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        沙溝水庫(kù)丙乳砂漿加固技術(shù)要點(diǎn)初探

        2022-07-28 13:01:56郝恩烽
        中國(guó)水能及電氣化 2022年6期
        關(guān)鍵詞:凈漿砂漿試件

        郝恩烽

        (山東省沂水縣沙溝水庫(kù)管理中心,山東 沂水 276400)

        1 工程概況

        沂水縣沙溝水庫(kù)位于淮河流域沭河干流上游,1958年10月動(dòng)工興建,1959年11月建成蓄水。水庫(kù)總庫(kù)容1.04億m3,興利庫(kù)容0.46億m3,流域面積163km2;是一座以防洪為主,結(jié)合水力發(fā)電、城鄉(xiāng)供水、淡水養(yǎng)殖、觀光旅游等綜合利用的大(2)型水庫(kù)。水庫(kù)樞紐工程主要包括大壩、溢洪道、放水洞、電站等。溢洪道位于大壩南段丘陵鞍部,設(shè)溢洪閘3孔,每孔凈寬10.0m;放水洞位于大壩樁號(hào)0+430處,主要由進(jìn)水段、洞身段、豎井組成,洞身為1.4m×1.4m鋼筋混凝土方涵,水電站設(shè)在放水洞出口處。水庫(kù)樞紐工程于2002年進(jìn)行了除險(xiǎn)加固,經(jīng)過(guò)多年來(lái)的運(yùn)行,溢洪道防沖槽底板混凝土表面凍融、剝蝕,閘墩側(cè)墻混凝土局部老損,閘墩頭水位變動(dòng)區(qū)域混凝土碳化,石子外露。放水洞進(jìn)水段與洞身段混凝土由于當(dāng)時(shí)施工時(shí)形成的蜂窩麻面、模板漏漿處理欠缺,出現(xiàn)裂縫、表面剝蝕,鋼筋銹蝕等。不僅制約結(jié)構(gòu)使用壽命,且嚴(yán)重影響水庫(kù)行洪安全[1]。通過(guò)全面排查、綜合研判,決定對(duì)鋼筋混凝土存在的老損、剝蝕等質(zhì)量問(wèn)題采用丙乳砂漿技術(shù)措施進(jìn)行全面加固修復(fù)處理。

        2 加固方案設(shè)計(jì)

        根據(jù)工程實(shí)際,設(shè)計(jì)采用丙乳砂漿加固技術(shù)措施。丙乳砂漿是丙烯酸酯共聚乳液改性的聚合物水泥砂漿。其固結(jié)體的物理力學(xué)性能與其配合比、水泥等級(jí)、砂率及施工工藝有較大關(guān)系。為了探討和檢驗(yàn)其物理性能指標(biāo),施工單位委托具備資質(zhì)的專業(yè)試驗(yàn)室對(duì)原材料進(jìn)行主要性能指標(biāo)試驗(yàn)及配合比確定。在建設(shè)、監(jiān)理單位相關(guān)人員見證下,現(xiàn)場(chǎng)制取試件,經(jīng)監(jiān)理單位對(duì)試驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)后具體實(shí)施加固方案。

        3 丙乳砂漿配合比試驗(yàn)

        3.1 配合比試驗(yàn)確定

        根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及施工工藝要求,通過(guò)試驗(yàn)確定丙乳砂漿重量配合比為水泥 ∶丙乳 ∶石英砂 ∶水=100 ∶36 ∶165 ∶15。

        試驗(yàn)選用的丙烯酸酯共聚乳液,外觀為乳白色,無(wú)沉淀的乳液固體含量41.0%,pH值為9.0,密度為1.06g/cm3。水泥為P·O 42.5普通硅酸鹽水泥。砂為水庫(kù)附近產(chǎn)的石英砂,粒徑小于2.5mm,過(guò)篩處理。攪拌等生產(chǎn)用水從水庫(kù)抽取。試配丙乳砂漿試件成型后,按照規(guī)范要求[2],進(jìn)行基本物理力學(xué)性能試驗(yàn)。

