谈丙乳砂浆在混凝土表面加固工程中的应用

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【摘   要】文章阐述了丙乳砂浆的设计配合、配合比的调整，及其改性机理和丙乳砂浆的施工方法、施工后的外观效果及检测结果。

　　【关键词】丙乳砂浆；配合比；改性机理；施工要点         一、工程简介 　　湛江市鹤地水库位于广东省湛江市九洲江中游，拦截九洲江干流蓄水成库，现坝址位于廉江市河唇镇，距湛江市约60公里。本次加固工程位于鹤地水库第一溢洪道闸室底板、护坦。第一溢洪道建于1958年，闸室部分长31.1m，宽50.0m，护坦部分长30m，宽58m，总加固面积3650m2。 　　经过多年运行，溢洪道闸室底板、护坦混凝土出现严重破损现象：溢洪道护坦东北角严重下沉，致使护坦混凝土出现多条脉状裂缝，裂缝累计长度250m；混凝土表面剥蚀现象严重；混凝土严重碳化。 　　二、丙乳砂浆简介 　　（一）丙乳砂浆的构成 　　丙乳砂浆是丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆的简称。丙烯酸酯共聚乳液是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸共聚制成的水溶性乳液，在丙烯酸酯共聚乳液中加入农乳600号稳定剂和284P有机硅乳液后的混合液，可以与水、水泥和砂拌制成丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆。 　　丙乳砂浆的基本配合比见表1： 表1:丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆配合比（重量比）   经过现场试验，按表1配合比拌制的丙乳砂浆浓度过稀，砂浆终凝时间过长（约24小时），其原因是砂含量偏低。 　　经研究砂浆配合比需要进行调整。由于溢洪道护坦混凝土基础差，砼有继续下沉的趋势，在丙乳胶乳水泥砂浆中添加PP改性聚丙烯纤维以增强砂浆的抗拉性能。 　　调整后配合比如表2所示： 表2：丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆调整后配合比（重量比）   经过现场试验，按表2拌制的丙乳砂浆终凝时间约4小时。 　　（二）丙乳砂浆的性能 　　丙乳砂浆是相同条件下普通水泥砂浆抗压强度的75%，抗拉强度的1.05倍，其比旧水泥砂浆的粘结强度提高1.4～4.0倍左右，极限引伸率提高3.5倍，吸水率降低30%，抗碳化能力增强5倍左右，抗海水氯离子渗透能力增强9倍左右，抗拉弹模的50%左右，收缩变形的60%，抗磨性能的1.35倍，且具有抗老化的良好性能。 　　（三）改性机理 　　丙乳砂浆性能的改善不仅是由于显著地减少了用水量，而且由于聚合物乳液在水泥水化时失水形成聚合物膜，与水泥浆体呈连续相，改善了硬化水泥砂浆的物理组织结构与结构内应力，大大减少了微裂缝出现的可能性，同时聚合物纤维越过裂缝，起到了架桥和填充作用，限制了裂缝的蔓延，切断其与外界的通道，填充了空隙，从而使丙乳胶乳水泥砂浆抗裂性、粘结强度、抗碳化、抗渗、抗氯离子渗透能力均得到极大提高。 　　三、施工要点 　　（一）施工方法 　　丙乳砂浆施工可采用JB—12型挤压式砂浆泵或人工涂刷的方法进行。 　　采用挤压式砂浆泵操作时要注意通过调整风嘴、喷枪口径、喷枪口与工作面的距离以及工作压力，要求喷出的砂浆充分分散、回弹少、不阻管、无流淌。为防止大面积喷涂造成收缩裂缝，一般要求分层喷涂，并控制好间隔时间。 　　采用人工涂刷时，为保证质量，需采用丙乳胶乳净浆打底和罩面。此次加固工程采用人工涂刷施工。 　　（二）施工过程 　　1．丙乳砂浆铺筑施工工艺流程如下图所示：   丙乳砂浆铺筑施工工艺流程图       2．施工过程。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，待基面无积水呈潮湿状时，先于基面涂刷一层丙乳胶乳净浆，要求净浆涂布均匀，无漏涂。净浆涂刷后立即摊铺搅拌均匀的丙乳胶乳水泥砂浆，砂浆采用砂浆拌和机拌制，砂浆连续拌和4～5分钟，停顿1分钟，在拌和机内再拌和1分钟后才能入仓。 　　为防止大面积施工造成收缩裂缝，施工前将板面划分成26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。 　　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。 　　抹光操作半小时后，砂浆表面成膜，立即用塑料薄膜覆盖。待砂浆终凝后（约4小时），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。 　　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，在旧砼施工缝处铺设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。 　　整个板面加固施工自2004年2月25日起，至2004年4月24日止，历时60天。 　　3．质量检查。施工完成90天后进行取样检测，其平均抗压强度不小于30MPa，抗折强度不小于10MPa。 　　四、成果分析 　　（一）强度检验 　　此次丙乳砂浆加固工程共取样26组，养护90天后送实验室检验，抗压强度见表3： 表3：丙乳胶乳水泥砂浆抗压强度统计表   26组砂浆试块90天养护平均抗压强度为31.31，均方差S=1.25MPa，离差系数Cv为0.04。 　　（二）外观质量 　　自砂浆铺筑施工完成至今，溢洪道闸室底板、护坦加固表面完好，无剥离、剥落现象。护坦部分存在1条规则细小裂缝，主要是由于护坦混凝土基础泥层经过汛期的膨胀收缩，原护坦砼裂缝开合变化所致。 　　（三）成果分析 　　通过实地检验，用丙乳砂浆加固修补鹤地水库第一溢洪道闸室底板、护坦是成功的。并证明丙乳胶乳水泥砂浆性能优良、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、大坝溢流面或其他建筑物的破坏修补。