范長濤 孫丹丹 鄧桂華 馬青坡

一、工程概況

南水北調(diào)睢寧二站工程位于徐州市睢寧縣境內(nèi)的徐洪河輸水線上，是南水北調(diào)東線工程的第五梯級泵站。工程主要任務(wù)是與睢寧一站共同實現(xiàn)向駱馬湖調(diào)水100 m3/s的目標，與中運河共同滿足向駱馬湖調(diào)水275m3/s的目標。工程批復(fù)總投資24085萬元。

該工程混凝土工程量較大，僅泵站站身混凝土工程量就達16000m3，工程質(zhì)量目標是優(yōu)良工程，混凝土除達到設(shè)計的強度、耐久性外，對工程外觀質(zhì)量也有很高的要求。為進一步提高混凝土施工質(zhì)量，在站身底板側(cè)面，特選用模板布試驗，驗證使用模板布對混凝土性能和外觀質(zhì)量的提高效果。試驗用模板布是河海大學(xué)提供的滲水透氣養(yǎng)護多功能模板布。

二、模板布的特點和工作原理

該工程使用的滲水透氣養(yǎng)護多功能模板布是親水性的纖維組織，由精細的聚丙烯纖維以一種非結(jié)構(gòu)的順序針織在一起。多功能模板布具有復(fù)合的二層功能，表層（稱過濾層）光潔、致密，具有微細小孔，平均孔徑為30～35μm，與混凝土接觸能透過水和空氣而阻止水泥顆粒通過；毛面層（稱墊料層）與模板接觸，厚度約1.5mm，具有保水透氣的性能，保水能力大于0.45L/m2，排水能力大于 3L/m2，多余的水分滲出，氣體透出，只保留適當?shù)乃?，使混凝土處于潮濕的環(huán)境當中。

使用時將模板布的毛面層粘貼在模板上，澆筑時混凝土中多余的水分、氣泡穿過多功能模板布的過濾層進入墊料層，氣泡從墊料層中逸出，泌出的水一部份涵養(yǎng)在墊料層中，多余的水分沿模板布外沿滲出，使混凝土表層水灰比（W/C）值降低，混凝土變得更加致密、堅實，提高了混凝土的強度和耐磨力；混凝土的致密性減少了內(nèi)外部的物質(zhì)交換，從而提高了構(gòu)件的耐久性。模板布具有均勻分布的孔隙，水能通過滲透和毛細作用經(jīng)透水模板布均勻排出，不形成聚集，有效減少砂斑、砂線等混凝土表面缺陷的產(chǎn)生；氣泡逸出后出現(xiàn)砂眼的機會也明顯減少。在混凝土養(yǎng)護期間，模板布還可以保持較高的溫、濕度，能夠減小混凝土內(nèi)外溫差，保持連續(xù)濕潤養(yǎng)護的效果，將裂縫風(fēng)險和微小裂縫的產(chǎn)生減到最小。模板布排水原理見圖1。

透水模板布的排水量取決于混凝土澆筑塊的高度和混凝土的配料。透水模板布從任何一種可塑性混凝土中，都要排出相當數(shù)量的水分。模板布本身不會把水吸出來，是依靠混凝土的自重把水壓到外邊，結(jié)構(gòu)物越高，液壓越大，排水效果越明顯，見圖2。在大體積混凝土澆筑時使用模板布效果更加明顯。

三、模板布的使用方法

多功能模板布施工簡單方便，適用于鐵質(zhì)模板、竹膠板、木質(zhì)模板等各種類型模板，粘貼一次可多次重復(fù)使用。操作步驟如下：

（1）清理模板。用鏟刀、砂紙等除去模板表面的銹跡、雜質(zhì)，然后用水沖洗干凈，曬干或晾干備用。

（2）在清理干凈的模板上均勻噴涂一層專用膠，接縫和需要穿孔的地方適當多涂；約10min（膠中溶劑適當揮發(fā)）后，再鋪模板布。

圖1 模板布排水原理圖

（3）裁剪大小合適的模板布，將有毛絨的一面攤鋪到模板上，然后由中心向四周推壓平整，模板布不能有褶痕。在粘貼時讓四周各露出模板5cm，充分發(fā)揮其排水作用。在接縫處，后序粘貼的模板布先覆蓋前序模板布2～3cm，后將重疊部分用刀片裁剪掉，以保證混凝土表面平整度及外觀質(zhì)量。

