浅析CCCW在水电工程中的应用
2012-10-27简俊杰张其勇刘磊韩斌
简俊杰 张其勇 刘磊 韩斌
武警水电第一总队
浅析CCCW在水电工程中的应用
简俊杰 张其勇 刘磊 韩斌
武警水电第一总队
糯扎渡水电站心墙堆石坝最大坝高
261.5 m，坝顶长630.06m，坝体基本剖面为中央直立心墙形式，心墙区垫层混凝土底
部高程为560.0m，顶部高程为820.5m。防渗土料填筑前在垫层及廊道混凝土表面涂
刷CCCW，本文以糯扎渡水电站大坝工程为例，浅析CCCW在水电工程中的应用。
1.CCCW的防水机理
水泥基渗透结晶型防水材料(以下简称CCCW)系由普通硅酸盐水泥、硅砂、带有活性功能基团的催化剂等组成，较普遍的应用是与水拌和（有些情况还要加入化学添加剂），调配成可以涂刷或喷涂的浆料。作为涂层施工后，CCCW不仅能形成一个有效的防水涂层，而且其含有的活性化学复合物可以向混凝土土内部渗透，与混凝土中游离的活性物质产生化学反应，形成不溶的结晶体复合物，进而靠结晶增长堵塞毛细通道。这些结晶体，通常可以增长到4mm，即高于混凝土毛细管径的最大尺寸，从而使混凝土致密、防水。换言之，CCCW以水为载体，将涂层中的活性化学物质即催化剂带入混凝土结构内部的孔缝中，与混凝土中的游离离子交互反应生成不溶于水的结晶物。结晶物在结构缝中吸水胀大，由疏至密，使混凝土结构表层向纵深逐渐形成一个致密的抗渗能力，这个结晶生成的过程实际上就渗透-结晶的过程。由于活性催化剂的作用，只要混凝土结构中有水存在，渗透-结晶就会反复存在。
CCCW是1942年德国化学家Lanritz Jensen（劳伦斯 杰逊）在解决水泥船渗漏水的实践中发明的，国外已有几十年的应用历史。CCCW在我国正式投入应用也有十多年的历史。早些年，CCCW由于母料进口渠道的繁杂和产品市场价格的昂贵，生产厂家将产品市场开拓的主要目标聚焦在大型市政工程和工业民用建筑的地下结构、地铁、桥梁路面、污水处理厂等。近年来，随着该类产品进口原料价格的逐年下降和社会对该产品认识的加深，CCCW应用范围已越来越广泛，CCCW在我国西南地区大型水电工程中的应用逐渐趋于广泛。
2.工程应用
2.1 工程简述
糯扎渡水电站位于云南省普洱市翠云区和澜沧县交界处的澜沧江下游干流上，是澜沧江中下游河段八个梯级规划的第五级。水库库容为237.03×108m3，为不完全多年调节水库，电站装机容量5850MW。心墙堆石坝坝顶高程为821.5m，最大坝高为261.5m。上游坝坡坡度为1：1.9，下游坝坡坡度为1：1.8。坝体基本剖面为中央直立心墙形式，即中央为砾质土直心墙。
根据要求，在垫层及廊道混凝土与接触粘土料间涂刷防渗材料，本工程采用的是水泥基渗透结晶型材料浆液。大坝心墙垫层及廊道混凝土区顺水流方向最大宽度132.2m，涂刷防渗材料的最大宽度为111.8m，心墙区水泥基渗透结晶型材料施工涂刷高程底部561.2m，顶部高程为821.5m。本工程涂刷防渗材料为CCWW(Ⅰ型)，使用面积约75785m2。
2.2 工艺流程
水泥基渗透结晶型材料施工工艺流程见图1。
图1 CCCW施工程序图
2.3 施工方法
2.3.1 混凝土基面处理
(1)检查混凝土结构，找出结构中需要加强的部位：检查因振捣不到位产生的蜂窝麻面；埋设仪器的施工缝；温度裂缝；因二次浇筑产生的施工缝部位，并用做好资料记录和标志。
