水泥基丙乳砂漿在水利工程加固修復中的應用

陳崢雄，方國甫，從厚樣

(湖北山江偉業建設工程有限公司，湖北 武漢 430070)

傳統的加固修復水利工程的方法主要是利用環氧砂漿修補或者水泥漿體進行修補，但是這兩種加固修復方法的效果不盡人意。為此，急需一種新型的加固維修方法，即利用水泥基丙乳砂漿對水利工程進行加固修復，以此來使水利工程更好的運行[1]。但是并不是所有的水利工程都可以利用水泥基丙乳砂漿來進行加固修復，水泥基丙乳砂漿只適用于對各種構筑物、混凝土結構物面層碳化、剝落的處理[2]。水泥基丙乳砂漿在加固修復水利工程時具有其自身所特有的工法特點，首先利用此工法加固修復水利工程不僅僅施工成本低，并且施工的功效還較高；其次，由于在施工時能夠在丙乳砂漿里面摻加一定的減水劑，它能夠有效的減少了單位用水量，進而使單位體積的砂漿重量減輕，從而有效的降低工人施工的勞動強度；除此以外，此工法還可以大面積的使用，從而幫助企業節省建筑材料[3]。

丙乳自發明以來便一直被應用到水工建筑物上面，但是由于受到一些制約因素的影響一直沒有被推廣大面積使用。如果將丙乳進行大面積的使用，那么則會大大增加丙乳的施工時間，致使施工工人的勞動強度增強[4]。本公司通過多次試驗研究，最終發現在攪拌丙乳砂漿時如果適當的摻入一些高效減水劑則能夠有效的改善砂漿自身的和易性，以此來延長其凝固時間，除此以外，還可以對已經凝固了的砂漿進行二次攪拌，這大大減少了原料、材料的浪費[5]。

1 水泥基丙乳砂漿的主要性能

水泥基丙乳砂漿屬于一種新型的、復合的水泥材料。把適當的有機聚合物摻入到水泥砂漿里面，此時，聚合物乳液就能夠在水泥水化的過程中逐漸失水并最終形成一種聚合物膜。將這種水泥基丙乳砂漿應用到水利工程的加工修復工作當中具有重要的效益[6]。其效益主要表現在經濟效益和社會效益兩方面。

其中經濟效益主要表現在三方面，第一，大面積丙乳砂漿修復混凝土表層，采用了摻加減水劑的丙乳砂漿修復表層混凝土省時、省力，提高了施工工效，縮短了施工工期，減少了人工費用與各項管理費用。第二，采用了摻加減水劑的丙乳砂漿修復混凝土表層，由于砂漿初凝時間延長，可以大面積施工，且稍干硬的砂漿經二次攪拌后，可繼續利用，不影響砂漿性能，減少了材料浪費，節省了建筑材料。原丙乳砂漿沒有摻加高效減水劑，每次拌合的砂漿只能用一小泥桶，約5公斤；而摻加了減水劑后，每次拌合量可以達到30公斤，工效增加了5倍，施工時間大幅縮短。第三，本工法應用于襄陽市引丹灌區續建與節水改造項目，共節省資金30萬元，若在更大面積的混凝土面層修復，節省的資金會更多[7]。

而社會效益與環保效益主要表現在由于本工法中的丙乳砂漿可以二次攪拌使用，避免了浪費，節約了水泥、砂、丙乳等，在取得經濟效益的同時，帶來了社會效益與環保效益。

2 水泥基丙乳砂漿在水利工程加固修復中的應用

2.1 水泥基丙乳砂漿配制

丙乳砂漿拌制的配合比按以下表的數據配制，其拌制過程大概需要3～5min，并且在拌制的過程中還需要密切的去關注砂漿的粘稠度。其中拌合用水采用潔凈的即可，且應符合SL 677—2014規定；水泥建議采用42.5MPa普通硅酸鹽水泥；砂采用含泥量小于2%的中細砂，細度模數2.0～2.5；丙乳，化學名稱為丙烯酸防水乳液。首先將水泥與沙子干拌直至均勻為止，然后在循序漸進的倒入乳液，同時還要加入適當的水同步攪拌。在攪拌完畢以后適當的放一些砂漿，水泥基丙乳砂漿配制也就配制完成，這些砂漿應該在30min內使用完畢。

