SPC聚合物砂漿在混凝土表面修補加固中的應用

摘要:SPC聚合物水泥砂漿是將高分子聚合物乳液(簡稱膠料)與由水泥、石英砂、膨脹劑等組成的干混砂漿(簡稱粉料)按比例拌和而成的一種聚合物水泥砂漿，簡稱SPC砂漿。SPC砂漿具有優異的粘結、抗滲、抗裂、抗凍、抗氯離子滲透、耐沖磨、耐老化性能，可在混凝土表面形成致密、彈性、抗滲、抗凍性能良好的“薄殼”，既起到表面修補的作用，又具有良好的防護效果，是一種理想的混凝土修補、防滲、防護新材料。本文結合梅州鹽業揭陽中轉站多個混凝土建筑物工程現場修補加固和防碳化噴涂實例，介紹了SPC聚合物砂漿的主要性能、使用范圍和SPC聚合物砂漿施工質量控制方法，并提出施工過程中的注意事項。

關鍵詞:SPC聚合物砂漿 修補加固 施工方法 質量控制

1 概況

2009年11月～2010年3月，筆者對梅州鹽業揭陽中轉站混凝土建筑物進行了全面調查，并用回彈儀測驗了建筑物的混凝土強度，用酸酞試液測驗了碳化深度。通過調查發現，現有混凝土建筑物耐久性不良。主要表現在:①混凝土碳化和裂縫問題普遍存在;②沿海地區鋼筋混凝土結構受氯離子侵蝕引起的鋼筋銹蝕嚴重;③臨水混凝土表面凍融松散剝落破壞;④混凝土表面沖磨破壞、機械磨損、磨蝕破壞以及化學侵蝕;⑤堿骨料反應破壞等。這些問題嚴重影響混凝土建筑物壽命和外觀，甚至危及混凝土建筑物的正常運行和安全。為了提高混凝土建筑物的耐久性，延長建筑物的使用壽命，其后我們對梅州鹽業揭陽中轉站內的3座混凝土剝落且有露筋現象的倉庫、采用SPC聚合物砂漿進行修補加固，總面積達3050m2，防碳化噴涂面積約3400m2。經過現場檢查驗收，沒有發現因材料或施工原因而出現裂縫現象，防碳化涂層沒有發現脫落起皮現象。在施工中，我們曾對只有3d齡期修補砂漿進行鑿除檢查，結果鑿除的砂漿普遍能粘下老混凝土面。經過2a的多次運行，沒有發現脫落和出現裂縫現象，這說明SPC聚合物砂漿是一種理想的修補材料。

2SPC聚合物砂漿的主要性能及適用范圍

SPC聚合物砂漿是一種新型的混凝土表面修補材料，是以少量水溶性聚合物改性劑，再摻入一定量的活性成分、膨脹成分而配制成的SPC聚合物防滲、防碳化、防腐砂漿。具有較高的粘結強度，可保證修補層與基底混凝土形成一體而不脫落。具有良好彈性，可適應由于溫度變化而產生的溫度變形。良好的抗裂性，薄層修補而自身不裂。良好的抗滲性能及抗凍耐久性能。良好的耐腐蝕性。由于聚合物及活性成分的摻入，改善了聚合物水泥砂漿的物理、力學及耐久性能。主要體現在:

2.1 活性作用。聚合物乳液中有表面活性劑，能夠起減水作用。同時對水泥顆粒有分散作用，改善砂漿和易性，降低用水量，從而減少水泥的毛細孔等有害孔，提高砂漿的密實性和抗滲透能力。

2.2 橋鍵作用。聚合物分子中的活性基因與水泥水化中游離的Ca2+、AI3+、Fe2+等離子進行交換，形成特殊的橋鍵，在水泥顆料周圍發生物理、化學吸附，成連續相，具有高度均一性，降低了整體的彈性模量，改善了水泥漿物理的組織結構及內部應力狀態，使得承受變形能力增加，產生微隙的可能性大大減少。即使產生微裂隙，由于聚合物的橋鍵作用，也可限制裂縫的發展。

2.3 充填作用。聚合物乳液迅速凝結，形成堅韌、致密的薄膜，填充于水泥顆粒之間，與水泥水化產物形成連續相填充空隙，隔斷了與外界聯系的通道。

總之，SPC聚合物的活性作用、橋鍵作用、充填作用改善了硬化水泥漿體的物理結構及內應力，降低了整體的彈性模量、減少用水量、改善了硬化水泥漿體內部毛細孔等有害孔，從而大大提高了砂漿的粘結、抗裂、抗滲及抗腐蝕等性能。

與普通砂漿相比，SPC聚合物砂漿具有抗拉強度高、拉壓彈性模量低、干縮變形小、抗凍、抗滲、抗沖耐磨，與混凝土粘結強度高，具有一定的彈性，抗裂性能高。與環氧砂漿相比，還具有施工工藝簡單、操作方便、無毒、成本低(是環氧砂漿的1/3～1/5)等優點。適用于水工、港工、公路、交通及地下工程的混凝土建筑物因碳化、空蝕、凍融破壞及化學侵蝕而引起的混凝土表層開裂、剝蝕等混凝土表面薄層修補，可直接用于防滲、防腐、防碳化工程，也可用于建筑瓷磚粘貼和衛生間防滲。

