丙乳水泥砂漿在海堤水閘修補(bǔ)中的應(yīng)用

□林開善

秦嶼海堤位于福建省福鼎市秦嶼鎮(zhèn)東側(cè)，地處外海，面臨東海，受地理位置和氣候影響，臺風(fēng)暴潮、暴雨港水等災(zāi)害頻繁，兩堤段設(shè)有排擋潮閘二座16孔，水閘凈寬54.2m，控制上游流域面積122.92km2，水閘始建于上世紀(jì)70年代初，運(yùn)行至今已有30多年。由于海堤水閘常年處于海水與海霧環(huán)境中，鋼筋混凝土構(gòu)件普遍存在面層剝落，鋼盤銹蝕，底梁混凝土順筋膨脹開裂等現(xiàn)象，特別是朐墻的受力主梁出現(xiàn)多條長短不一的裂縫。最大的裂縫寬達(dá)2cm，嚴(yán)重威脅水閘安全運(yùn)行。為延長水閘工程運(yùn)行年限，應(yīng)用南京水利科學(xué)研究院材料結(jié)構(gòu)研究所研制的丙烯酸共聚乳液水泥漿(簡稱丙乳水泥砂漿)，完成水渭二座16孔面積1120m2的胸墻、閘板、工作大梁、交通橋底面板等鋼筋混凝土構(gòu)件的防腐處理。經(jīng)過幾年運(yùn)行檢查，丙乳砂漿與原混凝土粘結(jié)牢固、無裂痕、無脫落、無銹跡出現(xiàn)，表面平整，敲擊無空殼聲，起到了密封作用，效果良好。

一、丙乳水泥砂漿主要性能

丙乳水泥砂漿是一種新型的水泥基復(fù)合材料。將少量有機(jī)聚合物摻入新鮮水泥砂漿中，聚合物乳液在水泥水化時失水形成聚合物膜，與水泥漿體融為連續(xù)相，改善了硬化水泥砂漿的物理結(jié)構(gòu)及內(nèi)應(yīng)力，減少了裂縫出現(xiàn)的可能性。同時聚合物纖維越過微裂縫，起到架橋和填充作用，限制了裂縫的蔓延，切斷了外界的通道，填充了空隙，提高了丙乳砂漿的抗裂性能、粘結(jié)強(qiáng)度、抗碳化、抗?jié)B、抗氯離子滲透能力。

丙乳水泥砂漿與老混凝土有較好的粘結(jié)強(qiáng)度，可以在未經(jīng)打毛的舊混凝土表面進(jìn)行涂刷、噴涂，并且不要求長時間的潮濕養(yǎng)護(hù)，這對養(yǎng)護(hù)條件差、表面處理困難的各類建筑物的修補(bǔ)十分有利。與普通水泥砂漿相比，丙乳水泥砂漿密實性高，吸水率小，抗?jié)B、抗碳化、抗氯離子滲透能力強(qiáng)，這對保護(hù)鋼筋免遭腐蝕十分有利。與環(huán)氧砂漿相比，丙乳水泥漿溫度適應(yīng)性好、熱膨脹靈敏、收縮變形小、與混凝土彈性模量相近；同時施工方便，毒性小，不會污染環(huán)境，對操作人員健康沒有危險；成本低(僅為前者的30%)，在基面潮濕的環(huán)境中可以施工，且工藝簡單，可以人工抹面或機(jī)械噴涂。

2.1表 丙乳水泥砂漿材料配合比

二、丙乳水泥砂漿在秦嶼海堤水閘工程修補(bǔ)中的應(yīng)用

(一)丙乳水泥砂漿配制

丙乳水泥砂漿配制原料及配合比見表1。砂先沖洗晾干，原材料嚴(yán)格量比。砂漿配制應(yīng)根據(jù)工程實際情況確定施工配合比。

配制過程如下：水泥與砂子先干拌均勻，再倒入乳液，加適量水進(jìn)行拌和。拌和后的砂漿宜在30min～40min內(nèi)(視天氣情況)使用完畢，因此一次拌和25kg水泥為宜。