2.2 水泥基丙乳砂漿噴涂施工工藝

水泥基丙乳砂漿噴漆設備是由0.8m3空壓機、高壓管以及噴槍組合而成的。其自身噴漆厚度一般都會控制在5mm以內，襄陽市引丹灌區水利工程的構件噴漆厚度大概在7～9mm之間，因此其施工氣溫最好控制在5～35℃之間。并且雨天不宜施工。除此以外，其噴漆方式主要采取仰噴和立噴方式，以此噴漆的厚度大概為3～4mm，并且還有進行分層施工。首先用乳灰按照1∶0.6比例的凈漿涂刷打底，待20min后在開始噴涂，首先噴涂第一層，等到第一次觸干之后在進行第二層噴涂。施工人員在噴涂時要與噴涂層面保持大概30cm的距離，并且其噴涂壓力也要控制在5～12kg/cm2之間。胸墻噴漆還要依據其潮位來進行，如果潮位適合才可以進行噴漆，其噴漆方式主要采取立噴方式，由上到下依次進行。

2.3 養護

在對水泥基丙乳砂漿進行抹面收光以后，還要繼續提高其修補質量。當噴漆表面快要觸干的時候要及時覆蓋塑料薄膜或者進行噴霧養護亦或者利用草袋進行養護，在之后在進行自然養護。在潮濕養護期間如果恰逢雨天或者寒潮，要及時進行加濕覆蓋，及時保護修復。除此以外，在對閘板進行養護時，要對噴漆后的閘板及時懸吊曬干，經過72h之后才可以運行使用，放入水中。如果當天氣溫較高，還應當及時進行噴霧，噴霧實踐大概為2～3h一次以此來進行養護，待等到72h以后方可放入水中運行[8]。

2.4 質量控制與管理

為了能夠確保水泥基丙乳砂漿的施工效率和施工質量，首先要用熟練的技術工人，全程參與到配料、材料的選擇和操作當中，并且在水泥基丙乳砂漿施工以前還要讓技術工人進行試噴與試拌的練習。除此以外，噴漆的水泥基丙乳砂漿面層還應該是完好無損的，它與基層也應該是無空殼聲、粘結牢固的。在施工的過程中，每臺班都要做好的施工記錄，比如質量、配合比、砂漿、原材料品種、氣溫和地點等[9]。

2.5 運行情況

大面積采用丙乳砂漿修復混凝土面層工法在襄陽市引丹灌區續建與節水改造工程2015年度項目中的得到應用。

(1)工程概況

襄陽市引丹灌區續建與節水改造工程2015年度項目涉及使用大面積丙乳砂漿修復混凝土面層工法的施工區域為總干渠排子河渡槽(44+736—49+056)、馬張河渡槽(59+557—60+397)；四干渠河里吳渡槽(3+465—3+615)；涉及渡槽全長5310m，渡槽底寬3m，渡槽墻身高2.8m，實際施工面積為44604m3，歷時55天。

(2)施工情況

在首次使用大面積丙乳砂漿修復混凝土面層工法的施工中，對有關各崗位操作人員進行培訓、技術交底，有關施工人員很快掌握該施工工法[10]。

在渡槽內壁混凝土面層修復時，采用了摻加減水劑的丙乳砂漿，效果較為明顯，主要體現在：一是節省了較多的建筑材料原計劃水泥、砂、丙乳用量分別2230、3345，446t，實際用量分別1372.5、1842.2，256.8t節省材料30%多；二是施工工效較快，原計劃180天完工的渡槽內壁混凝土面層修復，結果僅55天完成。

(3)施工效果及評價結果

經過對比試驗，不摻加減水劑的丙乳砂漿拉拔試驗后的粘結強度為1.2MPa，而摻加了減水劑的丙乳砂漿的粘結強度平均為2.73MPa；對比組的粘結強度為1.62MPa。工程施工質量控制到位，質量評定情況良好，工程質量滿足業主及設計要求。

3 結語

綜上所述，將水泥基丙乳砂漿運用到水利工程加固修復中采用了摻加減水劑的丙乳砂漿修復表層混凝土省時、省力，大大提高了施工工效，同時又縮短了施工工期，也減少了人工費用與各項管理費用；利用摻加減水劑的丙乳砂漿修復混凝土表層，砂漿初凝時間的延長，因此可以大面積施工，且稍干硬的砂漿經二次攪拌后，仍可繼續利用，不影響砂漿性能，減少了材料浪費，節省了建筑材料。目前，它已成功在襄陽市引丹灌區續建與節水改造工程2015年度項目和襄陽市引丹灌區續建與節水改造工程2017年度項目這兩個項目中得到應用。因此，此工法值得推廣和使用。