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【摘要】混凝土重力坝经多年运行，坝体混凝土表面乳皮剥落、麻面、裂缝局部剥落深度达10cm之多，钢筋外露锈蚀严重，为延长工程使用寿命，使电站安全运行，采用丙乳砂浆对电站重力坝上游坝面进行加固处理。本文对该施工工艺以工程实例进行了探索和总结。
【关键词】混凝土重力坝；表面处理；丙乳砂浆
Abstract: After years of running the concrete gravity dam, the milky skin of dam concrete surface began peeling, got pockmarked, the depth of crack from the pitted surface extended to almost 10 cm deep. The exposed steel got serious corrosion. to prolong service life of project and strengthen safe operation of the power plant, the acrylic emulsion mortar is used on upstream dam of the power station for reinforcement. In this paper, the practical engineering of such construction technology will be explored and summarized.
Key words: concrete gravity dam; surface treatment; acrylic emulsion mortar
中图分类号：TV543+.6[文献标识码]A 文章编号：
1工程概况
黄壁庄水库位于河北省鹿泉市黄壁庄镇附近的滹沱河上,距离省会石家庄约30公里,是海河流域子牙河水系两大支流之一滹沱河中下游重要的控制性的大(1)型水利枢纽工程。总库容12.1亿立方米。枢纽建筑物主要由主坝、副坝、重力坝、正常溢洪道、非常溢洪道、灵正渠涵管及电等组成。其中电站重力坝为1958年施工，经多年运行，坝体混凝土表面乳皮剥落、麻面、裂缝局部剥落深度达10cm之多，钢筋外露锈蚀严重，为延长工程使用寿命，使电站安全运行，黄壁庄水库除险加固工程建设局，河北水利水电设计院决定采用丙乳砂浆对电站重力坝上游坝面进行抹面加固处理。
2处理范围
根据黄壁庄水库除险加固工程冀黄设知字[2002]第40号水工专业[2002]第33号设计通知，经有关部门现场勘测研究确定此次处理面积为坝体上游面，总面2200平方米左右，平均抹面厚度为3cm。
丙乳砂浆是聚合物水泥砂浆的一种，它是以少量有机聚合物掺入到新新拌水泥砂浆中与无机水泥成为复合胶凝材料。由于聚合物的掺入，在砂浆内部形成网状薄膜填充了砂浆中的孔隙，切断了与外界的通道起到了密作用，改善了砂浆的物理结构，因此它具有抗冻、抗渗、耐冲磨性能好，与老混凝土的粘结强度、抗裂性能优异，尤其适用于混凝土表面薄层修补而不自裂。
3工程设计指标如下
（1）抗压强度＞30MPa；
（2）抗拉强度＞5MPa；
（3）抗渗标号＞S8；
（4）抗冻标号＞D200；
（5）抗折标号＞5MPa；
（6）与老混凝土的粘结抗拉强度＞2.5MPa。
4室内试验
电站重力坝上游面采用丙乳砂浆抹面处理，方案已经确定，我们立即送原材料去河北省水利中心第二试验室作原材料配比和性能验证性试验，本项工程除丙乳外拟采用当地原材料，配合比按设计要求采用水泥:砂子为1:2，丙乳掺量为水泥用量的25%。
4.1原材料
水泥：采用河北省石家庄市鼎鑫水泥厂2002年9月生产的普硅42.5MPa水泥。试验结果列于表1
由表1知水泥试验结果符合普硅42.5MPa水泥标准。抗折超强26.2%、抗压超强35.1%；
砂子：采用河北省行唐砂，试验结果如下表2；
由表2知,砂子试验结果级配区属区为中砂偏粗其它试验结果均合格。
丙乳：采用南京永丰化工厂2002年9月3日生产，各项性能指标列于表3
拌合水:：自来水
4.2试验配合比
按设计要求，本着即满足工程要求又节约的原则采用灰砂比1：2（重量比）丙乳掺量为水泥用量的25%。试验结果列于下表4
由表4知各项力学指标均可满足设计要求。
据28天龄期抗压超强46%，抗折超强6.8%，抗拉超强6%，粘结抗拉超强12%。
5丙乳砂浆的施工
本次施工为大面积立面、局部仰面、斜面及弧形面，施工难度很大，为保证工程质量，在大面积施工前，对丙乳砂浆的拌和、抹面工艺及养护方法都作现场试验，同时根据高空作业工作面狭窄，必须随抹面随搭架子的施工特点，以据当时气候、施工进度及人员安排作了施工组织设计。
