丙乳處理混凝土表面缺陷的技術(shù)與效果

劉 曉，李桂金，陳 剛，李瑞琦

（遼寧省白石水庫管理局，遼寧 朝陽 122000）

遼寧省白石水庫大壩是一座金包銀式（RCD）碾壓混凝土重力壩，大壩長513m、高49.3m，混凝土總量50多萬m3。工程于1995年開工，2000年底主體工程建成。大壩由溢流壩段（11孔）、底孔壩段（12孔）、電站壩段、引水壩段和左右側(cè)擋水壩段組成。大壩結(jié)構(gòu)孔洞多，經(jīng)常受高速水流沖刷和凍融的面積大，所以在設(shè)計(jì)上對表面混凝土抗凍性、抗沖磨性、平整度等指標(biāo)要求較高。

1 混凝土常見的缺陷種類

1.1 泄洪排沙底孔表面裂縫

白石水庫12個(gè)泄洪排沙底孔集中布置在河床右側(cè)，洞身長34.6 m，設(shè)計(jì)最大水流流速22.8 m/s。11孔溢流表孔集中布置在河床左側(cè)，設(shè)計(jì)最大水流流速26.3 m/s，底孔和表孔面層的鋼筋混凝土標(biāo)號(hào)為90 d齡期40 MPa。由于混凝土標(biāo)號(hào)高，水泥用量大，雖然采用了摻加粉煤灰和高效減水劑等措施，底孔洞身部位每隔5～10 m長仍發(fā)生了橫向裂縫，其中約三分之一是環(huán)縫。裂縫寬度為0.1～1.0 mm。

1.2 混凝土錯(cuò)臺(tái)

底孔洞身段混凝土采用一次性支摸分層澆筑，錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象輕微，而出口隔墩段采用懸臂式大鋼模分層澆筑，最大發(fā)生錯(cuò)臺(tái)20～30 mm。表孔溢流面采用鋼滑膜，無錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。

1.3 蜂窩與麻面

由于底孔部位配置的鋼筋較多，施工難度大，局部產(chǎn)生小塊蜂窩和麻面。另外，溢流孔下游挑坎1998年保溫草墊著火，約有2～3 m2混凝土面燒爆皮成為麻面。

2 方案選擇

白石水庫混凝土施工中的幾種缺陷處理方案，經(jīng)過調(diào)查和實(shí)驗(yàn)。選擇了南京水科院1986年研制成功的丙烯酸脂共聚乳液水泥改性劑為摻和劑（簡稱丙乳)，加入水泥砂漿后成為聚合物水泥砂漿，去掉砂子為丙乳漿液。丙乳是一種新型的修補(bǔ)、防腐、抗磨、抗?jié)B材料。施工方法與普通水泥砂漿相似，可人工涂抹，也可機(jī)械噴涂，適合潮濕面粘結(jié)，無毒、效果好，與基礎(chǔ)混凝土粘結(jié)力好，耐老化，比普通水泥砂漿的性能指標(biāo)優(yōu)越很多。

3 混凝土缺陷的處理

白石水庫混凝土缺陷處理，根據(jù)不同情況采用三種方法：一是對蜂窩、麻面、火燒的爆皮面和錯(cuò)臺(tái)用丙乳砂漿補(bǔ)修；二是對深進(jìn)裂縫用丙乳漿液灌漿處理；三是淺層表面裂縫用丙乳漿液封閉處理。為了保證施工質(zhì)量，無論是砂漿還是漿液都要勤配勤用，每次從拌制到用凈需在45 min之內(nèi)完成。各種配合比見表1。

表1 白石水庫丙乳砂漿和漿液配比表

3.1 丙乳砂漿處理蜂窩麻面

1）施工準(zhǔn)備。對蜂窩部位要將混凝土清除到密實(shí)深度，麻面和火燒爆皮部位鑿除20 mm深。要求每塊缺陷部位周邊垂直鑿成不小于30 mm的深槽。然后用高壓水沖洗干凈，清水濕潤24 h，施工時(shí)表面不應(yīng)有積水。

2）丙乳砂漿拌制。先將水泥和粒徑小于2.5 mm的砂子攪拌均勻，再加入經(jīng)試拌確定的水及丙乳充分拌制。每次拌制的砂漿不宜過多，應(yīng)在45 min內(nèi)用完。

