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【摘 要】 南水北调是缓解我国北方水资源严重短缺局面的重大战略性工程，主要解决京、津、冀、豫、鄂五省市的城市生活和工业用水为主，兼顾补给部分地区农业及其他用水。所以要求构筑物（主要是迎水面）使用的各种材料必须无毒害、无污染等，传统的水泥砂浆材料粘结力不能满足设计要求，环氧等修补材料虽然具有高强的粘接能力，但是有毒性，在南水北调中禁止在迎水面中使用。故采用丙乳进行箱涵混凝土表面缺陷处理能有效的提高混凝土的防水抗裂能力，并且无毒、无害，可以在南水北调箱涵混凝土表面缺陷处理推广和应用。
【关键词】 丙乳；南水北调；混凝土；表面缺陷；施工工艺
【中图分类号】 TU755.9 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2013）01-012-01
南水北调为线性工程，施工环境复杂，施工工期较长，特别是焦作1～2标，位于焦作市主城区，不可控因素较多，对各种构筑物混凝土浇筑质量存在不同程度的影响。比如混凝土浇筑工程中的阻工造成混凝土拌合物坍落度的损失；还有焦作市附近均为小型混凝土砂石骨料生产厂家，无法按照大型骨料生产工艺标准进行骨料加工，所以骨料质量不稳定；加之近年来，国家建设工程增多，农民工需求量加大，工人技能素质较差等各种因素对混凝土成型质量也不同程度存在影响。所以混凝土在浇筑过程中，不可避免的会出现局部表面缺陷现象。
南水北调混凝土箱涵均为有压涵洞，迎水面的外观质量和强度直接构筑物后期的安全运行，进而影响到工程的经济效益和社会效益。因而选用力学性能强度高且有良好水工特性的修补材料是保证混凝土箱涵正常运行的关键。丙乳砂浆（混凝土）因具有与老混凝土较高的粘结强度及较低的弹性模量，广泛用于老混凝土构筑物修补工程中。
1 丙乳
1.1 产品概述。丙乳是丙烯酸脂共聚乳液的简称，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，已列入《工业建筑防腐设计规范》（GB50046-95）作为化工耐腐蚀材料。加入水泥砂浆后为聚合物水泥砂浆，属于高分子聚合物乳液改性水泥砂浆，已被广泛用于水利、公路、工业及民用建筑等的防渗、防腐护面和修补工程。
1.2 丙乳作用的原理。丙乳砂浆中聚合物膜弹性模量较小，它使水泥浆体内部的应力状态得到改善，可以承受变形而使水泥石应力减少，产生裂缝的可能性也减少，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，微裂缝常在聚合物膜较多处消失，显示聚合物的抗裂作用；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，起到密封的作用。
1.3 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。具体如下：①该产品无毒、无害、对环境无污染，属于绿色环保型产品。施工方便、成本低，以及密封作用好，能够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。②优异的粘结性能。可采用人工涂抹，施工工艺简单，易操作和控制施工质量，并适合潮湿面粘结，与基础混凝土温度适应性好，克服了环氧树脂砂浆常因其膨胀系数大于基底混凝土而开裂、鼓包与脱落和不适合潮湿面粘结、不耐大气老化等缺点。③抗渗能力强。丙乳砂浆的密实性远远优于同灰砂比的普通砂浆，抗氯离子渗透能力提高8倍以上。抗水渗透性提高3倍以上，2天吸水率降低10倍。④力学性能显著提高。与同灰砂比的普通水泥砂浆相比，抗拉、抗折强度分别提高35%和50%。极限引申率提高1～3倍。弹性模量降低，收缩减少，抗裂性能显著提高。
2 丙乳的施工工艺
2.1 工艺流程。缺陷表面凿毛、清理→表面冲洗及充分湿润→基面涂刷丙乳净浆→填塞丙乳砂浆→表面处理→养护。