（4）晾置24h，使膠完全固化，隨后用塑料布蓋好備用，保持其表面清潔。粘貼好模板布的模板不需再涂任何脫模劑。

（5）安裝有模板布的模板在拼裝和存放時，應(yīng)注意輕拿輕放，避免破損；如有破損，可進行修補。

（6）振搗混凝土?xí)r，應(yīng)避免振搗器直接碰觸模板，應(yīng)距離模板5～10cm，以免造成模板布破損。

四、實施效果

在睢寧二站站身底板水平止水下部試驗使用透水模板布，并與止水上部未使用模板布的部位進行比較。在混凝土澆筑時，模板因受混凝土壓力產(chǎn)生變形，縫隙變大，無模板布的模板縫隙處有少許漿液流出；而粘貼模板布的模板縫隙無漏漿現(xiàn)象，僅有清水流出。拆模后，發(fā)現(xiàn)止水下部的混凝土表面氣泡顯著減少，無麻面，無裂紋，顏色一致。在試驗部位鑿開一個深度達5cm的坑，后發(fā)現(xiàn)混凝土表面形成一層富含水化硅酸鈣的致密硬化層。

圖2 排水與澆筑高度的關(guān)系圖

在28d后使用回彈儀檢測混凝土強度，同一塊底板上，在未使用模板布的部位同一測區(qū)測點回彈值偏差較大，而使用模板布的部位測點回彈值較均勻，且數(shù)值普遍大于前者，說明混凝土均勻密實，強度提高。在40d后檢測混凝土碳化深度，使用模板布的部位不足1mm，說明抗碳化能力增強。

五、使用模板布的優(yōu)點

通過對比，發(fā)現(xiàn)使用模板布有較多優(yōu)點，主要有以下幾個方面：（1）減少混凝土表面砂眼、氣泡和裂紋；（2）提高混凝土表層密度，達到致密、堅實、均勻，抑制混凝土碳化反應(yīng)，降低氯化物擴散系數(shù)，提高混凝土結(jié)構(gòu)強度、耐久性；（3）使用模板布不需涂任何脫模劑，因無油類等殘余物，減少了微生物滋生的機會，從而減少了細菌與藻類的生長；（4）產(chǎn)品可重復(fù)使用，節(jié)約成本；（5）模板因不需直接接觸混凝土，周轉(zhuǎn)使用的次數(shù)也會相對增加；（6）使用多功能模板布可以減小混凝土表面光潔度，在需要作涂料施工前，不必作打沙工序。

六、模板布的重復(fù)利用

盡管模板布具有以上優(yōu)點，但其周轉(zhuǎn)使用次數(shù)卻偏低：一般混凝土澆筑過程中模板布的周轉(zhuǎn)使用次數(shù)均不超過3次，國產(chǎn)模板布周轉(zhuǎn)使用次數(shù)甚至不超過2次。這種情況既浪費模板布材料、增加施工成本，同時也產(chǎn)生大量建筑垃圾，形成白色污染。為此，需采取一種成本較低、安全可靠的處理方法，以提高模板布的周轉(zhuǎn)使用次數(shù)。

造成模板布周轉(zhuǎn)次數(shù)低的主要原因是：水泥細小顆粒滲入模板布織物空隙內(nèi)造成淤堵。顯然，淤堵后模板布的重復(fù)使用將會嚴重削弱其排滲效果，并導(dǎo)致混凝土表面外觀質(zhì)量、強度和抗?jié)B性能降低。

為此，可采用5%的工業(yè)鹽酸對淤堵后的模板布進行清洗。根據(jù)相關(guān)資料，清洗后的模板布滲透系數(shù)有顯著改善，同時也會引起纖維結(jié)構(gòu)松散及材料的進一步老化，導(dǎo)致其主要力學(xué)性能參數(shù)均有不同程度衰減，但考慮工程應(yīng)用特點，酸洗處理后的模板布可重復(fù)使用6次。

原理：水泥漿介質(zhì)呈強堿性，模板布以聚丙烯為主要原料，具有耐強堿、耐強酸及穩(wěn)定的化學(xué)性能。用工業(yè)副鹽酸來浸泡水泥漿淤堵后的模板布，可與堿性淤堵物發(fā)生中和反應(yīng)，去除淤堵沉積硬化水泥漿。同時又不致嚴重影響模板布材料的力學(xué)性能。

七、結(jié)語

模板布在睢寧二站工程的底板混凝土澆筑試驗中取得了成功，在出水流道底板、水泵井筒等部位大面積使用。已澆筑完成的出水流道底板的混凝土表面無蜂窩和麻面，色澤均勻，表面平整密實，外觀質(zhì)量好，混凝土強度高。通過以上表觀現(xiàn)象，可知混凝土的抗?jié)B、抗凍、耐沖刷性能有所提高；鋼筋保護層的致密性必然提高了工程的使用壽命。對于水工混凝土，使用滲水透氣養(yǎng)護多功能模板布確是一種值得推廣的工藝