5蘇泗莊閘丙乳砂漿混凝土加固工程技術(shù)總結(jié)

1、蘇泗莊閘丙乳砂漿混凝土加固工程技術(shù)總結(jié)報告一、蘇泗莊水閘工程概況蘇泗莊引黃閘始建于1978年，位于黃河右岸大堤樁號K240+000處，始建于1978年，為鋼筋砼廂式式涵洞，共兩聯(lián)，每聯(lián)3孔，共6孔，孔口尺寸2.2m×2.2m，共10節(jié)，總長73m。閘門為鋼筋砼平板閘門，采用移動式啟閉機，啟閉機為2*12.5噸，設(shè)計流量50m3/s，灌溉面積50萬畝，該涵閘投入運行23年，充分發(fā)揮了經(jīng)濟效益，有效的支援了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。由于該閘運用時間長，閘門止水老化嚴(yán)重，閘門嚴(yán)重漏水，洞內(nèi)淤積嚴(yán)重，閘墩、洞室及其他工程部位混凝土老化脫落。為了確保該閘安全運用，于2008年9月在上游防沖槽前、下游防沖槽后

2、各修筑圍堰一道，計劃將閘門吊起后更換止水橡皮，同時針對洞內(nèi)進行了清淤檢查，將對損壞具體情況進行修復(fù)。9月16日止9月22日完成輔道、圍堰土方填筑；9月25日至10月10日完成洞身、閘前、閘后泥沙清除；10月1日止10月12日完成建筑工程、金屬結(jié)構(gòu)、止水工程拆除安裝。10月10日至10月16日完成丙乳砂漿混凝土加固施工。二、丙乳砂漿混凝土加固工程技術(shù)1、混凝土工程缺陷的形成及對工程的影響水閘的除險加固工程，是對已建水工混凝土建筑物進行各種老化加固處理，即解決各種原因造成的裂縫和表面剝蝕、水質(zhì)侵蝕、沖磨、空蝕、鋼筋銹蝕、混凝土質(zhì)量差等老化。水工混凝土建筑物的主要任務(wù)是擋水、引水、輸水和泄水，混凝土

3、老化造成的結(jié)果是裂縫的存在，裂縫往往是多種因素聯(lián)合作用的結(jié)果，嚴(yán)重的裂縫和表面剝蝕及鋼筋銹蝕不僅危害水工混凝土建筑物的整體性和穩(wěn)定性，而且還會產(chǎn)生大量的漏水，使建筑物的安全運行受到嚴(yán)重威脅，加速混凝土結(jié)構(gòu)老化，縮短水工混凝土建筑物的使用壽命，造成其耐久性產(chǎn)生很大危害。同時滲漏會導(dǎo)致水量的損失，影響到工程效益。  2、 丙乳砂漿特性丙乳是丙烯酸脂共聚乳液的簡稱，是一種高分子聚合物的水分散體，是一種水泥改性劑，是由南京水利院科研成果直接轉(zhuǎn)化而成的產(chǎn)品， 1986年已通過水利部鑒定，1988年獲國家進步三等獎。已列入建筑防腐設(shè)計規(guī)范（GB50046-95）作為化工耐腐蝕材料。加入

4、水泥砂漿后為聚合物水泥砂漿，屬于高分子聚合物乳液改性水泥砂漿，適用于水利、公路、工業(yè)及民用建筑等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防滲、防腐護面和修補工程。丙乳砂漿中聚合物膜彈性模量較小，它使水泥漿體內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)得到改善，可以承受變形而使水泥石應(yīng)力減少，產(chǎn)生裂縫的可能性也減少，同時聚合物纖維越過微裂縫，起到橋架作用，縫間都有聚合物纖維相連，所形成的均質(zhì)聚合物框架，作為填充物跨過已硬化的微裂縫，限制微裂縫的擴展，微裂縫常在聚合物膜較多處消失，顯示聚合物的抗裂作用；另外，聚合物有減水作用，使砂漿的水灰比減小，聚合物膜填充了水泥漿體的孔隙，切斷了孔隙與外界的通道，起到密封的作用。丙乳砂漿與普通砂漿相比，具有極限拉伸

