模板布在睢寧二站工程中的應用

范長濤 孫丹丹 鄧桂華 馬青坡

一、工程概況

南水北調睢寧二站工程位于徐州市睢寧縣境內的徐洪河輸水線上，是南水北調東線工程的第五梯級泵站。工程主要任務是與睢寧一站共同實現向駱馬湖調水100 m3/s的目標，與中運河共同滿足向駱馬湖調水275m3/s的目標。工程批復總投資24085萬元。

該工程混凝土工程量較大，僅泵站站身混凝土工程量就達16000m3，工程質量目標是優良工程，混凝土除達到設計的強度、耐久性外，對工程外觀質量也有很高的要求。為進一步提高混凝土施工質量，在站身底板側面，特選用模板布試驗，驗證使用模板布對混凝土性能和外觀質量的提高效果。試驗用模板布是河海大學提供的滲水透氣養護多功能模板布。

二、模板布的特點和工作原理

該工程使用的滲水透氣養護多功能模板布是親水性的纖維組織，由精細的聚丙烯纖維以一種非結構的順序針織在一起。多功能模板布具有復合的二層功能，表層（稱過濾層）光潔、致密，具有微細小孔，平均孔徑為30～35μm，與混凝土接觸能透過水和空氣而阻止水泥顆粒通過；毛面層（稱墊料層）與模板接觸，厚度約1.5mm，具有保水透氣的性能，保水能力大于0.45L/m2，排水能力大于 3L/m2，多余的水分滲出，氣體透出，只保留適當的水分，使混凝土處于潮濕的環境當中。

使用時將模板布的毛面層粘貼在模板上，澆筑時混凝土中多余的水分、氣泡穿過多功能模板布的過濾層進入墊料層，氣泡從墊料層中逸出，泌出的水一部份涵養在墊料層中，多余的水分沿模板布外沿滲出，使混凝土表層水灰比（W/C）值降低，混凝土變得更加致密、堅實，提高了混凝土的強度和耐磨力；混凝土的致密性減少了內外部的物質交換，從而提高了構件的耐久性。模板布具有均勻分布的孔隙，水能通過滲透和毛細作用經透水模板布均勻排出，不形成聚集，有效減少砂斑、砂線等混凝土表面缺陷的產生；氣泡逸出后出現砂眼的機會也明顯減少。在混凝土養護期間，模板布還可以保持較高的溫、濕度，能夠減小混凝土內外溫差，保持連續濕潤養護的效果，將裂縫風險和微小裂縫的產生減到最小。模板布排水原理見圖1。

透水模板布的排水量取決于混凝土澆筑塊的高度和混凝土的配料。透水模板布從任何一種可塑性混凝土中，都要排出相當數量的水分。模板布本身不會把水吸出來，是依靠混凝土的自重把水壓到外邊，結構物越高，液壓越大，排水效果越明顯，見圖2。在大體積混凝土澆筑時使用模板布效果更加明顯。

三、模板布的使用方法

多功能模板布施工簡單方便，適用于鐵質模板、竹膠板、木質模板等各種類型模板，粘貼一次可多次重復使用。操作步驟如下：

（1）清理模板。用鏟刀、砂紙等除去模板表面的銹跡、雜質，然后用水沖洗干凈，曬干或晾干備用。

（2）在清理干凈的模板上均勻噴涂一層專用膠，接縫和需要穿孔的地方適當多涂；約10min（膠中溶劑適當揮發）后，再鋪模板布。

圖1 模板布排水原理圖

（3）裁剪大小合適的模板布，將有毛絨的一面攤鋪到模板上，然后由中心向四周推壓平整，模板布不能有褶痕。在粘貼時讓四周各露出模板5cm，充分發揮其排水作用。在接縫處，后序粘貼的模板布先覆蓋前序模板布2～3cm，后將重疊部分用刀片裁剪掉，以保證混凝土表面平整度及外觀質量。