5.1基底处理
基底处理是丙乳砂浆施工中的重要工序之一，它直接影响抹面质量，在施工中采用风钻凿毛和人工凿毛相接合，将原砼表面的疏松层凿除干净，使基底露出坚硬、密实的砼面，然后用高压水将粉尘冲洗干净，待抹面施工。
5.2原材料与施工配合比
施工用原材料水泥、砂子、丙乳与室内试验相同拌
和用水采用水库水，砂子晒干过3mm筛装代备用。
施工配合比采用设计建议经河北省水工局中心试验室试验确定的配合比（同室内试验均采用重量比），又据设计指标,施工性通过试试拌确定了丙乳砂浆的配合比如表5。为方便施工时称重，每次拌和所需各材料的重量如表5。
注:乳灰比根据设计建议本着即满足工程要求又节约的原则采用乳液占水泥量的25%。
5.3丙乳砂浆、净浆的的拌和
根据本次施工的特点，丙乳砂浆的拌和采用人工拌和。先将水泥、砂子、干拌均匀，再将称好的丙乳、水混合后加入灰砂中湿拌，为使丙乳砂浆得以充分搅拌，工人穿胶靴踏踩三遍到四遍直到满足抹面和易性为止。
丙乳水泥净浆：先将称好的水泥加入桶中，再将好的乳液1/3加入，并用木棒不断搅拌，然后再将乳液的2/3加入，继续搅拌直至均匀无水泥团为止，并在涂刷过程中仍不断搅拌以水泥沉淀。
5.4抹面施工及养护
由于本次抹面均为立面、仰面，且抹面厚度超过3cm在施工中采取分层作业。先将局部破坏深度较大的部位用高标号砂浆填堵。预留2～3cm抹底层、面层丙乳砂浆，按丙乳砂浆施工技术要求，在每层抹面前把基底洒水潮湿，再用丙净浆涂底，以利丙乳砂浆和基底的粘结。抹面顺序均为由上而上视气温高低一般在抹面24小时后开始洒水养护。底层砂浆用木抹子用力抹平，抹成毛面，抹面层时木抹子压平后，再用铁抹子压实，均向一个方向用力压抹，以防将表面拉裂，派专人用农用喷雾器洒水养护，一般在养护3～7天后，即涂面层丙乳净浆，然后自然养护。
5.5质量控制与检查
本次丙乳砂浆的抹面施工，自9月中旬开始至10月下旬完工历时一个多月，虽气温不太高，但有时中午温度仍然较高，为避开高温使工作面的温度基本控制在25℃左右，我们将作业时间客观存安排在早6：30开始中午休息2～3个小时晚6点结束。
在施工前对工人进行了技术交底，砂浆的拌制、抹面严格按施工技术要求去做，选择几个抹灰较好的工人进行试抹。并在抹面施工过程中反复强调丙乳砂浆的抹面特点，使工程质量得到较满意的效果。
丙乳砂浆的配制要求比较严格，为保证配料准确，每次拌和均有专人负责称重，在湿养期间派专人用喷雾器洒水养护。
为檢查丙乳砂浆的施工质量，在施工过程中作了现场取样试验其结果见表6：
在抹面施工中,曾将重力坝坝块分缝处理后发现,原伸缩缝处的抹面又被拉开,而且很下规则为使坝面整齐、美观，我们将伸缩缝处的丙乳砂浆面切开并用橡胶条镶嵌在伸缩缝中，处理后效果下错。
6结束语
室内试验结果表明,丙乳砂浆抗压、抗折、抗拉强度高，与旧混凝土粘接抗拉强度高，防渗，防冻指标满足设计要求。通过丙乳砂浆处理过坝面美观大方，实用，延长大坝使用年限。这种新材料使用对于解决大坝混凝土表面缺陷提供新的途径。
参考文献：
[1]《水利水电工程施工组织设计手册》(1～4)，中国水利水电出版社，1997；
[2] 梁润，《施工技术》，水利电力出版社，1985。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
【关键词】混凝土重力坝；表面处理；丙乳砂浆
Abstract: After years of running the concrete gravity dam, the milky skin of dam concrete surface began peeling, got pockmarked, the depth of crack from the pitted surface extended to almost 10 cm deep. The exposed steel got serious corrosion. to prolong service life of project and strengthen safe operation of the power plant, the acrylic emulsion mortar is used on upstream dam of the power station for reinforcement. In this paper, the practical engineering of such construction technology will be explored and summarized.
