范长涛 孙丹丹 邓桂华 马青坡

一、工程概况

南水北调睢宁二站工程位于徐州市睢宁县境内的徐洪河输水线上，是南水北调东线工程的第五梯级泵站。工程主要任务是与睢宁一站共同实现向骆马湖调水100 m3/s的目标，与中运河共同满足向骆马湖调水275m3/s的目标。工程批复总投资24085万元。

该工程混凝土工程量较大，仅泵站站身混凝土工程量就达16000m3，工程质量目标是优良工程，混凝土除达到设计的强度、耐久性外，对工程外观质量也有很高的要求。为进一步提高混凝土施工质量，在站身底板侧面，特选用模板布试验，验证使用模板布对混凝土性能和外观质量的提高效果。试验用模板布是河海大学提供的渗水透气养护多功能模板布。

二、模板布的特点和工作原理

该工程使用的渗水透气养护多功能模板布是亲水性的纤维组织，由精细的聚丙烯纤维以一种非结构的顺序针织在一起。多功能模板布具有复合的二层功能，表层（称过滤层）光洁、致密，具有微细小孔，平均孔径为30～35μm，与混凝土接触能透过水和空气而阻止水泥颗粒通过；毛面层（称垫料层）与模板接触，厚度约1.5mm，具有保水透气的性能，保水能力大于0.45L/m2，排水能力大于 3L/m2，多余的水分渗出，气体透出，只保留适当的水分，使混凝土处于潮湿的环境当中。

使用时将模板布的毛面层粘贴在模板上，浇筑时混凝土中多余的水分、气泡穿过多功能模板布的过滤层进入垫料层，气泡从垫料层中逸出，泌出的水一部份涵养在垫料层中，多余的水分沿模板布外沿渗出，使混凝土表层水灰比（W/C）值降低，混凝土变得更加致密、坚实，提高了混凝土的强度和耐磨力；混凝土的致密性减少了内外部的物质交换，从而提高了构件的耐久性。模板布具有均匀分布的孔隙，水能通过渗透和毛细作用经透水模板布均匀排出，不形成聚集，有效减少砂斑、砂线等混凝土表面缺陷的产生；气泡逸出后出现砂眼的机会也明显减少。在混凝土养护期间，模板布还可以保持较高的温、湿度，能够减小混凝土内外温差，保持连续湿润养护的效果，将裂缝风险和微小裂缝的产生减到最小。模板布排水原理见图1。

透水模板布的排水量取决于混凝土浇筑块的高度和混凝土的配料。透水模板布从任何一种可塑性混凝土中，都要排出相当数量的水分。模板布本身不会把水吸出来，是依靠混凝土的自重把水压到外边，结构物越高，液压越大，排水效果越明显，见图2。在大体积混凝土浇筑时使用模板布效果更加明显。

三、模板布的使用方法

多功能模板布施工简单方便，适用于铁质模板、竹胶板、木质模板等各种类型模板，粘贴一次可多次重复使用。操作步骤如下：

（1）清理模板。用铲刀、砂纸等除去模板表面的锈迹、杂质，然后用水冲洗干净，晒干或晾干备用。

（2）在清理干净的模板上均匀喷涂一层专用胶，接缝和需要穿孔的地方适当多涂；约10min（胶中溶剂适当挥发）后，再铺模板布。

图1 模板布排水原理图

（3）裁剪大小合适的模板布，将有毛绒的一面摊铺到模板上，然后由中心向四周推压平整，模板布不能有褶痕。在粘贴时让四周各露出模板5cm，充分发挥其排水作用。在接缝处，后序粘贴的模板布先覆盖前序模板布2～3cm，后将重叠部分用刀片裁剪掉，以保证混凝土表面平整度及外观质量。

