丙乳砂浆在窑里水库混凝土缺陷加固处理中的应用.pdf

水利建设 与管理 2 0 1 1 年 第 1 期 丙乳砂浆在窑受水库混凝士 缺陷加固处理中的应用 邓 发如 ( 江西省新干县窑里水库管理局 3 3 1 3 1 4 ) 【 摘要】 丙乳砂浆是一种新型的护面修补材料， 具有优异的粘结、 抗裂、 防水、 防氯离子渗透 、 耐磨、 耐老化等性能。 本文结合丙乳砂浆在窑里水库溢洪道混凝土边墙、 泄槽底板、 护坦混凝土缺陷处理中的应用， 阐述丙乳砂浆施工方 法， 旨在为类似工程施工提供 一点借鉴。 【 关键词】 丙乳砂浆混凝土缺陷加固处理 1 工程概述 窑里水库位于江西省新干县城上 乡河陂村 ，距新干 县城 4 5 k m， 坝址 以上控制流域面积 7 4 2 k m 2 ， 水库总库容 3 8 3 0万 m3 ， 灌溉面积 3 4 1 3 h m 2 ， 电站装机容量为 4 ( ) 0 0 k w， 是一座以灌溉为主， 兼有防洪 、 发 电、 养殖等综合效益的 中型水库 。 水库 于 1 9 6 5年 8月动工兴建 ， 至 1 9 7 1 年春竣工 ， 由 于当时正处 于文革期 间，施工过程断断续续 ，属典型的 “ 三边” 工程 ， 大坝质量先天不足， 在运行 中逐步暴露 出较 多的安全 隐患， 严重威胁坝体运行安全和正常发挥效益 ， 被水利部列为病险水库。 经过 多年运行 ， 溢洪道混凝土边墙 、 泄槽底板 、 护坦 混凝土形成麻面 、 孔洞 ， 出现裂缝 、 表 面剥蚀 、 水质侵蚀 、 冲磨 、 空蚀 、 钢筋锈蚀等老化缺陷 ， 影响溢洪效果 ， 缩短水 工混凝土建筑物的使用寿命 ，影响到工程经济效益和社 会效益。 该工程设计用丙乳砂浆对溢洪道混凝土边墙 、泄槽 底板 、 护坦混凝土缺陷进行加固处理 。 2 丙乳 砂浆特性 丙乳是丙烯酸酯共 聚乳液 的简称 ，是一种高分子 聚合物 的水分散体 ， 是一种水泥改性剂。作为化 工耐腐 蚀 材料 ， 加入水泥砂浆后 为聚合物水泥砂浆 ， 属于高分 子聚合物乳液改性水 泥砂浆 ， 适用 于水 利 、 公路 、 工业 及 民用建筑等钢筋混凝土结构 的防渗 、防腐 护面和修 补 工程 。 丙乳砂浆中聚合物膜弹性模量较小，它使水泥浆体 内部的应力状态得到改善 ，可以承受变形而使水泥石应 力减少 ， 产生裂缝 的可能性也减少 ， 同时聚合物纤维越过 微裂缝 ， 起 到桥架作用 ， 缝间都有聚合物纤 维相连 ， 所形 成的均质聚合物框架 ， 作为填充物跨过已硬化的微裂缝 ， 限制微裂缝的扩展 ， 微裂缝 常在聚合物膜较多处消失 ， 显 示出聚合物 的抗裂作用 ； 另外 ， 聚合物有减水作用 ， 使砂 浆的水灰 比减小 ， 聚合物膜填充了水泥浆体的孔隙 ， 切断 了孔隙与外界 的通道 ， 起到密封的作用。 丙乳砂浆与普通砂浆相 比， 具有极限拉伸率提高 1 3 倍 ， 抗拉强度提高 1 3 5 1 5 倍 ， 抗拉弹模降低 ， 收缩小 ， 抗裂性显著提高 ， 与混凝土面 、 老砂浆及钢板粘结强度提 高 4 倍 以上 ， 2 天吸水率降低 l 0 倍 ，抗渗性提高 1 5 倍 ， 抗氯离子渗透能力提高 8 倍以上等优异性能 ，使用寿命 基本相同， 且具有基本无毒、 施工方便、 成本低， 以及密封 作用 ， 能够达到防止老混凝土进一步碳化、 延缓钢筋锈蚀 速度、 抵抗剥蚀破坏的目的。 3 丙乳砂浆施工工艺及方法 3 1 丙乳砂浆原材料和配合 比选用 水泥宜采用 P 0 3 2 5以上级普通硅酸盐水泥 ； 砂子为 粒径小于 2 5 ra m的当地河砂 ，砂子的细度模数为 1 6 ， 为 细砂 ， 要求过筛 ； 聚合物丙乳 的固体含量为 3 9 4 8 ， 砂 浆用水总量应考虑丙乳中的含水量。 丙 乳砂浆配合 比： 灰砂 比 1 ： 1 1 ： 2 ； 灰乳 比 1 ： O 1 5 1 ： 0 3； 水灰 比 0 4左右。打底和最 后刷面层采用的丙乳 7 0 邓发如 丙乳砂浆在 窑里水库混凝土缺陷加 固处理 中的应 用 净浆配合 比为 1 k g 丙乳加 2 k g 水泥 。 3 2 施工方法 3 2 1 丙乳砂浆拌制 将水泥和砂子拌均匀 ，再加入经试拌 确定的水量 及丙乳 ， 充分拌 和均匀 ， 拌和过程 中不能随意扩大水灰 比。