丙乳砂浆在压力隧洞混凝土表面缺陷处理中的应用.pdf
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1、2 0 1 0年第 1 1 期 东北水利水电 工程施工 文章编号】 1 0 o 2 0 6 2 4 ( 2 0 1 0 ) 1 1 0 0 1 7 一o 3 丙乳砂浆在压力隧洞混凝土表面缺陷处理中的应用 孔祥春 , 高 岩 , 姜伟民 ( 辽宁省大伙房水库管理局 , 辽宁抚顺 1 1 3 0 0 7) 摘 要】 文章介绍了丙乳砂浆在大伙房水库输水工程中的应用情况及效果。并对施工方法、 材 - 料性能进行 了详细分析。 特别是在丙乳砂浆的物理力学性能指标检测、 使用效果做了详细介绍。 【 关键词丙乳砂浆 ; 压力隧洞; 混凝土; 表面缺陷; 应用 中图分类号】 T V 5 4 4 9 2 【 文
2、献标识码】 A 1 工程概况 如果用环氧树脂砂浆修补混凝土质量缺陷, 大伙房水库输水工程 ,是 由浑江桓仁 电站下 游引水,经由8 5 4 k m隧洞 自流至到浑河支流苏 子河 , 再进入大伙房水库 , 称为一期输水工程; 年 引水量 1 8 5亿 m3 , 经大伙 房水库 调节后 , 由大伙 房水库取水 口通过 6 r r l 直径 的隧洞 ( 2 8 9 4 4 k m, 其 中两段钢管连 接 , 连接 段为 3 5 1 6 k m) , 隧洞 后 为输水 管线 , 管线全长为 2 3 2 0 4 9 k m, 经 由抚顺 、 沈阳、 辽阳、 鞍山、 营 口、 盘锦六市 , 称为二期引水
3、工程 :再 由鞍 山配水站将水 引至大连市称之为三 期工程 。工程 规模之大贯通辽 宁南北 , 受益 七市 两千余万人口, 是辽宁振兴的基础工程。 在整个输水工程 中 ,可 由大伙 房水库调节水 量 , 一期输水管线有停水检修 的时 间和条件 , 而二 期下游输水管线为双线输水, 也可停水检修。 唯独 下游 2 8 9 4 k m的有压隧洞段没有停水检修的条件 与时间。这就要求压 力隧洞工程必须优质安全 , 确 保安全供水 。所以必须重视处理压 力隧洞 的质量 缺 陷,使得经过处理 的质量缺 陷完全达 到设计标 准 , 绝不允许给以后工程运行 留下隐患。 2 衬砌 混凝土质量缺 陷及 处理 衬
4、砌处理后的混凝土外观检查, 存在着一定数 量的露筋、 蜂窝、 麻面、 渗水、 流白等质量问题。 按照 常规的处理办法 ,必须将疏松的混凝土全部凿除 , 表面处理干净, 用预缩砂浆分层填充压实。但此办 法存在两个致命弱点: 一是只适用于水平面及侧面 质量缺陷的混凝土, 对于隧洞顶拱的混凝土无法施 工。 另一个问题是修补后的混凝土与原混凝土结合 面粘结力较低, 在水流冲击下容易脱落。 该材料虽具有强度较 高 , 强度增长快 , 能抵抗多种 化学物质的侵蚀等优点 ,但 其力学性能与基底 混 凝土不相一致 ,其膨胀系数大于基底混凝土而开 裂脱落 , 不适合潮湿面粘结等缺点 , 且不适合隧洞 内施工(
5、通风不 良) , 成本很高。如参窝水库溢流 面 混凝土 缺陷在 施 工期就 是 用环氧 树脂砂 浆修 补 的 , 经过几 年运行后 , 大部分脱 落 , 后来 不得 不将 溢流面全部剥离5 0 c m, 重新浇注溢流面混凝土。 3 丙乳砂浆 的特点 丙乳砂浆是 丙烯酸脂共聚乳液与水泥砂 浆拌 合物的简称 ,属于高分子聚合物乳液改性水泥砂 浆。丙乳砂浆是一种新型的混凝 土建筑物的修 补 材料。具有优异的粘结、 抗裂、 防水、 防氯离子渗 透、 耐磨、 耐老化等特性 , 和树脂基修补材料相 比 具有成本低 、 耐老化 、 易操 作 , 施工工艺简单及 质 量容易保证等优点 , 适用于公路 、 隧洞
6、 、 水利、 工业 及 民用建筑等钢筋混凝 土结构 的防渗、防腐护面 和修补工程 。 丙乳砂浆 中聚合物弹性模量较小 ,它使水泥 砂浆内部的应力状态得到改善,可以承受变形而 使水泥面应 力减少 ,产生裂缝的可能性也随之减 少。同时聚合物纤维越过 微裂缝 , 起到桥架作 用, 缝 间都有聚合物纤维相连 ,所 形成 的聚合物框架 作为填充材料跨过已硬化的微裂缝,限制微裂缝 的扩展。 微裂缝通常在聚合物膜较多处消失, 显示 出聚合物的抗裂作用, 另外聚合物有减水作用, 使 砂浆的水灰比减小,聚合物膜填充了水泥浆体的 孔隙, 切断了孔隙与外界的通道, 起到封闭作用。 丙乳砂浆与普通砂浆相比,极限拉伸率
7、可提 1 7 工程施工 东北水利水 电 2 0 1 0年第 1 1 期 高 1 3倍 , 抗拉强度提高 1 3 5 1 5 倍 , 抗拉弹模降 低 , 收缩率小 , 抗裂性显著提高 , 与老混凝土面、 钢 板粘结强度提高 4 倍以上,抗渗性提高 1 5 倍, 抗 氦离子渗透能力提高 8 倍以上等优异性能,且具 有无毒, 施工方便, 成本低 , 以及密封作用强, 可达 到防止老混凝土进一步碳化 , 延缓钢筋锈蚀速度 , 抵抗剥蚀破坏的目的。具体性能指标见表 1 。 表 1 丙 乳砂 浆典型性能指标 性 能 普通砂浆丙乳水泥砂浆 注: 1 试验试件的灰砂比 1 : 1 丙乳掺量 3 0 ; 2 本
8、试验资料引致南京水利科学研究院科研成果( 8 8 年获国家科技进步三等奖及水利电力部科技进步二等奖 ) 。 4 丙乳砂 浆的应用 结合大伙房水库输水工程 的实际情 况和技术 要求 ,经技术论证使用丙乳砂浆对压力隧洞衬砌 混凝土质量缺陷进行修补。 4 1 丙乳砂浆的技术性能 丙乳的全称是丙烯酸脂共聚 乳液 ,是一种高 分子聚合物 的水分散体 ,加入水泥砂浆后为聚合 物水泥砂浆。丙乳的有关技术指标见表 2 。 表 2 丙 乳的技术指标 注: 水泥, 强度等级为 4 2 5硅酸盐水泥。砂子, 选用细 度模数为 1 6 - 2 0其最大粒径为 2 5 m i l l 细砂经过筛洗的 天然河砂。水 ,
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