丙乳砂漿防碳化修復(fù)技術(shù)在壩體廊道除險加固中的應(yīng)用

熊愛華

(銅鼓縣水利局，江西 銅鼓 336200)

混凝土碳化指標(biāo)是評價水工建筑安全運行的重要內(nèi)容之一，若混凝土澆筑不密實，則容易產(chǎn)生鋼筋銹蝕、剝落等現(xiàn)象，從而縮短水工建筑物使用壽命。目前，表層防碳化處理一般采用高分子化學(xué)涂料或摻用化學(xué)材料的砂漿，效果一般都能夠達(dá)到設(shè)計要求。隨著對表層處理技術(shù)的不斷深入研究，現(xiàn)在材料的耐久性、經(jīng)濟(jì)性及可操作性都有很大提高。通過現(xiàn)場開展生產(chǎn)性試驗，進(jìn)行漿材配制及漿體凝結(jié)性能測試，確定適合大塅水庫除險加固工程的丙乳砂漿配合比方案參數(shù)，從而優(yōu)化了丙乳砂漿配合比設(shè)計方案，較好地處理了壩體廊道表層碳化安全隱患。

1 工程概況

大塅水庫位于江西省銅鼓縣城東北的大塅鎮(zhèn)太平村，距縣城32km，為修水上游支流山口水的第一梯級，壩址以上控制流域面積610.45km2，工程等別為Ⅱ等。水庫樞紐建筑物主要由主壩、副壩、放空底孔、引水隧洞等建筑物組成，總庫容1.18億m3，正常蓄水位212.00m，校核洪水位214.38m，電站裝機容量12.8MW，是一座具有防洪、灌溉、供水、發(fā)電、旅游等綜合功能的大(2)型水庫。大塅水庫自1990年蓄水運行以來，發(fā)揮了很好的防洪、灌溉、發(fā)電等綜合利用效益。

大塅水庫壩體廊道全長308m，廊道內(nèi)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，斷面為城門洞形，寬2.5m，高3.5m，頂圓弧半徑1.25m，河床段廊道底板高程175.0m，廊道底板兩側(cè)有排水溝。大塅水庫經(jīng)過了20多年運行，出現(xiàn)了諸多安全隱患。各壩段廊道內(nèi)混凝土存在不同程度的局部剝蝕和蜂窩麻面，貫穿性環(huán)、縱向裂縫，析鈣嚴(yán)重，有銹水滲出、混凝土碳化嚴(yán)重等問題，對水庫大壩運行構(gòu)成一定的安全隱患，需要進(jìn)行除險加固。

針對壩體廊道出現(xiàn)的安全隱患，采用丙乳砂漿進(jìn)行混凝土表面防碳化處理。

2 丙乳砂漿防碳化修復(fù)技術(shù)施工工藝

丙乳砂漿防碳化修復(fù)技術(shù)施工工藝特點是聚合物膠乳形成的薄膜填充了漿體中的孔隙，與老混凝土黏結(jié)好，強度高，起到抗?jié)B、抗碳化、抗有害離子侵入等作用。與普通水泥砂漿相比，極限拉伸提高2～3倍，抗拉強度提高1倍，抗拉彈性模量相應(yīng)減小，與老砂漿潮濕面黏結(jié)強度提高2倍以上。

2.1 丙乳砂漿施工準(zhǔn)備

丙乳砂漿防碳化修復(fù)施工前，開展生產(chǎn)性試驗，進(jìn)行漿材配制及漿體凝結(jié)性能測試，優(yōu)化配方設(shè)計方案。本次大塅水庫丙乳砂漿配合比見表1。

表1 丙乳凈漿和丙乳砂漿參考配合比

丙乳砂漿性能指標(biāo)見表2。

表2 丙乳水泥砂漿性能指標(biāo)

2.2 施工工藝

丙乳砂漿防碳化修復(fù)施工工藝流程為：表面缺陷處理→表面鑿毛→清洗→涂刷底層→涂抹丙乳砂漿→涂刷面層。

2.2.1 裂縫處理

首先要求對廊道內(nèi)的裂縫進(jìn)行檢查、檢測并分類記錄標(biāo)識，以便采取不同的處理措施。檢查檢測項目包括裂縫所在部位走向、數(shù)量、縫寬、縫深、縫長，縫面是否滲水、有溶出物等。本工程實踐中對裂縫表面縫寬δ≤0.2mm的裂縫，先將縫口基面刻槽鑿除，槽寬約10cm，槽深2～3cm，鑿槽不得使鋼筋外露。槽鑿好后沖洗干凈，干燥后涂丙乳凈漿，用丙乳砂漿抹平；對于裂縫表面縫寬δ>0.2mm的裂縫及貫穿縫先采用化學(xué)灌漿法灌漿封堵，待其干后連同其他基面一起涂刷丙乳砂漿防護(hù)。

