浅谈丙乳砂浆在水工混凝土缺陷处理中的应用

浅谈丙乳砂浆在水工混凝土缺陷处理中的应用

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摘要：丙乳砂浆具有优异的粘结、抗裂、防水、耐磨、耐老化等性能，是一种新型混凝土建筑物的水泥基护面修补材料。本文从丙乳作用的基本原理、特性和丙乳砂浆的施工及注意事项几方面着重论述了丙乳砂浆在水工混凝土缺陷处理中的应用。

关键词：丙乳 丙乳砂浆 水工混凝土缺陷处理 施工

1 引言

水工建筑混凝土受结构应力及温度应力等的影响，常会出现混凝土裂缝和混凝土剥落等缺陷，危害水工混凝土建筑物的整体性和稳定性，使建筑物的安全运行受到严重威胁，影响到工程经济效益和社会效益；所以，选用力学性能优良且具有良好水工特性的修补材料，是保证混凝土建筑物正常运行的关键。丙乳砂浆具有高强度、高抗冻抗渗耐久性和较高黏结强度等特点，且外观颜色与混凝土基本一致，施工简便，因而已成为在水工建筑物的缺陷处理和各种老化加固处理中应用较多的一种材料。

2 丙乳作用的基本原理

丙乳是丙烯酸酯共聚乳液的简称，是一种高分子聚合物的水分散体，是一种水泥改性剂，是由南京水利科学研究院科研成果直接转化而成的产品，1986年已通过水利部鉴定，1988年获国家科技进步三等奖。已列入《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）作为化工耐腐蚀材料。在混凝土（砂浆）基面涂抹纯丙乳浆，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，所形成的均质聚合物框架，作为填充物跨过已硬化的微裂缝，限制微裂缝的扩展，即使在温度应力的作用下产生裂缝，裂缝的作用范围和产生的破坏也很有限；同时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，起到密封的作用。

3 丙乳的特性

丙乳加入水泥砂浆后为丙乳砂浆，具有优异的粘结、抗裂、抗冻、防渗、防腐、抗氯离子渗透、耐磨、耐老化等性能。丙乳的特性由丙乳砂浆的性能得到集中体现。丙乳砂浆性能指标见下表：

丙乳砂浆性能指标表

序号 项 目 性能指标 备注

1 抗压强度（MPa） ＞30

2 抗折强度（MPa） ＞5

3 与新混凝土的粘结强度（MPa） ＞2.5

4 抗压弹模（MPa） 15000～16000

5 干缩变形（ 10-4） ＜6.0 温度20℃±2℃，湿度60±5%

6 抗冻等级 ＞F200

7 吸水率（%） ≤3.0

8 抗渗等级 ＞W8

9 固体物质含量 40 ±1%

10 粘度 12.0±0.5s

11 凝聚浓度 ＞50

12 PH值 3～4

13 外观 乳白微兰状

4 丙乳砂浆的施工及注意事项

4.1材料

（1）采购的丙乳质量应符合相关质量标准要求，并附有生产厂的质量证明书和产品使用说明书，应按供货单位或制造厂家推荐的方法装运、储存和使用。

丙乳需贮存在0℃以上环境中，保存期为2年；丙乳砂浆施工，要求气温高于5℃。

（2）一般使用强度等级为32.5级以上硅酸盐或普通硅酸盐水泥，砂子需过2.5mm筛，水泥及砂子均需满足相关规范规定。

（3）拌合用水应符合拌制水工混凝土用水的要求。

（4）配合比

根据工程要求，选定灰浆比及丙乳掺量。防腐抗渗要求高的应选灰浆比1：（1.5～2）砂浆（重量比），丙乳掺量为水泥量25～30％。要求较低者，灰浆比为1：（1~1.5），丙乳掺量为15～20％。施工前根据现场水泥和砂子及施工和易性要求确定水灰比。应通过室内试验确定拌合物的原材料用量，并通过现场拌制加以调整。丙乳砂浆颜色应与周围原有混凝土颜色基本保持一致。

