丙乳砂漿在水庫除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用探討

胡洪波

（湖南省水利水電施工有限公司，湖南 長沙 410007）

1 工程概況

邵陽市六都寨水庫始建于1975 年，1991 年關(guān)閘蓄水。前期以民工施工為主，后期轉(zhuǎn)為機(jī)械化施工，是一個(gè)典型的邊設(shè)計(jì)邊施工的“三邊”工程。六都寨水庫是一座以灌溉為主，兼有防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合功能為一體的大（Ⅱ）型水庫。工程建設(shè)過程中機(jī)械化施工應(yīng)用少、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)低，水庫關(guān)閘蓄水運(yùn)行以來，出現(xiàn)了庫內(nèi)蓄水散浸至大壩外坡，溢洪道閘墩開裂等“病、險(xiǎn)”情，嚴(yán)重影響水庫大壩正常運(yùn)行和工程效益的有效發(fā)揮，對(duì)水庫大壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固勢在必行。2002 年，水利部建管總站、水利部大壩安全管理中心以及湖南省專家組，對(duì)水庫大壩進(jìn)行了審查，評(píng)定為“三類壩”。

2 丙乳砂漿的特性

丙乳是一種乳白色藍(lán)光液體，固含量40±1%，pH值5～7 弱酸性，粘度10～15 S。丙乳砂漿的主要成份為丙乳、水泥及砂，是環(huán)氧樹脂砂漿的替代品之一。丙乳砂漿作為一種新型的混凝土建筑物的修補(bǔ)材料，其具有環(huán)氧樹脂砂漿無法比擬的低成本、耐老化、抗裂、抗收縮、易操作、工藝簡單及質(zhì)量容易保證等優(yōu)點(diǎn)。

3 丙乳砂漿在工程實(shí)例中的應(yīng)用

六都寨水庫溢洪道在大壩安全鑒定過程中發(fā)現(xiàn)溢洪道側(cè)墻開裂；溢流面碳化、氣蝕嚴(yán)重；砂漿抹面剝離等病險(xiǎn)情況。針對(duì)以上病險(xiǎn)的處理，長江委水利勘測設(shè)計(jì)院出具的《六都寨水庫除險(xiǎn)加固工程技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告》中分別明確了通過粘鋼、灌縫、表面鑿除、砂漿抹面等針對(duì)性處理措施。溢洪道側(cè)墻、溢流面混凝土防碳化處理面積達(dá)到10 800 m2，側(cè)墻裂縫灌漿310 m，閘墩裂縫粘鋼243.34 m2。

以前用于建筑工程后期修補(bǔ)的材料主要是環(huán)氧樹脂，環(huán)氧樹脂砂漿雖然有強(qiáng)度高、強(qiáng)度增長快、抗化學(xué)侵蝕的優(yōu)點(diǎn)，但其材料的力學(xué)性能與基底混凝土不相一致，時(shí)間一長，修補(bǔ)面往往會(huì)出現(xiàn)開裂剝落，不適用于潮濕面粘結(jié)、不耐老化，同時(shí)其施工環(huán)境、工藝要求高，成本較高。后期出現(xiàn)的丙乳砂漿成本低，可人工涂抹，工藝簡單，便于控制施工質(zhì)量，并適合潮濕面粘結(jié)，與基底混凝土膨脹系數(shù)基本一致，能有效克服龜裂、鼓包與剝落等缺點(diǎn)。在六都寨水庫溢洪道病險(xiǎn)處理的表面防碳化、裂縫灌漿中大量使用的改性劑就是WT-400丙烯酸酯共聚乳液，在閘墩粘鋼板中也作為填充、覆蓋涂層輔助使用，增強(qiáng)粘鋼部位抗裂、防腐、耐沖刷能力，尤其提高了粘鋼后期的粘結(jié)力。

4 施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 材料配比

漿體材料主要選用丙乳、水泥及中砂。通常按照水泥∶砂子∶丙乳∶水=1∶2∶0.25∶“適量水”的配合比例制丙乳水泥砂漿。以上配合比為參考值，為取得精確數(shù)據(jù)，干料和水的比例及丙乳摻入數(shù)量應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亓蠄銮闆r通過試驗(yàn)確定，以便找出最佳的漿體配比。其中水泥為P042.5 普通硅酸鹽水泥，砂子為中砂，水為普通弱堿性水。

4.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)

丙乳砂漿抹面厚度1.0～2.0 cm，最小厚度不應(yīng)小于1.0 cm；28 天抗壓強(qiáng)度40 MPa；28 天抗折強(qiáng)度13 MPa；28 天抗拉強(qiáng)度7 MPa；與老混凝土粘結(jié)強(qiáng)度5 MPa；抗沖磨強(qiáng)度8（hr/cm）；抗凍指標(biāo)F300。

4.3 砂漿的拌制

丙乳砂漿指導(dǎo)用量約為2.5 kg/m2（1 mm 厚），為避免材料的浪費(fèi)，每次拌制前應(yīng)粗略計(jì)算使用量，數(shù)量不宜過多。拌制好的砂漿要求在60 min 內(nèi)使用完畢。丙乳砂漿的拌制首先應(yīng)將水泥和砂按照配合比用量干拌均勻，然后再按配比用量依次一次性加入水和丙乳，人工或機(jī)械充分?jǐn)嚢杈鶆颉?/p>

