丙乳砂浆在窑里水库混凝土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 331314）

丙乳砂浆在窑里水库混凝土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 331314）

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。

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45km，坝址以上控制流域面积74.2km2，水库总库容3830万m3，灌溉面积3413hm2，电站装机容量为4000kW，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1965年8月动工兴建，至1971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1.35～1.5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10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.O32.5以上级普通硅酸盐水泥；砂子为粒径小于2.5mm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39%～48%，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∶0.15～1∶0.3；水灰比0.4左右。打底和最后刷面层采用的丙乳净浆配合比为1kg丙乳加2kg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30～45min内使用完，不宜一次拌和过多数量，一次拌和量以控制在10kg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3cm，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M10砂浆批挡恢复至原有断面。然后用钢丝刷刷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5mm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18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。

f.丙乳砂浆抹压后约4h（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1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3m×6m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3.5m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1.5cm，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0.5h后，砂浆表面成膜，立即用塑料薄膜覆盖。待砂浆终凝后（约4h），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27500m2，共取样65组，养护90天后送实验室检验，65组砂浆试块90天养护平均抗压强度为29.65 MPa，均方差为1.43MPa，离差系数为0.08。

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。