2.2 表面凿毛、清理。施工前须清除缺陷表面及周边范围污物、尘土和松软、脆弱部分，并对基面进行人工凿毛（深度为1～2mm），在薄层修补区的边缘还宜凿一道“V”形槽，以增加修补面与老混凝土面的粘结。
2.3 表面冲洗及充分湿润。先人工撬除混凝土表面凿毛的松散块，然后用清水将凿毛后的混凝土表面冲洗干净。施工前，先将待处理面充分湿润，确保表面处于饱和状态（但不应有积水）。
2.4 基面涂刷丙乳净浆。在填塞丙乳砂浆之前，在修补面上涂刷丙乳净浆打底，净浆配比为丙乳：水泥=1：2（质量比），在净浆未硬化前即铺筑丙乳砂浆，确保粘结效果，防止硬化后分离或脱落。
2.5 丙乳砂浆的配比及铺筑。根据工程需要，结合南水北调工程的特性，选定灰砂比及丙乳掺量。有抗渗要求的混凝土缺陷修补砂浆的灰砂比应选用1：1.15～1.2，丙乳掺量为水泥用量的25～30%。施工前，根据现场水泥和砂子及施工和易性要求通过试拌确定水灰比，丙乳砂浆应尽量选用小水灰比。
每次拌制的丙乳砂浆，要求能再30～45分钟内使用完，不宜一次拌制过多。修补面积较大时，可分段隔块跳开施工。
2.6 养护。丙乳砂浆表面略干后，采用薄膜覆盖（立面上可采用透明胶带把薄膜粘贴在混凝土表面上），一昼夜后，再洒水养护7天即可，在阳光直射或风口部位还需注意遮阳、保湿、防止风干造成干裂。
3 质量控制措施
3.1 温度控制。施工用的丙乳胶液要在适宜的温度下密封保存，防止乳液变质。施工时的温度不宜过高和过低，否则施工中的各环节都会受到影响。
3.2 凿毛深度的控制。凿毛时，一定要把原松散、缺陷的混凝土清除干净，凿毛深度要一致，不可深浅不一，特别是周边新老混凝土交接处，确保砂浆砂浆填塞厚度，防止后期裂缝。
3.3 基面冲洗饱和控制。基面要用水彻底冲洗干净，在净浆打底前一定使基面混凝土达到饱和面干状态，否则填塞丙乳砂浆时，水分将易被基底混凝土吸走，从而改变砂浆水灰比，影响材料性能及质量。
3.4 填塞质量控制。如果修补厚度较大时，丙乳砂浆要分层摊铺，每层厚度1.5cm，每层均需用木抹子压实抹平，最上面封口层压实后用铁抹子抹光，确保修补砂浆与基底的粘结强度。
4 结束语
丙乳砂浆具有优异的抗渗性、抗腐蚀性，是一种较好的混凝土修补材料，它既有环氧砂浆高强度和高粘结能力的特性，同时弥补了环氧砂浆具有毒害，需要干燥施工环境的缺点，在南水北调迎水面混凝土施工中值得推广应用。
参考文献
1 石韧.丙乳砂浆在混凝土加固中的应用
【关键词】 丙乳；南水北调；混凝土；表面缺陷；施工工艺
【中图分类号】 TU755.9 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2013）01-012-01
南水北调为线性工程，施工环境复杂，施工工期较长，特别是焦作1～2标，位于焦作市主城区，不可控因素较多，对各种构筑物混凝土浇筑质量存在不同程度的影响。比如混凝土浇筑工程中的阻工造成混凝土拌合物坍落度的损失；还有焦作市附近均为小型混凝土砂石骨料生产厂家，无法按照大型骨料生产工艺标准进行骨料加工，所以骨料质量不稳定；加之近年来，国家建设工程增多，农民工需求量加大，工人技能素质较差等各种因素对混凝土成型质量也不同程度存在影响。所以混凝土在浇筑过程中，不可避免的会出现局部表面缺陷现象。
南水北调混凝土箱涵均为有压涵洞，迎水面的外观质量和强度直接构筑物后期的安全运行，进而影响到工程的经济效益和社会效益。因而选用力学性能强度高且有良好水工特性的修补材料是保证混凝土箱涵正常运行的关键。丙乳砂浆（混凝土）因具有与老混凝土较高的粘结强度及较低的弹性模量，广泛用于老混凝土构筑物修补工程中。
1 丙乳
1.1 产品概述。丙乳是丙烯酸脂共聚乳液的简称，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，已列入《工业建筑防腐设计规范》（GB50046-95）作为化工耐腐蚀材料。加入水泥砂浆后为聚合物水泥砂浆，属于高分子聚合物乳液改性水泥砂浆，已被广泛用于水利、公路、工业及民用建筑等的防渗、防腐护面和修补工程。