2.2.2 表面缺陷處理

鑿除混凝土表面碳化較嚴(yán)重的松軟層和龜裂層以及各種孔洞周圍析出的鈣質(zhì)物，并清理孔洞缺陷的表面，表面沖洗干凈風(fēng)干后涂丙乳凈漿，并用丙乳砂漿補平。

2.2.3 鑿毛與基面清洗

利用人工或機械方法對碳化的老混凝土進(jìn)行表面鑿毛處理，使老混凝土與丙乳砂漿之間達(dá)到較好的黏結(jié)性能?；骅彸?、鑿毛工作完成后，用鋼絲刷、毛刷將基面清除干凈，之后用高壓水槍進(jìn)行清洗，待施工面處于飽和面干狀態(tài)時進(jìn)行后續(xù)施工。

2.2.4 涂刷底層

按凈漿配合比配置凈漿，在清洗干凈的基面上用軟毛刷涂刷1mm厚(涂刷2～3遍)底層凈漿，要求涂面均勻無遺漏。因凈漿具有干硬性且初凝時間較短，故配置的凈漿數(shù)量應(yīng)適宜。

2.2.5 丙乳砂漿拌制和涂抹

a.丙乳砂漿的拌制。嚴(yán)格按施工配合比適量配置丙乳砂漿。先將水泥和砂干拌均勻，再加入水和丙乳，充分拌和均勻，材料應(yīng)稱量準(zhǔn)確，每次拌制的砂漿要求在30～45min內(nèi)用完。

b.涂抹丙乳砂漿。待丙乳凈漿表面觸干后，涂抹丙乳砂漿，丙乳砂漿厚1.5cm，涂抹時分段分層抹壓填充，每層厚度控制在7mm左右，過厚不易黏結(jié)易脫落。抹壓填充第二層應(yīng)在第一層初凝前進(jìn)行，且需在第一層表面做鋼絲拉毛處理。處理過程要用力適度，避免砂漿脫落。要求抹壓的丙乳砂漿層密實且表面平整光滑無氣孔，顏色均勻、美觀，不得出現(xiàn)裂縫。表層丙乳砂漿終凝(約4h)后，進(jìn)行噴霧狀水養(yǎng)護(hù)。

2.2.6 涂刷面層

霧狀水噴灑養(yǎng)護(hù)1天，再用毛刷在丙乳砂漿表面涂刷丙乳凈漿約1mm厚，要求涂刷均勻、密封、美觀。待面層凈漿表面觸干后，繼續(xù)噴霧養(yǎng)護(hù)7天。

2.3 質(zhì)量控制措施

嚴(yán)把原材料進(jìn)場關(guān)，要求對進(jìn)場原材料進(jìn)場檢測，從源頭上控制丙乳砂漿的質(zhì)量；以試驗配合比為基礎(chǔ)，結(jié)合生產(chǎn)性試驗，經(jīng)反復(fù)調(diào)整后確定施工配合比，施工中嚴(yán)格丙乳凈漿和丙乳砂漿配合比配置；施工中，現(xiàn)場進(jìn)行實體質(zhì)量取芯檢測，鉆孔檢測丙乳砂漿的厚度、現(xiàn)場取樣試件強度；按照壩體的分段進(jìn)行分段施工，以便安排施工進(jìn)度。配好的丙乳凈液與丙乳砂漿在30～45min內(nèi)用完，確保丙乳砂漿與老混凝土結(jié)合緊密(因丙乳為水溶性物質(zhì)，為防止丙乳泌出，在雨天應(yīng)停止施工)。施工結(jié)束后，對外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查。主要是觀測丙乳砂漿是否表面平整，色澤是否均勻、美觀，有無裂縫，有無析出物痕跡。

本工程施工過程中，按規(guī)定檢測要求制作的丙乳砂漿試塊，抗壓強度在35.2～35.9MPa之間，均達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié) 語

大塅水庫除險加固工程中，對壩體廊道進(jìn)行了丙乳砂漿防碳化處理。處理后經(jīng)過多年運行，廊道內(nèi)沒有出現(xiàn)漏水、析鈣、碳化現(xiàn)象，廊道內(nèi)壁表面平整、光滑、美觀，起到了很好的封閉護(hù)面效果，為水庫大壩安全穩(wěn)定運行提供了保障。