三峽工程高速過流面混凝土缺陷修補(bǔ).doc

三峽工程高速過流面混凝土缺陷修補(bǔ)張 濤 黃俊瑋 張漢平（中國(guó)水利水電第十一工程局科研所，河南三門峽市，472000）【摘 要】三峽二期工程導(dǎo)流底孔混凝土面屬于高速過流面，且后期檢修困難，因此對(duì)混凝土表面的缺陷處理要求很高。本文介紹了導(dǎo)流底孔混凝土過流面表面缺陷的修補(bǔ)材料和工藝?！娟P(guān)鍵詞】導(dǎo)流底孔，缺陷修補(bǔ)，環(huán)氧砂漿，施工工藝1、 概述 三峽導(dǎo)流底孔是為三峽工程三期施工導(dǎo)流而在溢流壩段施工的二期工程，共22條，孔口尺寸為6m 8.5m，底坎高程56m，澆注的混凝土等級(jí)為C40，厚1m。導(dǎo)流底孔的設(shè)計(jì)運(yùn)行水頭高達(dá)80m，流速達(dá)32m/s，屬于高速過流面，因此對(duì)混凝土的表面質(zhì)量和抗氣蝕、抗沖磨性能要求很高。施工后檢查發(fā)現(xiàn)，混凝土表面出現(xiàn)了一些缺陷，主要包括：氣孔、蜂窩、麻面、錯(cuò)臺(tái)、局部凸凹不平以及殘留鋼筋頭等。在高速水流作用下，這些缺陷部位極易產(chǎn)生空蝕和氣蝕破壞，尤其是在高速挾沙水流的作用下，磨損和沖蝕破壞更為嚴(yán)重，并且這些破壞極易很快惡化，給工程的正常運(yùn)行造成安全隱患。 2、 缺陷的處理原則和要求 三峽工程建設(shè)部“三工建-質(zhì)監(jiān)字-200195號(hào)”文件對(duì)混凝土表面缺陷處理的原則和要求作了規(guī)定：原則修補(bǔ)后的混凝土表面防止產(chǎn)生氣蝕、沖刷和剝離造成的破壞；要求滿足部頒規(guī)范（SDJ-207-82）、TGPS質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)文件要求。3、材料的規(guī)定與選擇3.1 對(duì)修補(bǔ)材料的要求 三峽導(dǎo)流底孔屬于A類高速過流區(qū)，且后期檢修困難，因此三峽工程建設(shè)部和監(jiān)理單位對(duì)混凝土表面缺陷處理的材料作了嚴(yán)格要求。表1 混凝土表面缺陷修補(bǔ)處理材料要求缺陷深度<5 mm5 mm修補(bǔ)材料類 型環(huán)氧砂漿環(huán)氧砂漿或丙乳砂漿性能要求抗壓強(qiáng)度（MPa）60與砼粘結(jié)強(qiáng)度（MPa）2.5施工性能施工方便，無毒、無污染，側(cè)面和頂面施工時(shí)不下墜、不流淌3.2 對(duì)修補(bǔ)材料的選擇通過現(xiàn)場(chǎng)（導(dǎo)流底孔16#孔）材料性能和施工性能對(duì)比試驗(yàn)與論證選定NE型環(huán)氧砂漿作為修補(bǔ)材料，試驗(yàn)結(jié)果見表2。表2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果材 料檢測(cè)性能（MPa）施工性能和材料特點(diǎn)抗壓粘結(jié)拉拔*NE型環(huán)氧砂漿96.82.6施工不粘抹刀，施工面不下墜、平整光潔，材料無毒，雙組份包裝易于施工操作KSF型環(huán)氧砂漿108.22.1材料粘性很大，施工時(shí)粘抹刀嚴(yán)重，施工面因下墜而不平整，材料有一定毒性CT型環(huán)氧砂漿多種化工材料現(xiàn)場(chǎng)配制，材料粘性大，下墜嚴(yán)重 ，材料毒性較大，收縮率偏大丙乳砂漿1.4施工方便、操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，但粘結(jié)性能偏低 *“粘結(jié)拉拔”試驗(yàn)結(jié)果是指修補(bǔ)材料施工面與基礎(chǔ)混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度，采用進(jìn)口專用粘結(jié)拉拔儀（型號(hào)：DYNAZ-15）檢測(cè)。