(2)对需要加强的部位进行清理：蜂窝麻面部位需要清理到出露出新鲜石子并用水冲洗干净。施工缝和不大于0.2mm温度裂缝直接在缝上涂刷；大于0.2mm的缝采用开20mm×20mm三角槽，用CCCW掺水泥砂浆压平；对出露混凝土的锚杆，割掉锚杆后抹平基面。
(3)所有薄弱环节先涂刷水泥基渗透结晶型防渗材料，待有一定强度后，再与大面积一起进行水泥基渗透结晶型防渗材料的涂刷。
(4)除去混凝土表面附着的污渍、尘土、脱模剂、松浮物及其他附着物质。
(5)采用高压风水枪将混凝土表面冲洗干净。
(6)再进行二次检查，经验收合格后方可进行下一道工序。
2.3.2 湿润基面
用水淋湿基面，同时避免混凝土表面积水。涂刷CCCW时，边用清水湿润基面边涂刷，减少CCCW产生气泡而影响材料强度。
2.3.3 材料涂刷
(1)将材料倒入盛清洁凉水的容器内，材料与水的重量比约为1：0.26。然后使用电动搅拌器充分搅拌均匀至无小颗粒、无结块，搅拌时间约3分钟。搅拌好的料浆静置熟化3分钟，再搅拌30秒。
(2)搅拌混合后的浆液必须在1小时内用完，使用过程中禁止再加水。
(3)施工时应使用硬毛刷、排刷或滚轮刷沾料涂刷，涂刷时用力将材料均匀涂刷到潮湿的混凝土基面上。
(4)通过现场试验，本工程主要施工参数为：配合比1：0.26，涂刷厚度0.8 mm～1.2mm，用量为1.1 kg/m2～1.2kg/m2。施工时应严格按照试验确定的最佳施工参数施工。
2.3.4 施工养护
涂刷过CCCW的砼表面必须喷洒清水养护，连续48小时内。采用喷雾器喷水养护，禁止集中的水流淌。
2.4 质量控制
(1)所有进场CCCW必须有出厂合格证，堆放指定地点，做好防雨、防潮措施，标识存用。
(2)使用过程中如发现有结团硬块或受潮，均不得再使用。
(3)混凝土表面如太光滑，应磨砂搓毛，可采用砼冲毛机冲刷，促进表面毛细管充分渗透材料，产生硬化涂膜。
(4)防水层表面涂膜既不能漏喷，也不得堆积，厚薄应均匀粘结牢固，封闭严密。
(5)施工时如阳光照射强烈，应采取防护措施，防止混凝土基层失水过快。
(6)施工中严格按照混凝土表面涂刷CCCW的物理力学性能技术指标进行质量控制，详见表1。
表1 混凝土表面涂刷CCCW的物理力学性能技术指标
本指标依据《水泥基渗透结晶型防水材料》GB18445-2001的规定。
(7)CCCW必须在温度不低于5℃的情况下进行施工和养护。
(8)CCCW需要与空气直接接触才能确保养护成功，切禁采用塑料薄膜养护时直接铺在涂层上。
(9)涂刷防水材料后48小时内应避免大风、阳光直晒、雨淋和低于5℃的低温损害，12小时内禁止人行。
3.结语
糯扎渡水电站是“西电东送”和“云电外送”的关键性项目，最大坝高261.5m，在已建和在建同类坝型中属亚洲第一、世界第三，工程规模巨大，坝体结构复杂，心墙区施工难度大，对防渗土料的料源及施工质量要求高，在心墙区垫层及廊道混凝土与防渗土料之间的CCCW的施工对坝体防渗起到非常关键的作用。
CCCW是一种很好的防渗、补强材料，但CCCW并不是万能的防水材料，在水电工程防水处理中只能起到防渗和特殊补强的作用，整个坝体防渗尚需其他防渗材料与之形成防渗体来进行系统防渗，方能起到良好的防水效果。在今后施工中，我们将对CCCW施工工艺和方法不断总结、完善，以便今后推广至更广泛的水电工程中。
糯扎渡水电站；垫层及廊道混凝土；CCCW施工；工程应用
10.3969/j.issn.1001-8972.2012.12.035