        3.2 基本指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果

        3.2.1 抗壓強(qiáng)度

        試驗(yàn)結(jié)果見表1。

        表1 丙乳砂漿試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

        3.2.2 黏結(jié)強(qiáng)度

        黏結(jié)強(qiáng)度是加固修復(fù)舊混凝土結(jié)構(gòu)的主要指標(biāo)之一。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

        表2 丙乳砂漿與普通水泥砂漿黏結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

        3.2.3 抗凍性

        試件為100mm×100mm×400mm柱體,3個(gè)為1組。試驗(yàn)經(jīng)300次快速凍融循環(huán),其動(dòng)彈模量達(dá)到92.3%。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

        表3 丙乳砂漿抗凍性試驗(yàn)結(jié)果

        3.2.4 抗?jié)B性

        試驗(yàn)表明:當(dāng)滲透壓力達(dá)到1.5MPa時(shí),恒壓12h試件無(wú)滲水現(xiàn)象,丙乳砂漿試件的透水壓力大于1.5MPa。

        將丙乳砂漿試件烘干至恒重后浸泡于水中,3天后稱重吸水率為1.0%。試驗(yàn)結(jié)果表明,由于丙乳聚合物的分子在水泥顆粒及骨料表面形成聚合物膜,聚合顆粒填充砂漿孔隙,使砂漿固結(jié)體內(nèi)空隙減小,結(jié)合力增強(qiáng),提高了砂漿的密實(shí)度,改良了丙乳砂漿的各項(xiàng)性能,使丙乳砂漿的抗?jié)B、抗凍性能增強(qiáng)。

        本次加固工程所采用的丙乳砂漿物理力學(xué)性能滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求[3]。

        4 施工技術(shù)

        4.1 施工前的準(zhǔn)備

        4.1.1 基面處理

        根據(jù)工程實(shí)際狀況,由建設(shè)、監(jiān)理方對(duì)混凝土缺陷部位用記號(hào)筆圈定,根據(jù)缺陷程度劃分成片區(qū);然后利用手持電鎬結(jié)合人工的方式剔除缺陷混凝土。鑿除時(shí),要求露出堅(jiān)硬新鮮混凝土面,每片加固修復(fù)面除局部坑洼外做到鑿除深度均勻平整。

        現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員驗(yàn)收。重點(diǎn)查看鑿除缺陷混凝土的范圍,記號(hào)線內(nèi)外是否有松動(dòng)混凝土片;鑿除深度是否平整均勻,堅(jiān)硬新鮮混凝土面是否全部露出。若鋼筋銹蝕應(yīng)局部深鑿,單獨(dú)處理。

        監(jiān)理人員確認(rèn)后,用高壓水槍沖洗,個(gè)別部位人工用鋼絲刷清理,確保清理效果。

        4.1.2 丙乳砂漿的配制

        根據(jù)試驗(yàn)確定配合比拌制丙乳砂漿。將水泥與砂子按比例人工拌和均勻后,倒入丙乳和水?dāng)嚢杈鶆虼?。一次拌和量不宜太多,以免拌和不均或者造成浪費(fèi),拌制好的砂漿要在45min內(nèi)用完。

        4.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

        4.2.1 噴(抹)丙乳砂漿

        基面處理經(jīng)驗(yàn)收合格后,對(duì)基面鑿除的溝槽及坑洼處,涂刷1遍丙乳凈漿(水泥 ∶丙乳=1 ∶0.8),然后用丙乳砂漿分層找平,養(yǎng)護(hù)12天后待噴(抹)丙乳砂漿[4]。

        溢洪道防沖槽底板修補(bǔ)區(qū)原有施工縫原位置保留,無(wú)施工縫處在修補(bǔ)區(qū)邊沿剔除一道寬8.0cm、深4.0cm的嵌邊齒槽。其他加固修補(bǔ)區(qū)域不另外增加施工縫和嵌邊齒槽。

