定位固接后喷涂丙乳净浆，浇筑砼，其施工程序和质量要求同新增钢筋砼底梁一样，达到了钢筋防锈目的。
4．对底部裂缝渗水的槽身作内侧防锈补强处理。我灌区左干渠上的渡槽槽身断面较大，宽度一般为2m左右，横向裂缝发生比较多，放水时沿缝渗水成滴，为解决这一问题我们采用XT—831贴补裂缝的处理方案，在施工中采取整体面为一布两胶，裂缝处两布三胶工艺施工，做到了胶料铺设厚薄均匀，粘贴玻璃纤维布时内无气孔，粘贴牢固，达到了防渗补强的效果。
5．对钢筋严重锈蚀剥落，已不能承担施工荷载的槽身予以更换。
6．对排架砼松散，钢筋锈胀裂面采用丙乳砂浆修补的方案处理。其修补面拟定为：砼松散面，钢筋锈胀裂缝面，钢筋无保护层面进行修补，不作全断面包裹，其施工方法和质量要求同槽身丙乳砂浆。
7．对断裂、弯曲、钢筋锈蚀严重的排架，采用钢筋砼加大断面的处理方案。
三、施工工艺
1. 丙乳
丙乳是一种高分子聚合物的水分散体，加入水泥砂浆后成为聚合物水泥砂浆，具有优异的粘结、抗裂、抗冻、防渗、防腐、抗氯离子渗透、耐磨、耐老化等性能。
1.1丙乳的特点
1）.防水效果好。水泥改性剂与普通水泥、砂子配制成聚合物砂浆，直接与基层构成完整的防水体系，能适应各种结构。与普通水泥砂浆相比，密实性显著提高，2天吸水率降低10倍，抗渗提高1.5 倍，抗氯离子提高8倍以上。
2）.机械性能好。聚合物砂浆比普通水泥砂浆抗拉、抗折强度提高35%和50%, 极限引伸率提高1-3倍, 达700-900×10-6,弹性模量降低，收缩小，抗裂性显著提高，与老砂浆及钢板粘结强度提高4倍以上。
3）.防渗漏年限长。经2160小时碳弧灯紫外线加速老化，性能同普通水泥砂浆，已有20年的使用实例。
4）.抗蚀能力强。能耐2%硫酸，5%以下盐酸、硝酸及氢氟酸，耐氨水、尿素、乙醇、苯等化学介质腐蚀，能有效地防止空气中酸性氧化物的腐蚀及海水中氯离子和盐类的侵蚀。
5）.施工简单，维修方便。该产品常温施工，常温固化，施工速度快。
6）.无毒、无味、无环境污染，属绿色建材产品。

1.2性能指标
水天牌丙烯酸酯共聚乳液指标
表1

项 目
指 标
外观
微蓝乳白乳状液
固含量（%）
40 ± 1
粘度(25℃)S(涂- 4法)
11.5 — 12.5
PH值范围
2.0 — 4.0
5%钙离子稳定性
无絮凝、结块
安定性
合格

丙乳 : 水泥 : 砂子＝0.3 : 1 : 1掺和相同配比的砂浆指标比较
表2

项 目
指 标
凝固时间
初凝（min）
不早于15
终凝（ H ）
不迟于10

普通水泥
丙乳砂浆
抗压强度MPa
50
44.2
抗位强度MPa
5.5
7.6
抗折强度MPa
10.7
16.9
极限引伸率（×10-6）
228
558 — 900
抗拉弹性模量（×10-4）MPa
2.6
1.65
收缩变形（×10-6）
1271
536
与老砂浆粘结强度MPa
1.4
8.0
与钢板粘结强度MPa
0
0.9 — 1.6
渗水高度（mm）1.5Mpa水压，恒压24h
9.0
3.5
磨耗百分率（%）（双园柱园盘耐磨机）
5.38
3.97
快速碳化深度（mm）CO2浓度20%20天
3.6
0.8
盐水浸渍后氯离子渗透深度（m）
>20
1.0
碳弧灯全气候老化2160小时强度损失（%）
13
14
2天吸水率（%）
12
0.8
抗冻性（快冻循环）
1
>300

2.丙乳砂浆施工工艺
2.1根据工程要求选定适当的灰砂比及丙乳掺量，对防腐抗渗要求高的，应选1：1砂浆，丙乳掺量为水泥用量的25—30%，如渡槽槽身；对防腐抗渗要求较低者用1：2砂浆，丙乳掺量为水泥用量的15—20%，如渡槽排架。施工前根据现场水泥和砂子及施工难易性要求，通过试样来确定水灰比。水泥用425#以上普通硅酸盐水泥，不得有受潮或结块现象。砂子含泥量应低于2%，如槽身维修，则需过1.5mm筛的砂，如排架维修，则需过2.5mm筛的砂。水泥使用湘乡韶峰牌普通525#水泥，河砂从湘江河取到指定场地铺晒，过两道筛，入袋保管。
2.2施工前须清除基底层表面污物、尘土和松软、脆弱的砼，并对基面加以喷砂或人工凿毛（深度1—2mm），一般采用人工合金头“砍斧子”将基面凿成蜂窝状，钢筋进行除锈处理，然后用高压水枪清水冲洗干净。施工前应使待施工面处于饱和状态，但不应有积水，在薄层修补区的边缘宜凿一道3—5 mm深齿槽，增加修补面与老砼的粘结。
2.3丙乳砂浆拌制时，先将水泥、砂子拌均匀，再加入经试拌确定的水量和丙乳，充分拌和均匀，材料必须称量正确，尤其是水和丙乳，拌和过程中不能随意扩大水灰比。每次拌制的砂浆，要求在30—45分钟内使用完，不宜一次拌和过多数量。
2.4在涂抹砂浆时，修补面需先用丙乳净浆打底，用刷子涂抹，净浆配比为1kg丙乳加2kg水泥拌和成浆，在净浆硬化间，即铺筑丙乳砂浆。对于渡槽反底板（仰面）和槽身立面施工，涂层厚度超过7mm时，需分两次抹压，以免重垂脱空，砂浆铺筑到位后，用力压实，随后就抹面。注意向一个方向抹平，不要来回多次抹，不需第二次收光。修补面积较大时，可隔块跳开分段施工。

2.5渡槽老化破损，多为槽身底部两端砼剥落露筋，此处可用装模现浇砼处理，施工方法同上。对于槽身外侧部分砼脱块，可作局部的丙乳砂浆抹面。对于渡槽排架砼脱落不严重，可作局部的丙乳砂浆抹面处理。破损严重的可用装模现浇砼处理。在装模前，用丙乳精打底，砼中丙乳掺量为水泥用量的5—10%。
2.6丙乳砂浆表面略干后，宜用家用喷雾器喷雾养护，头天每隔三小时一次，一昼夜后，每隔五小时一次，养护七天即可自然干燥。在阳光直射或风口部位，应注意遮阳、保温。
2.7渡槽维修施工时，在气温超过35℃时不宜施工，可选择清晨和傍晚低温时施工，同时加强养护。
2.8所有施工工具都应在施工前后清洗干净，施工完毕后更要及时清洗。

四、成果分析
通过两年的运行观察，加固部位无脱块、无龟裂现象，原来漏水的湿润痕迹已消失，经过破坏性检查，新老砼上下结合，钢筋粘接牢固可靠，丙乳作水泥改性剂用于钢筋砼维修，效果非常好。其防渗效果良好，粘接性能强，抗冻耐寒性强，不惜为钢筋砼老化加固处理的一条好途径。