4.4 施工方法

1）基底座處理：混凝土基底表面粗糙且碳化不嚴(yán)重時(shí)，無需進(jìn)行鑿毛處理。但仍然需清除浮土、浮漿、松動(dòng)層、油污等，必要時(shí)可用高壓水槍進(jìn)行表面沖洗干凈。

2）基面鑿毛清理：表面光滑、碳化嚴(yán)重時(shí)，施工前應(yīng)對(duì)基面進(jìn)行人工鑿毛（1.0～2.0 cm），并鑿除碳化松動(dòng)的混凝土，露出堅(jiān)硬新茬，再用高壓水槍清洗干凈。鑿毛過程造成的鋼筋外露應(yīng)及時(shí)進(jìn)行除銹、防銹處理。施工前應(yīng)使施工面充分濕潤。對(duì)于碳化程度不嚴(yán)重的區(qū)域也可采取鋼刷刷毛的方式進(jìn)行表面的清理。

3）接觸面處理：為增強(qiáng)原混凝土基面與丙乳砂漿之間的粘結(jié)力，混凝土基面在進(jìn)行沖洗、鑿毛工序后須涂刷界面粘合劑。按1∶2 的比例將丙乳與水泥配成凈漿，在原混凝土基面先涂刷一遍。涂刷要均勻，刷漿時(shí)要不斷攪動(dòng)防止水泥沉淀，待表面略干、凈漿未完全硬化前（時(shí)長約15 min）再進(jìn)行丙乳砂漿的涂抹。

4）抹面技巧：丙乳砂漿抹面應(yīng)按產(chǎn)品說明和設(shè)計(jì)要求分層施工，建議采用人工涂抹。每層厚度控制在5 mm 左右，涂抹時(shí)只能向同一方向壓實(shí)，不能反復(fù)來回多次壓實(shí)。溢流面采用平行水流方向分縫，側(cè)墻則采取垂直水流方向分縫，盡量與原混凝土基底分縫（施工縫）方向、寬度保持一致。每條分縫后的工作面寬度控制在1 m 左右。第一層涂刷完成后，手觸涂層不粘手時(shí)（達(dá)到初凝），才能進(jìn)行下一層施工。丙乳砂漿平鋪到位后，用力壓實(shí)并隨即出面，注意向同一個(gè)方向抹平，無需特意再次收光。第一層涂刷完成后，如特殊原因不能在60 min 以內(nèi)完成第二層的施工，在第二層施工前應(yīng)進(jìn)行刷毛處理。如果遇到施工區(qū)域有較大空洞時(shí)，可在空洞內(nèi)部先填充預(yù)縮水泥砂漿或細(xì)石混凝土，待達(dá)到齡期后再與其它區(qū)域同步進(jìn)行丙乳砂漿抹面施工。

5）養(yǎng)護(hù)：丙乳砂漿所有工序施工完成，表面略干后，可用塑料薄膜覆蓋。表面未干時(shí)不能采用灑水方式養(yǎng)護(hù)，否則未干透的丙乳將會(huì)滲出，造成表面發(fā)白，影響強(qiáng)度及粘結(jié)力。塑料薄膜覆蓋后第二天，采用噴霧器噴霧的方式開始濕潤養(yǎng)護(hù)，頻率控制在1～2 次/天，濕潤養(yǎng)護(hù)7 天，然后自然干燥21 天，便可投入使用。

6）注意事項(xiàng)：丙乳砂漿每次拌量不宜過多，成品須在60 min 內(nèi)使用完畢，如硬化后不能再加水調(diào)和。拌和過程中不可強(qiáng)烈攪拌，以免產(chǎn)生泡沫。每（一位工人）一層施工面積控制在15 m2左右，面積太大不利于第二層施工面的有效粘合。施工當(dāng)中應(yīng)分塊跳倉進(jìn)行施工，涂層要均勻，局部不得有漏涂、沉積現(xiàn)象。施工時(shí)要盡量避免雨、雪天氣，氣溫控制在5～30℃之間。

5 應(yīng)用效果

六都寨水庫除險(xiǎn)加固工程2010 年完工至今已經(jīng)10 年，經(jīng)丙乳砂漿處理的溢洪道未出現(xiàn)龜縫、剝落等情況，使下泄水流更為順暢，在一定程度解決了因水流紊亂造成混凝土表面氣蝕嚴(yán)重的問題。溢洪道混凝土碳化在一定程度得到有效延緩。

6 結(jié) 論

通過六都寨水庫除險(xiǎn)加固工程實(shí)地應(yīng)用，使用丙乳砂漿加固修補(bǔ)水庫溢洪道側(cè)墻、底板，同時(shí)將丙乳作為粘鋼、裂縫灌漿主要粘合劑是成功的。證明丙乳砂漿其成本低、工藝簡單、易于掌握，是一種性能優(yōu)良的表面修補(bǔ)材料，可用于混凝土表面防碳化處理、混凝土建筑物防滲防漏處理、大壩溢流面氣蝕、剝落修補(bǔ)。可進(jìn)一步在灌區(qū)續(xù)建配套節(jié)水改造、水閘除險(xiǎn)加固等工程的加固改造中廣泛推廣。