4.2施工

施工流程：水工混凝土表面缺陷处清理凿毛——修补面冲洗并吸水饱和——丙乳砂浆的拌制——

基面丙乳净浆打底——铺筑丙乳砂浆——养护。

4.2.1 表面清理凿毛

施工前，首先将表面存在剥蚀、裂缝、麻面等缺陷的不符合要求部位混凝土，凿除至坚硬的混凝土面，凿除深度最小为1cm。为使修补面边缘与混凝土有良好的结合，修补面均应凿成毛面，并在修补区边缘凿出一道深3～5cm深齿槽，以增加丙乳砂浆与混凝土之间的结合。

4.2.2 修补面冲洗饱和

清除凿除面污物、粉尘、碎块及松动混凝土，然后用高压风或清水冲洗干净，在施工前1h要使修补面处于饱和状态，但不应有积水。

4.2.3丙乳砂浆的拌制

先将水泥、砂干拌均匀，然后加入经试验确定比例的水量及丙乳，充分拌和均匀，可用人工或振捣机拌合。材料必须称量正确，尤其是水和丙乳，拌和过程中不能随意扩大水灰比。每次拌制的砂浆，要求能在30～45min内使用完，不宜一次拌和过多。

4.2.4丙乳水泥净浆打底

在拌好砂浆后及涂抹丙乳砂浆前，清洗过的修补面上需用丙乳水泥（质量比1：2）净浆打底。将称好的丙乳和水泥充分搅拌成浆，然后均匀涂刷在修补面上（厚度为0.2mm）；不能漏涂或局部过厚，涂刷速度不能过快，应与涂抹或嵌入砂浆速度相适应。在净浆未硬化前涂抹或嵌入丙乳砂浆。

4.2.5 丙乳砂浆的铺筑

①丙乳砂浆摊铺后要立即用力向同一方向压抹，操作速度要快，要求一次用力抹平，避免反复抹面，如遇气泡要刺破压紧，保证表面密实。

②当厚度较大时应分层抹压，每层涂抹厚度为1cm。待第一层终凝后再抹第二层，砂浆铺设到位后，用力压实，然后抹面。

③对于混凝土表面剥蚀的缺陷处理，一次施工面积不宜超过15cm2，施工面积较大时须分块跳仓施工，对修补区边缘的齿槽内也应将丙乳砂浆填实抹平；对于混凝土表面裂缝的处理，嵌入齿槽的丙乳砂浆，一次铺料长度不宜超过30cm。

④待表层砂浆初凝后，在其表面应再均匀涂抹一层丙乳水泥净浆，涂抹方向与抹面方向一致。修补后的表面应光滑平整，与周边混凝土平顺衔接。

⑤丙乳砂浆施工宜在早、晚进行，注意防风和阳光直射，施工过程中要注意保温，大风天不易施工。

大面积施工，可采用机械喷涂。所有施工机具都应在施工前后清洗干净，施工完毕后更要及时清洗。

4.2.6养护

丙乳砂浆表面略干后，宜用农用喷雾器喷雾养护或薄膜覆盖。终凝后洒水养护，表面要求湿润状态，持续7～14天。在阳光直射或风口部位，注意遮阳、保湿。

4.3质量检查

（1）在修补区的丙乳砂浆硬化后，待强度达到50%，既可用小锤敲击表面，声音清脆者合格，声音发哑者凿除重修。

（2）丙乳砂浆产生裂缝一般在硬化后1～2d，施工单位应及时检查，发现裂缝后立即凿除，重新处理。

5 结束语

丙乳早强、微膨胀水泥砂浆，既低温早强且黏结封闭效果良好，又具有高抗冻、抗渗耐久性、抗腐蚀性、抗冻融性，是一种理想的工程修补施工材料。

我局在岗南水库除险加固工程溢洪道闸墩、堰面和泄洪洞洞身混凝土缺陷处理施工中以及黄壁庄水库新增非常溢洪道堰面裂缝补强加固施工中均使用了丙乳砂浆，经实践证明，处理后的水工建筑物美观耐用，后期检修维护成本低。丙乳砂浆在水工建筑物混凝土表面缺陷处理和各种老化加固处理中值得推广应用。

参考文献：

1、黄国兴， 陈改新，《水工混凝土建筑物修补技术及应用》，中国水利水电出版社出版社，1999年3月，P4～P124。

2、吴绍章，林宝玉，《混凝土工程新材料设计与施工》，水利水电出版社，2002年7月。

3、洪向道，《新编常用建筑材料手册》，中国建材工业出版社，2006年1月。