丙乳砂浆在泄洪隧洞加固工程中的应用

1 概况泄洪隧洞是水库建筑物的重要组成部分之一,泄洪隧洞洞身四壁在泄洪水流的长期作用下已出现了破坏,表面部分形成麻面等缺陷,原洞壁表面混凝土碳化较为严重,影响建筑物的使用寿命。拟加固的隧洞位于溧阳国家AAAA风景区天目湖旅游度假区太公山景区,是太湖流域七座大型水库中的一座。水库集水面积148. 5 km2,总库容1. 086亿m3,大(2)型水库。设计洪水位23. 00 m,正常蓄水位21. 00 m,建成于20世纪50年代。经几十年的运用,洞壁表面出现剥蚀、麻点等,影响到正常使用,需对其进行加固处理方可消除隐患。在加固方案的选择设计中,从实用性、可行性及经济性等方面考虑最终选用丙乳砂浆对其进行加固处理,达到了预想的效果。2 丙乳砂浆的特点及配制2.1 丙乳砂浆的特点丙乳砂浆与相同条件下的普通水泥砂浆相比,其抗压强度是后者的85%,抗拉强度有所提高,其与老水泥砂浆的粘结强度则有较大的提高,可提高4倍,极限引伸率提高2. 5倍~4倍,吸水率可降低30%,而抗碳化能力可增强4倍~5倍,抗氯离子渗透能力提高9倍以上,抗磨耗性能提高1. 35倍,快冻法冻融循环可达300次,收缩变形小,具有抗老化的良好性能,是作为防冲蚀部位的良好加固材料。丙乳砂浆性能的改善不仅是由于显著减少了用水量,而且还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及结构的内应力,大大减少了微裂缝出现的可能性,限制了裂缝的蔓延,切断了与外界的通道,填充了空隙,从而使丙乳砂浆的抗裂性、粘结强度、抗渗、抗碳化及抗氯离子渗透能力均得到提高。2.2 丙乳砂浆的配制丙乳砂浆是丙烯酸酯共聚乳液水泥砂浆的简称,采用聚丙烯酸酯乳液、P.O42. 5水泥与砂拌制,丙乳砂浆的配合比采用聚丙烯酸酯乳液∶水泥∶砂=0. 25∶1∶2,配合比采用质量百分比。聚丙烯酸酯乳液为南京水利科学研究院的产品,砂为河砂,并满足现行国家标准的规定,水泥为溧阳市汉生特种水泥有限公司的产品。砂浆拌制前先将水泥与砂按配合比准确称量,再用砂浆搅拌机将水泥与砂干拌均匀,然后倒入聚丙烯酸酯乳液,再进行充分拌和。每次拌制的丙乳砂浆保持适当的量,能在45 min内丙乳砂浆初凝前使用完即可,防止拌和过多造成来不及使用而发生凝胶、结块现象。对于出现凝胶、结块的丙乳砂浆在施工时均作为施工废料处理。3 丙乳砂浆的施工先用电动打毛机将隧洞内壁进行打毛,凿除原有的混凝土表面碳化层。将隧洞内壁全部打毛完全符合要求后即可进行丙乳砂浆的粉面。隧洞内壁粉刷前先将基底表面的污物、尘土和松散的混凝土用钢丝刷子进行清理,然后用高压清水对壁面冲洗,将浮砂、尘土洗净,在砂浆粉刷前保持施工面湿润,处于饱和状态,但表面不得有积水,确保砂浆与混凝土面的充分粘结。在涂抹丙乳砂浆时,修补面上先用丙乳净浆打底,净浆配比为1 kg的丙乳加2 kg的水泥搅拌成浆,在净浆未硬化前即铺筑丙乳砂浆。洞底面施工时为一次布料抹压,洞壁的仰面和立面施工时,砂浆涂层厚度为20 mm,粉刷时分层施工,每层抹面的厚度为10 mm左右,第一层为找平层,第二层为加强层。待前一层砂浆表面略干后进行下层施工。每层砂浆铺筑到位后,用力压实,随后就抹面,在抹面的过程中保持向一个方向抹平,避免来回重复抹压,无需第二次收光,一次成型。施工过程中遇有气泡时刺破排空压紧,再抹压,使砂浆密实,以免重锤脱空。粉刷完成的丙乳砂浆在表面略干后,将隧洞的两端洞口用薄膜封堵形成相对密闭空间,保持洞内一定的湿度,对砂浆表面用喷雾器喷水雾养护,养护时间7 d以上。4 加固效果丙乳砂浆施工厚度为2 cm,隧洞内壁粉刷总长为216 m,丙乳砂浆粉刷面积为2 150 m2,采用人工涂刷法施工。施工预留同条件养护的水泥砂浆试块经试验检测抗压强度分别为32. 2 MPa,33.8MPa,31.5MPa,35.5MPa。施工完成后经实地检查,表面光滑完整,无麻点空洞,没有剥离或脱落现象,达到一定的预期效果。5 结语工程实际应用表明,丙乳砂浆用作建筑物的加固施工是可行的,具有优越性,成本低,施工方便,技术易于推广等优点,是一种良好的薄层修补材料。