        溢洪道防沖槽底板、閘墩頭加固修復(fù)區(qū)域采用高壓噴射丙乳砂漿的方法處理,閘墩側(cè)墻、放水洞進(jìn)水段與洞身段采用人工抹漿的方法處理。噴(抹)丙乳砂漿前,在待噴(抹)混凝土全部基面上均勻涂刷一層較薄的丙乳凈漿。丙乳砂漿固結(jié)前,人工用金屬壓板均勻地抹壓修飾一遍,對(duì)噴(抹)未到位或不平整的部位一并處理,確保閘墩等外露表面光滑平整,確保外觀質(zhì)量。

        4.2.2 滾涂丙乳凈漿及養(yǎng)護(hù)

        丙乳砂漿表面固結(jié)后,用裝飾涂料滾子在表面均勻滾涂一層較薄的丙乳凈漿。

        最后滾涂的丙乳凈漿不僅對(duì)丙乳砂漿加強(qiáng)了保護(hù),提高了外觀質(zhì)量,同時(shí)封閉丙乳砂漿中的水分,起到了養(yǎng)護(hù)作用[5]。丙乳凈漿固結(jié)后,噴水濕潤(rùn),覆蓋塑料薄膜,既起到養(yǎng)護(hù)作用,又能保護(hù)成品;之后,不需另外灑水養(yǎng)護(hù)。

        5 質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)及其建議

        丙乳(丙烯酸酯共聚乳液)選購(gòu)應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。近年來(lái),丙烯酸酯乳液憑借其優(yōu)異特性,對(duì)其功能化改性的研究開發(fā)和應(yīng)用得到了迅速發(fā)展,市場(chǎng)品種繁多,名稱相似,用途不同[6]。使用前必須由專業(yè)試驗(yàn)室試驗(yàn)并確定配合比。

        做好對(duì)相關(guān)人員的施工技術(shù)和施工安全交底。施工人員要熟知施工要點(diǎn)、操作程序及注意事項(xiàng),操作必須細(xì)心。

        對(duì)缺陷混凝土面要全面清理。對(duì)坑洼、露筋及邊緣處,必須經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理驗(yàn)收。對(duì)形成的坑洼用丙乳砂漿分多次找補(bǔ),每次抹漿厚度不大于2.0cm。確保每一片區(qū)噴(抹)漿范圍內(nèi)厚度均勻。

        涂刷丙乳凈漿時(shí),工作基面要飽和濕潤(rùn),丙乳凈漿未硬化前噴(抹)丙乳砂漿,保證黏結(jié)力。

        噴射丙乳砂漿分兩次進(jìn)行。第1層噴射厚度在2.5cm左右,初凝后清理表面浮塵,然后噴射第2層,噴射厚度在2.0cm左右。

        丙乳砂漿第1層用木抹子壓實(shí)抹平,第2層用鐵抹子壓實(shí)抹光。抹壓時(shí)要注意邊沿壓實(shí),不要來(lái)回多次抹壓,以免被壓實(shí)的邊沿又被帶起,形成縫隙;反復(fù)抹壓也會(huì)影響漿體中聚合物膜的質(zhì)量。

        6 結(jié) 語(yǔ)

        丙乳砂漿加固處理部位經(jīng)過(guò)1年運(yùn)行后,組織有關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行專項(xiàng)檢查,表面未發(fā)現(xiàn)縫隙,敲擊沒有脫鼓聲,表面平整,與完工驗(yàn)收時(shí)無(wú)任何變化。實(shí)踐證明:丙乳砂漿具有良好的物理力學(xué)性能,對(duì)水工混凝土工程進(jìn)行加固處理,技術(shù)切實(shí)可行,質(zhì)量有保證;既適合薄層修復(fù),又能潮濕面施工,工藝簡(jiǎn)單,環(huán)保無(wú)毒,安全可靠,優(yōu)勢(shì)明顯。較好地解決了水工混凝土老損剝蝕等質(zhì)量問(wèn)題,效果顯著。

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