5、率提高1-3倍，抗拉強度提高1.35-1.5倍，抗拉彈模降低，收縮小，抗裂性顯著提高，與混凝土面、老砂漿及鋼板粘結(jié)強度提高4倍以上，2天吸水率降低10倍，抗?jié)B性提高1.5倍，抗氯離子滲透能力提高8倍以上等優(yōu)異性能，使用壽命基本相同，且具有基本無毒、施工方便、成本低，以及密封作用，能夠達(dá)到防止老混凝土進一步碳化，延緩鋼筋銹蝕速度，抵抗剝蝕破壞的目的。具體性能指標(biāo)見下表。丙乳砂漿與普通砂漿性能指標(biāo)比較表序號性        能普通砂漿丙乳砂漿試 驗 方 法1抗壓強度（MPa）5044.2 2抗拉強度（MPa）5.57.

6、6 3抗折強度（MPa）10.716.9 4極限引伸率（110-6）228558900 5抗拉彈性模量（1104MPa）2.61.65 6收縮變形（110-6）1271536 7與老砂漿粘結(jié)強度（MPa）1.48.0 8與鋼板粘結(jié)強度（MPa）00.91.6 9滲水高度（mm）90351.5MPa水壓,恒壓24h.10磨耗百分率（%）5.383.97雙圓柱園盤耐磨機11快速碳化深度（mm）3.60.820%C02濃度碳化20天12鹽水浸后氯離子滲透深度（mm）>201.0 13碳化強度損失1314碳弧燈全氣候

7、老化2160h142天吸水率（%）120.8 15抗凍性/>300快凍循環(huán)備注:實驗試件的灰砂比均為1:1，水灰比相同；丙乳砂漿的丙乳摻入量為水泥重量的30%。關(guān)于水工混凝土裂縫和表面剝蝕、水質(zhì)侵蝕、沖磨、空蝕、鋼筋銹蝕等修補加固可采用水泥基和樹脂基修補材料。樹脂基修補材料常用的主要是環(huán)氧樹脂砂漿，雖具有強度高且強度增長快，能抵抗多種化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，但是材料的力學(xué)性能與基底混凝土不僅相一致，如其膨脹系數(shù)大于基底混凝土而開裂脫落、不適合潮濕面粘結(jié)、不耐大氣老化等缺點，施工環(huán)境要求高，成本大，用來修復(fù)水工混凝土建筑物不太理想；水泥基修補材料有普通水泥砂漿和聚合物水泥砂漿，普通水泥砂

8、漿在與老混凝土表面粘結(jié)、本身抗裂和密封等性能不如聚合物（丙乳）水泥砂漿，丙乳砂漿與傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂砂漿相比，不僅成本低，而且施工與普通水泥砂漿相似，可人工涂抹，施工工藝簡單，易操作和控制施工質(zhì)量，并適合潮濕面粘結(jié)，與基礎(chǔ)混凝土溫度適應(yīng)性好，使用壽命同普通水泥砂漿，克服了環(huán)氧樹脂砂漿常因其膨脹系數(shù)大于基底混凝土而開裂、鼓包與脫落等缺點。關(guān)于丙乳砂漿批擋采用厚度應(yīng)根據(jù)修補部位的具體情況要求的確定，一般為2cm左右，按丙乳凈漿打底+丙乳砂漿+丙乳凈漿刷面結(jié)構(gòu)體系來進行采用。3.1 丙乳砂漿原材料和配合比選用丙乳砂漿是丙烯酸脂共聚乳液水泥砂漿的簡稱，屬于高分子聚合物乳液改性水泥砂漿。水泥宜采用32.5R以