Key words: concrete gravity dam; surface treatment; acrylic emulsion mortar
中图分类号：TV543+.6[文献标识码]A 文章编号：
1工程概况
黄壁庄水库位于河北省鹿泉市黄壁庄镇附近的滹沱河上,距离省会石家庄约30公里,是海河流域子牙河水系两大支流之一滹沱河中下游重要的控制性的大(1)型水利枢纽工程。总库容12.1亿立方米。枢纽建筑物主要由主坝、副坝、重力坝、正常溢洪道、非常溢洪道、灵正渠涵管及电等组成。其中电站重力坝为1958年施工，经多年运行，坝体混凝土表面乳皮剥落、麻面、裂缝局部剥落深度达10cm之多，钢筋外露锈蚀严重，为延长工程使用寿命，使电站安全运行，黄壁庄水库除险加固工程建设局，河北水利水电设计院决定采用丙乳砂浆对电站重力坝上游坝面进行抹面加固处理。
2处理范围
根据黄壁庄水库除险加固工程冀黄设知字[2002]第40号水工专业[2002]第33号设计通知，经有关部门现场勘测研究确定此次处理面积为坝体上游面，总面2200平方米左右，平均抹面厚度为3cm。
丙乳砂浆是聚合物水泥砂浆的一种，它是以少量有机聚合物掺入到新新拌水泥砂浆中与无机水泥成为复合胶凝材料。由于聚合物的掺入，在砂浆内部形成网状薄膜填充了砂浆中的孔隙，切断了与外界的通道起到了密作用，改善了砂浆的物理结构，因此它具有抗冻、抗渗、耐冲磨性能好，与老混凝土的粘结强度、抗裂性能优异，尤其适用于混凝土表面薄层修补而不自裂。
3工程设计指标如下
（1）抗压强度＞30MPa；
（2）抗拉强度＞5MPa；
（3）抗渗标号＞S8；
（4）抗冻标号＞D200；
（5）抗折标号＞5MPa；
（6）与老混凝土的粘结抗拉强度＞2.5MPa。
4室内试验
电站重力坝上游面采用丙乳砂浆抹面处理，方案已经确定，我们立即送原材料去河北省水利中心第二试验室作原材料配比和性能验证性试验，本项工程除丙乳外拟采用当地原材料，配合比按设计要求采用水泥:砂子为1:2，丙乳掺量为水泥用量的25%。
4.1原材料
水泥：采用河北省石家庄市鼎鑫水泥厂2002年9月生产的普硅42.5MPa水泥。试验结果列于表1
由表1知水泥试验结果符合普硅42.5MPa水泥标准。抗折超强26.2%、抗压超强35.1%；
砂子：采用河北省行唐砂，试验结果如下表2；
由表2知,砂子试验结果级配区属区为中砂偏粗其它试验结果均合格。
丙乳：采用南京永丰化工厂2002年9月3日生产，各项性能指标列于表3
拌合水:：自来水
4.2试验配合比
按设计要求，本着即满足工程要求又节约的原则采用灰砂比1：2（重量比）丙乳掺量为水泥用量的25%。试验结果列于下表4
由表4知各项力学指标均可满足设计要求。
据28天龄期抗压超强46%，抗折超强6.8%，抗拉超强6%，粘结抗拉超强12%。
5丙乳砂浆的施工
本次施工为大面积立面、局部仰面、斜面及弧形面，施工难度很大，为保证工程质量，在大面积施工前，对丙乳砂浆的拌和、抹面工艺及养护方法都作现场试验，同时根据高空作业工作面狭窄，必须随抹面随搭架子的施工特点，以据当时气候、施工进度及人员安排作了施工组织设计。
5.1基底处理
