預(yù)縮砂漿加固技術(shù)在水工混凝土凍融破壞中的應(yīng)用

李 泉

（甘肅電投九甸峽水電開發(fā)有限責任公司，甘肅 臨洮 730500）

1 問題的提出

甘肅某水電站地處于高寒地區(qū)，水工建筑物服役15a，水庫為徑流水庫，無調(diào)節(jié)能力，隨著運行時間的增加，水工建筑物逐步老化，處于水位變化區(qū)的水工建筑物出現(xiàn)裂縫，尤其是水電站溢流壩消力池右邊墻受凍融循環(huán)影響，在水位變化區(qū)的混凝土產(chǎn)生由表及里的剝落破壞，并且汛期泄洪造成凍融破壞部位的混凝土進一步破壞，最大深度達32cm，鋼筋外露，混凝土強度降低，嚴重威脅建筑物的安全和穩(wěn)定運行，影響工程效益的發(fā)揮。

目前，水電站每年汛后采用水泥砂漿對凍融破壞沖刷部位進行修補，費用約1.3萬元／a，并且存在強度低、與混凝土基面結(jié)合不密實、以及重復(fù)維修等方面的問題。因此本文擬通過分析溢流壩消力池右邊墻混凝土凍融破壞的原因，研究合理的修補方法和施工工藝，以確?；炷两Y(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。

2 凍融破壞原因

首先，通過檢查電站溢流壩消力池右邊墻施工記錄，得知該部位混凝土澆筑時間為1995年11—12月，采用抗凍標號為F50的C10混凝土，為寒冷季節(jié)施工，易出現(xiàn)措施不到位的情況，并且抗凍混凝土標號較低，因此，混凝土抗凍性和耐久性差；其次，通過現(xiàn)場實地檢查，發(fā)生凍融破壞部位存在混凝土振搗不密實、骨料級配不良、含泥量超標等施工工藝不良等方面問題，造成混凝土強度低。

3 預(yù)縮砂漿技術(shù)關(guān)鍵工藝

預(yù)縮水泥砂漿具有強度高，收縮性小，抗凍、抗?jié)B性能好，成本低，施工簡便等特點。水利工程在長期運行中，因水流的沖刷、冰排撞擊等各種原因，導(dǎo)致混凝土骨料暴露、溫度裂縫擴大等病癥，需要維修養(yǎng)護。預(yù)縮水泥砂漿一般用來修補混凝土裂縫或其他混凝土缺陷。根據(jù)水電站溢流壩消力池右邊墻混凝土凍融破壞情況，采用預(yù)縮砂漿加固技術(shù)，通過試驗預(yù)縮水泥漿實測平均抗壓強度為32.86 MPa，抗拉強度達2.85MPa，超過一般混凝土強度。

具體施工步驟、工藝以及相應(yīng)要求如下：

3.1 清除凍融破壞的混凝土

使用剁斧清理凍融破壞的混凝土，清理后的混凝土表面平整，最高和最低部分不超過1cm，為梯形，斜側(cè)坡度不小于1∶0.5?；炷帘砻鎽?yīng)清理干凈，不得有灰塵和碎屑。

3.2 環(huán)氧基液

清理干凈的混凝土表面先進行灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時溫度不得低于15℃，養(yǎng)護標準為面干飽合，環(huán)氧基液要有韌性，凝結(jié)時間不能太慢，使預(yù)縮砂漿與維修部位混凝土基面膠結(jié)嚴密。

3.3 拌制預(yù)縮砂漿

預(yù)縮砂漿采用42.5普通硅酸鹽水泥和細砂拌制 （砂子的細度模數(shù)為2.2～2.5）而成?；疑氨葹?∶2.5，水灰比不得大于1∶0.33；人工拌制，先拌勻混合干料 （最少拌合6遍），后灑水拌合。拌和好的預(yù)縮砂漿用濕的麻袋或草蓮子蓋好，放置50min后人工打碎砂漿表層外殼，再加適量水拌合后再用濕的麻袋或草蓮子蓋好，放置15min即進行回填，保證預(yù)縮砂漿的回填質(zhì)量。

3.4 預(yù)縮砂漿回填

采用逐層回填的形式。一層厚度不得大于5cm，用鐵摸子壓實，直到砂漿表面發(fā)潮為止；停留一段時間后用鐵絲劃砂漿表面有白度后，進行第2層預(yù)縮砂漿回填，回填層與原混凝土面齊平。大面積修補一定要注意前一層砂漿發(fā)潮和刷毛的時間，從而確保層間結(jié)合緊密。

3.5 預(yù)縮砂漿養(yǎng)護

預(yù)縮砂漿回填后始終用潮濕的麻袋或草蓮子敷蓋回填部位，不能直接進行澆水養(yǎng)護，逐漸提高預(yù)縮砂漿的強度。

3.6 預(yù)縮砂漿的檢查

預(yù)縮砂漿回填后7d，用敲擊的方法檢查密實度。敲擊時如有空聲，則預(yù)縮砂漿的密實度不好，應(yīng)鑿除重新回填，直至敲擊時發(fā)出實聲為止。預(yù)縮砂漿回填7d檢查無質(zhì)量問題后，在表面均勻地涂刷1層環(huán)氧基液。

4 預(yù)縮砂漿技術(shù)控制標準

施工現(xiàn)場放置標準溫度計，隨時監(jiān)測環(huán)境溫度，外界氣溫低于15℃時應(yīng)停止施工。在拌合預(yù)縮砂漿時，要嚴格控制水灰比?；炷撩嬉筇幚砥秸?，表面干凈，面干飽合。在使用環(huán)氧基液時準備好丙酮，黏到人體時進行清洗，以防環(huán)氧基液傷人。

5 預(yù)縮砂漿技術(shù)成效分析

水電站溢流壩消力池右邊墻混凝土自2008年10月汛后，采用預(yù)縮砂漿進行凍融破壞部位的維修，預(yù)縮砂漿方量為6.8m3，修補面積達15m2，修補深度達10～15cm，費用為13262.15元 （其中材料費用為3383.15元，消力池抽水、施工搭架、人工費占到總費用的75%）。

每年主汛期過后，對維修部位進行檢查，情況良好。2013年2月，對維修部位進行檢查結(jié)果為：混凝土表面平整，新維修混凝土與老混凝土結(jié)合部位無裂縫出現(xiàn)，無凍融剝落現(xiàn)象，經(jīng)5個凍融破壞循環(huán)后維修部位保持良好。

混凝土預(yù)縮砂漿加固技術(shù)處理凍融破壞混凝土是有效的，采用的施工方法和施工工藝是合理的，可較好地提高維修質(zhì)量，減少重復(fù)維修的次數(shù)，提高經(jīng)濟效益，節(jié)約維修費用，并可為其它工程凍融破壞混凝土的處理提供借鑒。

［1］黃國興.水工混凝土建筑物修補技術(shù)及應(yīng)用 ［M］.北京：中國水利水電出版社，2000.

［2］張文淵，張長清.預(yù)縮水泥砂漿修補混凝土缺陷施工技術(shù)［J］.東北水利水電，1999 （12）：30－31.