1.2 丙乳作用的原理。丙乳砂浆中聚合物膜弹性模量较小，它使水泥浆体内部的应力状态得到改善，可以承受变形而使水泥石应力减少，产生裂缝的可能性也减少，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，微裂缝常在聚合物膜较多处消失，显示聚合物的抗裂作用；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，起到密封的作用。
1.3 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。具体如下：①该产品无毒、无害、对环境无污染，属于绿色环保型产品。施工方便、成本低，以及密封作用好，能够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。②优异的粘结性能。可采用人工涂抹，施工工艺简单，易操作和控制施工质量，并适合潮湿面粘结，与基础混凝土温度适应性好，克服了环氧树脂砂浆常因其膨胀系数大于基底混凝土而开裂、鼓包与脱落和不适合潮湿面粘结、不耐大气老化等缺点。③抗渗能力强。丙乳砂浆的密实性远远优于同灰砂比的普通砂浆，抗氯离子渗透能力提高8倍以上。抗水渗透性提高3倍以上，2天吸水率降低10倍。④力学性能显著提高。与同灰砂比的普通水泥砂浆相比，抗拉、抗折强度分别提高35%和50%。极限引申率提高1～3倍。弹性模量降低，收缩减少，抗裂性能显著提高。
2 丙乳的施工工艺
2.1 工艺流程。缺陷表面凿毛、清理→表面冲洗及充分湿润→基面涂刷丙乳净浆→填塞丙乳砂浆→表面处理→养护。
2.2 表面凿毛、清理。施工前须清除缺陷表面及周边范围污物、尘土和松软、脆弱部分，并对基面进行人工凿毛（深度为1～2mm），在薄层修补区的边缘还宜凿一道“V”形槽，以增加修补面与老混凝土面的粘结。
2.3 表面冲洗及充分湿润。先人工撬除混凝土表面凿毛的松散块，然后用清水将凿毛后的混凝土表面冲洗干净。施工前，先将待处理面充分湿润，确保表面处于饱和状态（但不应有积水）。
2.4 基面涂刷丙乳净浆。在填塞丙乳砂浆之前，在修补面上涂刷丙乳净浆打底，净浆配比为丙乳：水泥=1：2（质量比），在净浆未硬化前即铺筑丙乳砂浆，确保粘结效果，防止硬化后分离或脱落。
2.5 丙乳砂浆的配比及铺筑。根据工程需要，结合南水北调工程的特性，选定灰砂比及丙乳掺量。有抗渗要求的混凝土缺陷修补砂浆的灰砂比应选用1：1.15～1.2，丙乳掺量为水泥用量的25～30%。施工前，根据现场水泥和砂子及施工和易性要求通过试拌确定水灰比，丙乳砂浆应尽量选用小水灰比。
每次拌制的丙乳砂浆，要求能再30～45分钟内使用完，不宜一次拌制过多。修补面积较大时，可分段隔块跳开施工。
2.6 养护。丙乳砂浆表面略干后，采用薄膜覆盖（立面上可采用透明胶带把薄膜粘贴在混凝土表面上），一昼夜后，再洒水养护7天即可，在阳光直射或风口部位还需注意遮阳、保湿、防止风干造成干裂。
3 质量控制措施
3.1 温度控制。施工用的丙乳胶液要在适宜的温度下密封保存，防止乳液变质。施工时的温度不宜过高和过低，否则施工中的各环节都会受到影响。
3.2 凿毛深度的控制。凿毛时，一定要把原松散、缺陷的混凝土清除干净，凿毛深度要一致，不可深浅不一，特别是周边新老混凝土交接处，确保砂浆砂浆填塞厚度，防止后期裂缝。
3.3 基面冲洗饱和控制。基面要用水彻底冲洗干净，在净浆打底前一定使基面混凝土达到饱和面干状态，否则填塞丙乳砂浆时，水分将易被基底混凝土吸走，从而改变砂浆水灰比，影响材料性能及质量。
3.4 填塞质量控制。如果修补厚度较大时，丙乳砂浆要分层摊铺，每层厚度1.5cm，每层均需用木抹子压实抹平，最上面封口层压实后用铁抹子抹光，确保修补砂浆与基底的粘结强度。
4 结束语
丙乳砂浆具有优异的抗渗性、抗腐蚀性，是一种较好的混凝土修补材料，它既有环氧砂浆高强度和高粘结能力的特性，同时弥补了环氧砂浆具有毒害，需要干燥施工环境的缺点，在南水北调迎水面混凝土施工中值得推广应用。
参考文献
1 石韧.丙乳砂浆在混凝土加固中的应用