丙乳砂浆防碳化修复技术在坝体廊道除险加固中的应用

熊爱华

(铜鼓县水利局，江西 铜鼓 336200)

混凝土碳化指标是评价水工建筑安全运行的重要内容之一，若混凝土浇筑不密实，则容易产生钢筋锈蚀、剥落等现象，从而缩短水工建筑物使用寿命。目前，表层防碳化处理一般采用高分子化学涂料或掺用化学材料的砂浆，效果一般都能够达到设计要求。随着对表层处理技术的不断深入研究，现在材料的耐久性、经济性及可操作性都有很大提高。通过现场开展生产性试验，进行浆材配制及浆体凝结性能测试，确定适合大塅水库除险加固工程的丙乳砂浆配合比方案参数，从而优化了丙乳砂浆配合比设计方案，较好地处理了坝体廊道表层碳化安全隐患。

1 工程概况

大塅水库位于江西省铜鼓县城东北的大塅镇太平村，距县城32km，为修水上游支流山口水的第一梯级，坝址以上控制流域面积610.45km2，工程等别为Ⅱ等。水库枢纽建筑物主要由主坝、副坝、放空底孔、引水隧洞等建筑物组成，总库容1.18亿m3，正常蓄水位212.00m，校核洪水位214.38m，电站装机容量12.8MW，是一座具有防洪、灌溉、供水、发电、旅游等综合功能的大(2)型水库。大塅水库自1990年蓄水运行以来，发挥了很好的防洪、灌溉、发电等综合利用效益。

大塅水库坝体廊道全长308m，廊道内为钢筋混凝土结构，断面为城门洞形，宽2.5m，高3.5m，顶圆弧半径1.25m，河床段廊道底板高程175.0m，廊道底板两侧有排水沟。大塅水库经过了20多年运行，出现了诸多安全隐患。各坝段廊道内混凝土存在不同程度的局部剥蚀和蜂窝麻面，贯穿性环、纵向裂缝，析钙严重，有锈水渗出、混凝土碳化严重等问题，对水库大坝运行构成一定的安全隐患，需要进行除险加固。

针对坝体廊道出现的安全隐患，采用丙乳砂浆进行混凝土表面防碳化处理。

2 丙乳砂浆防碳化修复技术施工工艺

丙乳砂浆防碳化修复技术施工工艺特点是聚合物胶乳形成的薄膜填充了浆体中的孔隙，与老混凝土黏结好，强度高，起到抗渗、抗碳化、抗有害离子侵入等作用。与普通水泥砂浆相比，极限拉伸提高2～3倍，抗拉强度提高1倍，抗拉弹性模量相应减小，与老砂浆潮湿面黏结强度提高2倍以上。

2.1 丙乳砂浆施工准备

丙乳砂浆防碳化修复施工前，开展生产性试验，进行浆材配制及浆体凝结性能测试，优化配方设计方案。本次大塅水库丙乳砂浆配合比见表1。

表1 丙乳净浆和丙乳砂浆参考配合比

丙乳砂浆性能指标见表2。

表2 丙乳水泥砂浆性能指标

2.2 施工工艺

丙乳砂浆防碳化修复施工工艺流程为：表面缺陷处理→表面凿毛→清洗→涂刷底层→涂抹丙乳砂浆→涂刷面层。

2.2.1 裂缝处理

首先要求对廊道内的裂缝进行检查、检测并分类记录标识，以便采取不同的处理措施。检查检测项目包括裂缝所在部位走向、数量、缝宽、缝深、缝长，缝面是否渗水、有溶出物等。本工程实践中对裂缝表面缝宽δ≤0.2mm的裂缝，先将缝口基面刻槽凿除，槽宽约10cm，槽深2～3cm，凿槽不得使钢筋外露。槽凿好后冲洗干净，干燥后涂丙乳净浆，用丙乳砂浆抹平；对于裂缝表面缝宽δ>0.2mm的裂缝及贯穿缝先采用化学灌浆法灌浆封堵，待其干后连同其他基面一起涂刷丙乳砂浆防护。

2.2.2 表面缺陷处理

凿除混凝土表面碳化较严重的松软层和龟裂层以及各种孔洞周围析出的钙质物，并清理孔洞缺陷的表面，表面冲洗干净风干后涂丙乳净浆，并用丙乳砂浆补平。

2.2.3 凿毛与基面清洗

利用人工或机械方法对碳化的老混凝土进行表面凿毛处理，使老混凝土与丙乳砂浆之间达到较好的黏结性能。基面凿除、凿毛工作完成后，用钢丝刷、毛刷将基面清除干净，之后用高压水枪进行清洗，待施工面处于饱和面干状态时进行后续施工。

2.2.4 涂刷底层

按净浆配合比配置净浆，在清洗干净的基面上用软毛刷涂刷1mm厚(涂刷2～3遍)底层净浆，要求涂面均匀无遗漏。因净浆具有干硬性且初凝时间较短，故配置的净浆数量应适宜。

2.2.5 丙乳砂浆拌制和涂抹

a.丙乳砂浆的拌制。严格按施工配合比适量配置丙乳砂浆。先将水泥和砂干拌均匀，再加入水和丙乳，充分拌和均匀，材料应称量准确，每次拌制的砂浆要求在30～45min内用完。

b.涂抹丙乳砂浆。待丙乳净浆表面触干后，涂抹丙乳砂浆，丙乳砂浆厚1.5cm，涂抹时分段分层抹压填充，每层厚度控制在7mm左右，过厚不易黏结易脱落。抹压填充第二层应在第一层初凝前进行，且需在第一层表面做钢丝拉毛处理。处理过程要用力适度，避免砂浆脱落。要求抹压的丙乳砂浆层密实且表面平整光滑无气孔，颜色均匀、美观，不得出现裂缝。表层丙乳砂浆终凝(约4h)后，进行喷雾状水养护。

2.2.6 涂刷面层

雾状水喷洒养护1天，再用毛刷在丙乳砂浆表面涂刷丙乳净浆约1mm厚，要求涂刷均匀、密封、美观。待面层净浆表面触干后，继续喷雾养护7天。

2.3 质量控制措施

严把原材料进场关，要求对进场原材料进场检测，从源头上控制丙乳砂浆的质量；以试验配合比为基础，结合生产性试验，经反复调整后确定施工配合比，施工中严格丙乳净浆和丙乳砂浆配合比配置；施工中，现场进行实体质量取芯检测，钻孔检测丙乳砂浆的厚度、现场取样试件强度；按照坝体的分段进行分段施工，以便安排施工进度。配好的丙乳净液与丙乳砂浆在30～45min内用完，确保丙乳砂浆与老混凝土结合紧密(因丙乳为水溶性物质，为防止丙乳泌出，在雨天应停止施工)。施工结束后，对外观质量进行检查。主要是观测丙乳砂浆是否表面平整，色泽是否均匀、美观，有无裂缝，有无析出物痕迹。

本工程施工过程中，按规定检测要求制作的丙乳砂浆试块，抗压强度在35.2～35.9MPa之间，均达到合格标准。

3 结 语

大塅水库除险加固工程中，对坝体廊道进行了丙乳砂浆防碳化处理。处理后经过多年运行，廊道内没有出现漏水、析钙、碳化现象，廊道内壁表面平整、光滑、美观，起到了很好的封闭护面效果，为水库大坝安全稳定运行提供了保障。