（4）晾置24h，使胶完全固化，随后用塑料布盖好备用，保持其表面清洁。粘贴好模板布的模板不需再涂任何脱模剂。

（5）安装有模板布的模板在拼装和存放时，应注意轻拿轻放，避免破损；如有破损，可进行修补。

（6）振捣混凝土时，应避免振捣器直接碰触模板，应距离模板5～10cm，以免造成模板布破损。

四、实施效果

在睢宁二站站身底板水平止水下部试验使用透水模板布，并与止水上部未使用模板布的部位进行比较。在混凝土浇筑时，模板因受混凝土压力产生变形，缝隙变大，无模板布的模板缝隙处有少许浆液流出；而粘贴模板布的模板缝隙无漏浆现象，仅有清水流出。拆模后，发现止水下部的混凝土表面气泡显著减少，无麻面，无裂纹，颜色一致。在试验部位凿开一个深度达5cm的坑，后发现混凝土表面形成一层富含水化硅酸钙的致密硬化层。

图2 排水与浇筑高度的关系图

在28d后使用回弹仪检测混凝土强度，同一块底板上，在未使用模板布的部位同一测区测点回弹值偏差较大，而使用模板布的部位测点回弹值较均匀，且数值普遍大于前者，说明混凝土均匀密实，强度提高。在40d后检测混凝土碳化深度，使用模板布的部位不足1mm，说明抗碳化能力增强。

五、使用模板布的优点

通过对比，发现使用模板布有较多优点，主要有以下几个方面：（1）减少混凝土表面砂眼、气泡和裂纹；（2）提高混凝土表层密度，达到致密、坚实、均匀，抑制混凝土碳化反应，降低氯化物扩散系数，提高混凝土结构强度、耐久性；（3）使用模板布不需涂任何脱模剂，因无油类等残余物，减少了微生物滋生的机会，从而减少了细菌与藻类的生长；（4）产品可重复使用，节约成本；（5）模板因不需直接接触混凝土，周转使用的次数也会相对增加；（6）使用多功能模板布可以减小混凝土表面光洁度，在需要作涂料施工前，不必作打沙工序。

六、模板布的重复利用

尽管模板布具有以上优点，但其周转使用次数却偏低：一般混凝土浇筑过程中模板布的周转使用次数均不超过3次，国产模板布周转使用次数甚至不超过2次。这种情况既浪费模板布材料、增加施工成本，同时也产生大量建筑垃圾，形成白色污染。为此，需采取一种成本较低、安全可靠的处理方法，以提高模板布的周转使用次数。

造成模板布周转次数低的主要原因是：水泥细小颗粒渗入模板布织物空隙内造成淤堵。显然，淤堵后模板布的重复使用将会严重削弱其排渗效果，并导致混凝土表面外观质量、强度和抗渗性能降低。

为此，可采用5%的工业盐酸对淤堵后的模板布进行清洗。根据相关资料，清洗后的模板布渗透系数有显著改善，同时也会引起纤维结构松散及材料的进一步老化，导致其主要力学性能参数均有不同程度衰减，但考虑工程应用特点，酸洗处理后的模板布可重复使用6次。

原理：水泥浆介质呈强碱性，模板布以聚丙烯为主要原料，具有耐强碱、耐强酸及稳定的化学性能。用工业副盐酸来浸泡水泥浆淤堵后的模板布，可与碱性淤堵物发生中和反应，去除淤堵沉积硬化水泥浆。同时又不致严重影响模板布材料的力学性能。

七、结语

模板布在睢宁二站工程的底板混凝土浇筑试验中取得了成功，在出水流道底板、水泵井筒等部位大面积使用。已浇筑完成的出水流道底板的混凝土表面无蜂窝和麻面，色泽均匀，表面平整密实，外观质量好，混凝土强度高。通过以上表观现象，可知混凝土的抗渗、抗冻、耐冲刷性能有所提高；钢筋保护层的致密性必然提高了工程的使用寿命。对于水工混凝土，使用渗水透气养护多功能模板布确是一种值得推广的工艺