(二)基面處理

為增加丙乳砂漿與底基的粘結(jié)力，應(yīng)對基面進(jìn)行處理。

1.建筑物基面處理。人工鑿除底梁、胸墻裂縫混凝土碳化層至肉眼看不到裂縫及沒有空殼聲的表層；因鋼筋銹蝕引起脹裂的裂縫應(yīng)鑿除到鋼筋無銹處，并對鋼筋銹蝕部分進(jìn)行除銹；鋼筋銹蝕嚴(yán)重的，用氣割切除，現(xiàn)換新鋼筋，并用電焊焊牢；混凝土表層用鋼絲刷與手提電動磨機(jī)磨毛或人工鑿毛，并采用高壓水槍沖洗干凈，進(jìn)行防腐處理。基面保持25h混凝土飽和面干狀態(tài)。

2.水下鋼筋混凝土閘板基面處理。先清除閘板表面的蜊殼、海泥淤積物、苔蘚等，再進(jìn)行人工鑿毛或手提電動磨機(jī)磨毛，采用高壓淡水沖洗1次。待面干稍帶濕潤時，即可進(jìn)行噴涂或涂刷準(zhǔn)備。

3.丙乳水泥砂漿噴涂施工工藝

噴涂工藝為濕噴法。主要設(shè)備為擠壓式灰漿泵、無攪拌裝置的帶振動篩料斗、噴粉機(jī)、砂漿攪拌機(jī)。砂漿的配合比如下：

425普通硅酸鹽水泥：中砂：丙乳：水=1:1.5～2.0:0.25～0.30：適量丙乳水泥砂漿噴涂設(shè)備由0.6m3空壓機(jī)、噴槍及高壓管組成。在噴涂砂漿前，基底表面24h潮濕但不積水，先用丙乳：水泥1:2配的丙乳，噴涂厚度一般不小于5mm，我市海堤水閘構(gòu)件噴涂厚度8mm～10mm。施工氣溫5℃～30℃為宜，不宜雨天施工。主要采用立噴與仰噴，一次噴涂厚度2mm～3mm，分層施工。先用灰乳比1:0.6凈漿涂刷打底，15min后開始噴涂第一層，前一層觸干時進(jìn)行下一層施工。施工人員正面與噴涂面保持20cm～30cm的距離，噴涂壓力6kg/cm2～10kg/cm2。胸墻噴涂要根據(jù)潮位適時進(jìn)行，以立噴操作為主，自上而下進(jìn)行。閘板噴涂應(yīng)在副閘門板關(guān)閉后進(jìn)行。一般應(yīng)把閘板吊起懸空，立噴操作自下而上進(jìn)行，選擇小潮時進(jìn)行為佳。

4.養(yǎng)護(hù)

丙乳水泥砂漿抹面收光后，為提高修補(bǔ)質(zhì)量，噴涂表面達(dá)到觸干即要噴霧養(yǎng)護(hù)或覆蓋塑料薄膜、草袋養(yǎng)護(hù)7d，再自然養(yǎng)護(hù)21d之后才能承載。潮濕養(yǎng)護(hù)期間如遇寒潮或雨天要加保濕覆蓋。閘板噴涂后，須懸吊晾干，經(jīng)72h才能運(yùn)行、浸泡海水。若氣溫較高，還應(yīng)每2h～3h進(jìn)行一次噴霧養(yǎng)護(hù)，經(jīng)72h養(yǎng)護(hù)后才能進(jìn)入海水中，保持7d靜止才能啟閉運(yùn)行。

5.質(zhì)量控制與管理

(1)為保證丙乳水泥砂漿施工質(zhì)量，參與材料、配料操作人員必須是責(zé)任心強(qiáng)的熟練技術(shù)工人。施工前必須進(jìn)行試拌、試噴練習(xí)。

(2)拌制丙乳砂漿要求使用425#以上普通硅酸鹽水泥。

(3)噴涂的丙乳水泥砂漿面層應(yīng)完好無損，與基層粘結(jié)牢固、無空殼聲。

(4)每臺班要做好施工紀(jì)錄(地點(diǎn)、氣溫、原材料品種、質(zhì)量、砂漿、配合比等)。

6.運(yùn)行情況

秦嶼海堤水閘、胸墻、底梁、縱梁應(yīng)用丙乳水泥砂漿噴射壓抹、噴涂，進(jìn)行防腐修補(bǔ)加固后，至今已運(yùn)行6年多。現(xiàn)場檢查表明，丙乳砂漿與原混凝土粘結(jié)牢固密實，敲擊無空殼聲，無裂縫、脫落現(xiàn)象，表面平整，外海面水下鋼筋混凝土構(gòu)件無銹跡出現(xiàn)，起到了較好的密封防腐作用，工程運(yùn)行良好。