3）砂漿修補(bǔ)缺陷。先用一層封閉的丙乳漿液打底，接著在其上面攤抹丙乳砂漿，仰面抹時(shí)厚度超過7 mm、直立面抹厚度超過10 mm（已有實(shí)例達(dá)15 mm）需分次填抹，以免重垂脫落，砂漿攤鋪到位后，用力壓實(shí)，輕輕抹面，壓抹方法宜從中心向四周方向進(jìn)行，不要來回抹面，也不需要間隔時(shí)段后二次壓光。

3.2 對錯(cuò)臺(tái)缺陷的處理

對錯(cuò)臺(tái)錯(cuò)部位，也稱“穿裙子”，先用扁鏟將所漏灰漿鏟除干凈，再用手砂輪將錯(cuò)臺(tái)打磨成平整的坡面，充分濕潤后沖洗干凈，涂刷2～3遍封閉的丙乳水泥漿液；也可人工鑿深20 mm，用封閉凈漿打底，再用丙乳砂漿填抹成1∶20以上坡面。

3.3 對底孔內(nèi)壁裂縫的處理

白石水庫底孔表面裂縫的處理，是在混凝土澆筑完的第二年的4月進(jìn)行的，這時(shí)裂縫基本穩(wěn)定，且氣溫較低，裂縫開度最大。

1）對縫寬大于0.4 mm的裂縫灌漿處理。第一步先沿裂縫騎縫鉆孔，間距50 cm，孔深10～20 cm。第二步用細(xì)的金屬管插入孔中，外露5～10 cm，金屬管用丙乳水泥砂漿固定，然后將整條裂縫用丙乳水泥凈漿涂刷封閉，封閉厚度3 mm，縫兩側(cè)各富于50 mm，處理面需刷成毛面。第三步待金屬管與混凝土結(jié)合牢固，約24 h，用手動(dòng)壓力灌漿機(jī)向縫內(nèi)灌丙乳水泥凈漿。灌漿時(shí)間、壓力需根據(jù)使用的灌漿機(jī)性質(zhì)等情況試驗(yàn)確定。

2）縫寬在0.25～0.4 mm之間的裂縫采用密封處理。首先用鋼刷將裂縫刷成100 mm寬糙面，縫兩側(cè)各50 mm，清水濕潤24 h，再用丙乳水泥凈漿直接封閉3 mm厚，為了保證質(zhì)量先用3 mm厚膠條粘在縫兩側(cè)，然后抹漿膏，硬化前拆掉膠條，人工修邊。

3）對于縫寬小于0.25 mm的裂縫不進(jìn)行處理。

4 養(yǎng)護(hù)

無論是丙乳砂漿抹面或漿液封閉面等修補(bǔ)都是相對較小和淺薄，受老混凝土吸收和自然蒸發(fā)很容易失去水份，導(dǎo)致修補(bǔ)體干裂、起皮等問題。所以，經(jīng)過處理的表面略干后要立即進(jìn)行噴霧養(yǎng)護(hù)不少于24 h，之后再用濕麻袋、草袋等覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，不論何種方法養(yǎng)護(hù)均應(yīng)達(dá)7 d以上，白石水庫用涂刷液體養(yǎng)護(hù)劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，效果較好。

5 結(jié)語

丙乳是筒裝液體，運(yùn)輸方便，具體使用方法應(yīng)參照生產(chǎn)商規(guī)定的配合比和現(xiàn)場試拌確定。白石水庫表孔挑坎和底孔混凝土蜂窩、麻面、錯(cuò)臺(tái)及裂縫等缺陷1998年處理后，已歷經(jīng)15年之久，有的部位長期在水位變化區(qū)和凍融區(qū)，特別是2012年汛期泄洪排沙底孔連續(xù)開閘泄水94 h，流速達(dá)13～16 m/s，無一處發(fā)生凍融破壞、開裂和磨損現(xiàn)象，其處理過的丙乳部位的表面還好于本體，實(shí)踐證明使用丙乳修補(bǔ)常見混凝土缺陷操作方便，技術(shù)容易掌握，效果比較理想。

［1］劉興元.噴射丙乳砂漿在鶴崗市五號(hào)水庫修補(bǔ)中的應(yīng)用［J］.東北水利水電,2002（5）.

［2］宋紅剛.丙乳砂漿在混凝土表面加固工程中應(yīng)用［J］.水利水電技術(shù)，2006（6）.

［3］劉鵬飛.混凝土裂縫的預(yù)防與處理［J］.水利水電技術(shù)，2011（5）.