9、上級普通硅酸鹽水泥；砂子為粒徑小于2.5mm的當(dāng)?shù)睾由埃白拥募?xì)度模數(shù)1.6，為細(xì)砂，要求采用過篩；聚合物丙乳的固體含量為3948%，砂漿用水總量應(yīng)考慮丙乳中的含水量。丙乳砂漿配合：灰砂比1：1-1：2；灰乳比1：0.15-1：0.3；水灰比40%左右。建議水工混凝土建筑物表面剝蝕、水質(zhì)侵蝕、鋼筋銹蝕修補采用下限配合比；有防滲要求的裂縫、沖磨、空蝕等修補采用上限配合比。施工前應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場水泥和砂子及施工和易性要求通過試拌確定水灰比，丙乳砂漿應(yīng)盡量選用小水灰比。打底和最后刷面層采用的丙乳凈漿配和比為1kg丙乳加2kg水泥攪拌成漿。 3.2 丙乳砂漿施工工藝丙乳砂漿施工方便，配制拌和簡單，可采用人工

10、抹壓和機械噴涂兩種施工，只要掌握關(guān)鍵的施工養(yǎng)護要求，施工質(zhì)量是容易得到保證的。下面僅介紹人工抹壓法施工的主要施工工藝要求。（1）丙乳砂漿拌制時，先將水泥和砂子拌均勻，再加入經(jīng)試拌確定的水量及丙乳，充分拌和均勻，材料必須稱量正確，尤其是水和丙乳，拌和過程中不能隨意擴大水灰比。每次拌制的丙乳砂漿，要求能在30-45分鐘內(nèi)使用完，不宜一次拌和過多數(shù)量，一次拌和量以控制在10kg水泥為宜（人工抹壓施工）。（2）施工前先對露鋼筋表面進行處理，對鋼筋進行除銹處理后刷2遍紅丹油漆后用M10砂漿批擋恢復(fù)至原有斷面。然后采用鋼絲刷刷除混凝土表面浮層的污物、塵土和松軟、脆弱部分（有油漆等油脂污染部位用丙酮洗刷），

11、特殊部位應(yīng)用鋼釬打毛，然后用清水沖洗干凈、潤濕，施工前應(yīng)使混凝土表面處于面干飽和狀態(tài)。（3）為保證質(zhì)量應(yīng)先用丙乳凈漿打底，然后分層抹壓丙乳砂漿，每層厚度控制在5mm左右。抹壓時采用倒退法進行，即加壓方向與剛建砂漿層前進方向相反，要求丙乳砂漿層密實，表面平整光滑，砂漿鋪筑到位后，用力壓實，隨后抹面，注意向一個方向抹平，不要來回多次抹，不需第二次收光。修復(fù)面積較大時，隔塊跳開分段施工效果更好。（4）丙乳砂漿抹壓后約4h（表面略干后），采用農(nóng)用噴霧器進行水噴霧養(yǎng)護或用薄膜覆蓋，養(yǎng)護1天后再用毛刷在面層刷1道丙乳凈漿，要求涂均、密封，待凈漿終凝結(jié)硬后繼續(xù)噴霧養(yǎng)護，使砂漿面層始終保持潮濕狀態(tài)7天。在陽光

12、直射或風(fēng)口部位，注意采取合理的遮陽和保濕措施。三、 蘇泗莊引黃閘應(yīng)用情況2008年對蘇泗莊引黃閘基架橋、閘墩及部分洞室混凝土表面修補加固。在2008年的清淤大修工程中，發(fā)現(xiàn)蘇泗莊引黃閘經(jīng)過29年的運行，承受水流長期沖刷，基架橋、閘墩及部分洞室混凝土外表面部分存在鋼筋裸露、混凝土表面碳化、大部分表面粗骨料出露及施工縫結(jié)合不佳等老化病害現(xiàn)象，屬于典型的水工混凝土老化建筑物。最大面積0.6 m2，最小面積0.025 m2，最大深度2cm。故采用2cm厚丙乳砂漿進行表面修補加固，總修補面積為185m2。凝固后28天進行強度測試，完全滿足施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。四、 結(jié)語丙乳砂漿是一種新型的護面修補材料，具有優(yōu)異的粘結(jié)、抗裂、防水、防氯離子滲透、耐磨、耐老化等性能。國內(nèi)和省內(nèi)有關(guān)在水工混凝土表面的各種修復(fù)工程中已有應(yīng)用先例，通過在蘇泗莊閘的應(yīng)用證明，丙乳砂漿為水閘工程混凝土建筑物老化加固處理提供了一種良好的加固措施選擇。二九年三月蘇泗莊