4、 NE型環(huán)氧砂漿及其特點(diǎn) NE型環(huán)氧砂漿是在改性和開發(fā)原材料的基礎(chǔ)上研究出的新型環(huán)氧砂漿材料與傳統(tǒng)環(huán)氧砂漿對(duì)比具有不需要加熱施工、材料無毒、施工時(shí)不粘器具、與混凝土粘結(jié)良好、柔韌性好、變形性能與混凝土基本一致等特點(diǎn)，并且已在黃河小浪底、長(zhǎng)江三峽、陜西天生橋電站、貴州東風(fēng)電站等大中型水電工程中成功應(yīng)用。 表3 NE型環(huán)氧砂漿的主要力學(xué)性能*項(xiàng)目抗壓強(qiáng)度（MPa）抗拉強(qiáng)度（MPa）粘結(jié)強(qiáng)度（MPa）抗壓彈模（GPa）線脹系數(shù)（mm/mm）抗磨強(qiáng)度（h.m2/kg）28天與混凝土28天與鋼板*齡期28天28天28天> 72h28天指標(biāo)111.1415.315.2318.1915.7926.9510-67.66說明：* 試驗(yàn)結(jié)果為中國(guó)水利水電科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)材料所測(cè)試。 * * “28天與鋼板”為底層基液粘結(jié)強(qiáng)度。5、 施工5.1 施工工藝流程基面處理涂刷底層基液配制基液間隔2060min涂抹環(huán)氧砂漿配制砂漿施工收面清理工器具養(yǎng) 護(hù)圖1：施工工藝流程圖5.2 混凝土基礎(chǔ)面處理5.2.1 外露鋼筋頭、管件頭的處理 將鋼筋頭、管件頭用砂輪沿混凝土面切割掉，采用電鉆（或砂輪）切割成規(guī)則的周邊，鑿深25mm后切除露出的鋼筋頭、管件頭。若孔（口）內(nèi)采用氣割則需將受高溫灼傷的混凝土切除，若加鑿（鉆）深度不小于20mm，保留剩余鋼筋頭。 也可以將鋼筋頭、管件頭周邊鋸成一個(gè)深25mm的方形口，再把方形口內(nèi)混凝土鑿至能使鋼筋截?cái)嗑啾砻?5mm深度，鋸斷鋼筋距表面25mm。5.2.2 表面蜂窩、麻面、氣泡密集區(qū)的處理 缺陷深度小于5mm時(shí)，只做打磨處理，磨除厚度不小于5mm。若打磨處理不能徹底達(dá)到效果，則按缺陷深度大于5mm的要求處理。 缺陷深度大于5mm時(shí)，鑿除表面形狀是一個(gè)四邊形或多邊形，其內(nèi)角宜為70 250；麻面混凝土鑿除的深度以最深凹部位的鑿除厚度不小于5mm，平面邊緣鑿成直角，頂角90 100。5.2.3 表面缺損、非受力鋼筋露筋、小孔洞（孔徑大于20mm）的處理深度小于100mm，將周邊切割成規(guī)則形狀并鑿至混凝土密實(shí)面（若有露筋，則需加深鑿至鋼筋以里50mm）。深度大于100mm的采用其它材料和方法處理。5.2.4用高壓水（約7MPa）沖洗干凈混凝土面上的浮塵、松動(dòng)顆粒和薄弱部份。5.2.5基礎(chǔ)面處理經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后再進(jìn)行修補(bǔ)施工。5.3 底層基液的拌和與涂刷5.3.1按給定比例分別稱量出一定量的底層基液A、B組份，并將B組份倒入A組份內(nèi)拌和均勻。5.3.2 用毛刷將底層基液均勻地涂刷到基面上，涂刷要求薄而均勻，不能有漏刷、厚刷、流淌等現(xiàn)象；尤其是邊角部位，不能有基液聚集、掛流或漏刷等情況。5.3.3涂刷完畢后靜停20min60min（具體時(shí)間視現(xiàn)場(chǎng)溫度而定），手觸有拉絲現(xiàn)象再涂抹環(huán)氧砂漿。5.3.4 底層基液堅(jiān)持現(xiàn)拌現(xiàn)用的原則，避免一次拌制過多，其適用期一般為40min90min，材料發(fā)粘、發(fā)熱后就禁用并廢棄。5.4 環(huán)氧砂漿的拌制與涂抹5.4.1按給定比例分別稱量出一定量的環(huán)氧砂漿A、B組份混合攪拌均勻即可施工使用。5.4.2涂抹環(huán)氧砂漿時(shí)邊涂抹邊壓實(shí)，尤其是邊角部位，不能有錯(cuò)臺(tái)、連接縫或下墜等現(xiàn)象。