每 次拌制 的丙乳砂浆 ， 要求能在 3 0 4 5 m i 内使用 完， 不宜一次拌和过 多数量 ， 一次拌 和量 以控制在 l O k g 水泥为宜。 3 2 2 施工过程 a 施工前需将 旧混凝土剥蚀层凿除 ，凿除厚度为 3 e m， 在凿毛的旧混凝土表面 ( 简称基面 ) 用高压水冲洗 干净。 b 施工前先对露钢筋表面进行处理 ，对钢筋进行除 锈处理后刷 2遍红丹油漆后用 MI O砂浆批挡恢复至原有 断面。 然后用钢丝 J g ,J 除混凝土表面浮层的污物、 尘土和 松软 、 脆弱部分( 有油漆等油脂污染部位用丙酮洗刷 ) ， 特 殊部位应用钢钎打毛 ， 然后用清水 冲洗干净 、 润湿 ， 施工 前应使混凝土表面处于面干饱和状态 。 c 待基面无积水呈潮湿状时，先于基面涂刷一层丙 乳胶净浆 ， 要求净浆涂布均匀， 无漏涂。 d 净浆涂刷后立 即分层抹压丙 乳砂浆 ， 每层厚度 控制在 5 ra m左右 。抹压时采用倒退法进 行 ， 即加压方 向与刚建砂 浆层 前进 方 向相反 ，要求 丙乳 砂 浆层密 实 ， 表面平 整光滑 ， 砂 浆铺 筑到位 后 ， 用力压 实 ， 随后 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 。 e 施工缝保持原有 旧混凝土施工缝位置，各小块之 间不设施工缝 。为避免旧混凝土施工缝开合变形引起砂 浆开裂 ， 在旧混凝 土施工缝处铺设 1 8目钢丝网以增强该 部分的砂浆抗拉强度 。 整个板面铺筑完成后， 用切割机锯 缝并浇灌沥青的方式制作伸缩缝。 丙乳砂浆抹压后约 4 h ( 表面略干后 ) ， 采用农用喷 雾器进行水喷雾养护或用薄膜覆盖 ， 养护 l 天后再用毛 刷在面层刷 1 道丙乳净浆 ， 要求涂匀 、 密封 ， 待净浆终凝 结硬后继续喷雾养护 ，使砂浆 面层始终保持潮湿状态 7 天。 在阳光直射或风 口部位 ， 注意采取合理的遮阳和保湿 措施。 4 质量控制措施 a 施工 前应根 据 现场水 泥和砂 子及 施工 和易性 要 求通过试拌 确定水灰 比 ， 丙乳 砂浆应尽 量选用小水 灰比。 b 为防止大面积施工造成收缩裂缝 ，施工前将板面 划分成若干个单元 ，每个单元再划分成 3 m x 6 m小块 ， 各 小块 四周铺设纤维板条作 为工作面模板及层面整平导 轨 ， 层面整平用 3 5 m长直尺刮平 ， 纤维板条高程 即为整 个加 固板面设计高程。 c 丙乳砂浆要分层摊铺 ， 每层厚度 1 5 。 m， 第一层为 整平层 ， 第二层为加强罩面层 ， 每层均需用木抹子拍实抹 平 ， 加强罩面层用铁抹子抹光。 为增加整平层和基底的粘 结强度 ， 施工人员穿胶靴在摊铺好的砂浆层上踩踏一遍 ， 然后再用木抹子拍实抹平 。 d 抹光操 作 0 5 h后 ， 砂浆 表面成膜 ， 立 即用塑料 薄膜覆盖 。待砂浆终凝后 ( 约 4 h ) ， 即进行喷雾养护并 覆盖塑料薄膜 ， 养护时 间为 3天 ； 之 后进行洒水 养护 ， 养护时间为 7天 ； 7天后 自然干燥养护 。 5成 果 分 析 5 1 强度检验 此次丙乳砂浆加固工程完成 2 7 5 0 0 m 2 ， 共取样 6 5 组 ， 养护 9 0 天后送实验室检验 ， 6 5 组砂浆试块 9 0 天养护平 均抗压强度 为 2 9 6 5 MP a ， 均方差 为 1 4 3 MP a ， 离差系数 为 0 0 8 。 5 2 外观质量 自砂浆铺筑施工完成至今 ， 溢洪道混凝土边墙 、 泄槽 底板 、 护坦混凝土表面完好 ， 无剥离 、 剥落现象。 5 _ 3 成果分析 通过实地检验 ，用丙乳砂浆加固修补窑里水库溢洪 道混凝土边墙 、 泄槽底板 、 护坦混凝土是成功 的。证明丙 乳砂浆性能优 良、 施工简便 、 易于掌握 ， 是一种优 良的薄 层修补材料 ，可用于混凝土的表面密封防护防碳化防氯 离子侵入处理 、 混凝土建筑物防渗漏处理 、 其他建筑物 的 破坏修补。 6 结语 工程实际应用表明，丙乳砂浆用作溢洪道底板的加 固施工是可行 的， 具有性能优 良、 施工简便 、 技术易于推 广等优点 ， 是一种 良好的薄层修补材料 ， 可在水工建筑物 防冲蚀、 防渗漏工程中发挥其应有的作用 ， 为江西省已建 水工混凝土建筑物进行各种老化加固处理和新建工程提 供一种选择。