基底处理是丙乳砂浆施工中的重要工序之一，它直接影响抹面质量，在施工中采用风钻凿毛和人工凿毛相接合，将原砼表面的疏松层凿除干净，使基底露出坚硬、密实的砼面，然后用高压水将粉尘冲洗干净，待抹面施工。
5.2原材料与施工配合比
施工用原材料水泥、砂子、丙乳与室内试验相同拌
和用水采用水库水，砂子晒干过3mm筛装代备用。
施工配合比采用设计建议经河北省水工局中心试验室试验确定的配合比（同室内试验均采用重量比），又据设计指标,施工性通过试试拌确定了丙乳砂浆的配合比如表5。为方便施工时称重，每次拌和所需各材料的重量如表5。
注:乳灰比根据设计建议本着即满足工程要求又节约的原则采用乳液占水泥量的25%。
5.3丙乳砂浆、净浆的的拌和
根据本次施工的特点，丙乳砂浆的拌和采用人工拌和。先将水泥、砂子、干拌均匀，再将称好的丙乳、水混合后加入灰砂中湿拌，为使丙乳砂浆得以充分搅拌，工人穿胶靴踏踩三遍到四遍直到满足抹面和易性为止。
丙乳水泥净浆：先将称好的水泥加入桶中，再将好的乳液1/3加入，并用木棒不断搅拌，然后再将乳液的2/3加入，继续搅拌直至均匀无水泥团为止，并在涂刷过程中仍不断搅拌以水泥沉淀。
5.4抹面施工及养护
由于本次抹面均为立面、仰面，且抹面厚度超过3cm在施工中采取分层作业。先将局部破坏深度较大的部位用高标号砂浆填堵。预留2～3cm抹底层、面层丙乳砂浆，按丙乳砂浆施工技术要求，在每层抹面前把基底洒水潮湿，再用丙净浆涂底，以利丙乳砂浆和基底的粘结。抹面顺序均为由上而上视气温高低一般在抹面24小时后开始洒水养护。底层砂浆用木抹子用力抹平，抹成毛面，抹面层时木抹子压平后，再用铁抹子压实，均向一个方向用力压抹，以防将表面拉裂，派专人用农用喷雾器洒水养护，一般在养护3～7天后，即涂面层丙乳净浆，然后自然养护。
5.5质量控制与检查
本次丙乳砂浆的抹面施工，自9月中旬开始至10月下旬完工历时一个多月，虽气温不太高，但有时中午温度仍然较高，为避开高温使工作面的温度基本控制在25℃左右，我们将作业时间客观存安排在早6：30开始中午休息2～3个小时晚6点结束。
在施工前对工人进行了技术交底，砂浆的拌制、抹面严格按施工技术要求去做，选择几个抹灰较好的工人进行试抹。并在抹面施工过程中反复强调丙乳砂浆的抹面特点，使工程质量得到较满意的效果。
丙乳砂浆的配制要求比较严格，为保证配料准确，每次拌和均有专人负责称重，在湿养期间派专人用喷雾器洒水养护。
为檢查丙乳砂浆的施工质量，在施工过程中作了现场取样试验其结果见表6：
在抹面施工中,曾将重力坝坝块分缝处理后发现,原伸缩缝处的抹面又被拉开,而且很下规则为使坝面整齐、美观，我们将伸缩缝处的丙乳砂浆面切开并用橡胶条镶嵌在伸缩缝中，处理后效果下错。
6结束语
室内试验结果表明,丙乳砂浆抗压、抗折、抗拉强度高，与旧混凝土粘接抗拉强度高，防渗，防冻指标满足设计要求。通过丙乳砂浆处理过坝面美观大方，实用，延长大坝使用年限。这种新材料使用对于解决大坝混凝土表面缺陷提供新的途径。
参考文献：
[1]《水利水电工程施工组织设计手册》(1～4)，中国水利水电出版社，1997；
[2] 梁润，《施工技术》，水利电力出版社，1985。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。