【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)
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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)
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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:
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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
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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。