5.4.3施工厚度大于20mm時(shí)，分兩次或多次施工涂抹，每層涂抹厚度5mm20mm，第一層環(huán)氧砂漿施工完后13天再施工第二層，依此類推。5.4.4環(huán)氧砂漿堅(jiān)持現(xiàn)拌現(xiàn)用的原則，避免一次拌制過多，其適用期一般為60min120min，材料發(fā)粘、發(fā)硬后就禁用并廢棄。5.5 質(zhì)量控制與檢測(cè)5.5.1施工期間每批進(jìn)料都進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)（主要包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度）。5.5.2 每施工班次作好施工記錄，包括材料的稱量與拌和情況、施工現(xiàn)場(chǎng)溫度、施工人員組合、施工部位、工作量等。5.5.3施工面與周邊混凝土保持平整一致，且環(huán)氧砂漿施工面保證平整、光潔、無龜裂、無下墜等現(xiàn)象，接縫橫平豎直無錯(cuò)臺(tái)。5.5.4常規(guī)檢查 施工完畢3天后，用小錘輕擊表面，聲音清脆者說明環(huán)氧砂漿層密實(shí)并粘結(jié)良好，聲音沙啞或有“咚咚”的聲音，說明環(huán)氧砂漿層不密實(shí)或者與混凝土粘結(jié)不良，鑿除重補(bǔ)。5.5.5 環(huán)氧砂漿施工面與基礎(chǔ)混凝土的粘結(jié)拉拔強(qiáng)度要求不小于1.5MPa或試驗(yàn)破壞在混凝土本身。表4 質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)數(shù)量（個(gè)）設(shè)計(jì)值（MPa）平均值（MPa）最大值（MPa）最小值（MPa）離差系數(shù)保證率（%）抗壓強(qiáng)度*760104.9109.299.600.036100抗拉強(qiáng)度*712.2112.8011.600.027與砼粘結(jié)強(qiáng)度*72.54.264.504.000.050100粘結(jié)拉拔強(qiáng)度*261.5*2.524.51.150.36596.1施工面檢測(cè)55100 * “抗壓強(qiáng)度”、 “抗拉強(qiáng)度” 、“與砼粘結(jié)強(qiáng)度”結(jié)果系材料生產(chǎn)檢測(cè)結(jié)果；“粘結(jié)拉拔強(qiáng)度”系環(huán)氧砂漿施工面與混凝土的粘結(jié)現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn)結(jié)果。 * * “與砼粘結(jié)強(qiáng)度”的設(shè)計(jì)值為不小于1.5MPa或者試驗(yàn)破壞在混凝土本體。5.6 養(yǎng)護(hù)5.6.1 環(huán)氧砂漿施工完后一般需要養(yǎng)護(hù)37天，在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)盡量避免受到人為撞擊、鑿、碰等，以免受到外力損傷。5.6.2 養(yǎng)護(hù)期內(nèi)避免受到水的浸泡。5.6.3 養(yǎng)護(hù)溫度應(yīng)在材料的允許使用范圍內(nèi)。6、結(jié)語 三峽導(dǎo)流底孔的混凝土表面缺陷修補(bǔ)，滿足設(shè)計(jì)要求。 參考文獻(xiàn) 1.陳平，劉勝平.環(huán)氧樹脂.北京:化學(xué)工業(yè)出版社（1999）。 2.買淑芳.混凝土聚合物復(fù)合材料及其應(yīng)用.北京:科學(xué)技術(shù)出版社（1996）單位名稱：中國(guó)水電十一局鄭州科研設(shè)計(jì)有限公司通訊地址：河南省鄭州市高新區(qū)蓮花街9號(hào)中國(guó)水電大廈429室郵政編碼：450001電話：0371-86019210 電子信箱：13839859607139.com