（4）晾置24h，使膠完全固化，隨后用塑料布蓋好備用，保持其表面清潔。粘貼好模板布的模板不需再涂任何脫模劑。

（5）安裝有模板布的模板在拼裝和存放時，應注意輕拿輕放，避免破損；如有破損，可進行修補。

（6）振搗混凝土時，應避免振搗器直接碰觸模板，應距離模板5～10cm，以免造成模板布破損。

四、實施效果

在睢寧二站站身底板水平止水下部試驗使用透水模板布，并與止水上部未使用模板布的部位進行比較。在混凝土澆筑時，模板因受混凝土壓力產生變形，縫隙變大，無模板布的模板縫隙處有少許漿液流出；而粘貼模板布的模板縫隙無漏漿現象，僅有清水流出。拆模后，發現止水下部的混凝土表面氣泡顯著減少，無麻面，無裂紋，顏色一致。在試驗部位鑿開一個深度達5cm的坑，后發現混凝土表面形成一層富含水化硅酸鈣的致密硬化層。

圖2 排水與澆筑高度的關系圖

在28d后使用回彈儀檢測混凝土強度，同一塊底板上，在未使用模板布的部位同一測區測點回彈值偏差較大，而使用模板布的部位測點回彈值較均勻，且數值普遍大于前者，說明混凝土均勻密實，強度提高。在40d后檢測混凝土碳化深度，使用模板布的部位不足1mm，說明抗碳化能力增強。

五、使用模板布的優點

通過對比，發現使用模板布有較多優點，主要有以下幾個方面：（1）減少混凝土表面砂眼、氣泡和裂紋；（2）提高混凝土表層密度，達到致密、堅實、均勻，抑制混凝土碳化反應，降低氯化物擴散系數，提高混凝土結構強度、耐久性；（3）使用模板布不需涂任何脫模劑，因無油類等殘余物，減少了微生物滋生的機會，從而減少了細菌與藻類的生長；（4）產品可重復使用，節約成本；（5）模板因不需直接接觸混凝土，周轉使用的次數也會相對增加；（6）使用多功能模板布可以減小混凝土表面光潔度，在需要作涂料施工前，不必作打沙工序。

六、模板布的重復利用

盡管模板布具有以上優點，但其周轉使用次數卻偏低：一般混凝土澆筑過程中模板布的周轉使用次數均不超過3次，國產模板布周轉使用次數甚至不超過2次。這種情況既浪費模板布材料、增加施工成本，同時也產生大量建筑垃圾，形成白色污染。為此，需采取一種成本較低、安全可靠的處理方法，以提高模板布的周轉使用次數。

造成模板布周轉次數低的主要原因是：水泥細小顆粒滲入模板布織物空隙內造成淤堵。顯然，淤堵后模板布的重復使用將會嚴重削弱其排滲效果，并導致混凝土表面外觀質量、強度和抗滲性能降低。

為此，可采用5%的工業鹽酸對淤堵后的模板布進行清洗。根據相關資料，清洗后的模板布滲透系數有顯著改善，同時也會引起纖維結構松散及材料的進一步老化，導致其主要力學性能參數均有不同程度衰減，但考慮工程應用特點，酸洗處理后的模板布可重復使用6次。

原理：水泥漿介質呈強堿性，模板布以聚丙烯為主要原料，具有耐強堿、耐強酸及穩定的化學性能。用工業副鹽酸來浸泡水泥漿淤堵后的模板布，可與堿性淤堵物發生中和反應，去除淤堵沉積硬化水泥漿。同時又不致嚴重影響模板布材料的力學性能。

七、結語

模板布在睢寧二站工程的底板混凝土澆筑試驗中取得了成功，在出水流道底板、水泵井筒等部位大面積使用。已澆筑完成的出水流道底板的混凝土表面無蜂窩和麻面，色澤均勻，表面平整密實，外觀質量好，混凝土強度高。通過以上表觀現象，可知混凝土的抗滲、抗凍、耐沖刷性能有所提高；鋼筋保護層的致密性必然提高了工程的使用壽命。對于水工混凝土，使用滲水透氣養護多功能模板布確是一種值得推廣的工藝