3SPC聚合物砂漿施工及質量控制

采用SPC聚合物砂漿進行修補加固處理時，應根據當地的氣候條件、工程特點及施工進度合理組織施工。施工流程為:舊混凝土鑿毛→噴砂(或用鋼刷)除銹(污)→涂刷鋼筋防銹劑→用清水沖洗飽和→基面涂刷SPC界面劑→抹SPC聚合物砂漿→養護→涂防碳化劑。

3.1 基底處理

3.1.1 鑿毛。為確保SPC聚合物砂漿與基底混凝土具有良好的粘結，一般用鋼絲刷或噴砂方法清除表面浮層污物(有油漆或油脂污染部位用丙酮洗刷)。如基面松動嚴重，應采用人工鑿毛方法，鑿掉破損的混凝土，使基底露出堅硬、牢固的混凝土面，鑿毛必須徹底全面，但也不宜深度過大，以免破壞了未碳化和損破的混凝土。如果鋼筋銹蝕外露，還應對鋼筋表面進行除銹，并涂刷鋼筋防銹劑。

3.1.2 飽和。對鑿除的混凝土表面，采用高壓水槍(采用飲用水)將碎屑、灰塵沖洗干凈，并連續、均勻地噴灑，使表層混凝土達到飽和狀態，且表面無明水。

3.2 砂漿的配制 根據選用的原材料、設計技術及施工和易性要求事先進行試拌。現場可用砂漿攪拌機拌和或人工拌和，其各組分的配比用量必須嚴格控制。先將稱好的水泥、砂攪拌均勻，再將稱好的SPC改性乳液、活性劑及其他外加劑和水混合后加入，充分攪拌均勻即可。各組分配比必須嚴格控制。若人工拌和，宜在鐵皮板上進行，以防止拌和水流失，造成因砂漿水灰比改變而影響砂漿的和易性，拌和水應采用飲用水。每次拌和砂漿的方法應根據砂漿施工的進度確定。拌和成的砂漿存放的時間不宜超過45min。若拌成砂漿未及時使用而出現干硬現象，不能再加水重新拌和，應舍棄不用。

3.3 施工

3.3.1 SPC界面劑的涂刷。抹砂漿之前，在工作基面上涂刷聚合物界面改性劑，涂刷時應均勻，不得有漏涂、流淌。

3.3.2 SPC砂漿抹面施工。待SPC界面劑用手摸感到似粘非粘時，應立即抹砂漿，可采用機械噴涂或人工壓抹，操作速度要快，且朝一個方向，一次用力抹平，避免反復抹。

3.3.3 如修補厚度超過3cm時，應分層施工。層與層之間應間隔4h;對于破壞較深的部位(大于5cm)，可先采用SPC聚合物混凝土進行修補，養護3～5d后，再抹SPC砂漿。

SPC砂漿適宜在5～30℃的環境溫度下進行施工。如環境溫度超出此范圍，應根據實際情況對材料及配比進行調整。

3.4 養護 用SPC砂漿抹面后，應及時采用人工灑水并用塑料布或濕麻袋覆蓋養護，避免砂漿產生干縮裂縫，潮濕養護48h后，再涂刷SPC防碳化劑，自然潮濕養護5d。

3.5 施工控制

3.5.1 為保證SPC砂漿的施工質量，必須建立、健全質量保證體系。施工人員應嚴格按操作程序，對各道工序進行檢查驗收。

3.5.2 SPC砂漿層外觀平整，層面與基底結合牢靠。

3.5.3 在施工過程中按設計要求進行現場抽樣檢驗，必要時可現場進行鉆孔取芯試驗，以檢查其效果。

4施工注意事項

4.1 清理基面，鑿除破損、松動的混凝土，噴砂(或用鋼刷)除銹和油污，使外露鋼筋表面無銹蝕，且混凝土表面粗糙。

4.2 抹砂漿前2h，用飲用水沖洗待修補部位，使混凝土表面處于飽和狀態，但表面不能有明水。

4.3 人工修補時，無論采用機械噴涂還是人工抹砂漿，應朝一個方向使用抹刀，并且盡量一次抹完，避免來回抹。如修補厚度超過3cm時，應分層抹，層與層之間應間隔3～4h，每層厚度不超過2cm。

4.4 修補砂漿養護48h后再涂混凝土防碳化劑。

5 結語

SPC聚合物砂漿是一種質量可靠、價格低廉、施工方便，而且無毒環保性修補材料，可以提高混凝土的耐久性，延長建筑物的使用壽命，可以防止混凝土病害的繼續擴大，對新建混凝土工程采取預防性措施。SPC聚合物砂漿具有粘結強度高，干縮變形小，抗壓模量低，抗氯離子和硫酸鹽離子侵蝕能力強的特點，而且可顯著提高護筋阻銹能力，還具有一定的補償收縮性能。采用SPC聚合物砂漿進行修補加固處理時，應根據當地的氣候條件、工程特點及施工進度合理組織施工。