SBR砂浆喷涂技术在韩庄节制闸闸墩防碳化层脱落修复工程中的应用

邢坦杨斌

一、工程概况

韩庄节制闸位于山东省微山县韩庄镇南部，是南四湖洪水经韩庄运河南下的关键性控制工程，主要作用是蓄水、防洪和公路交通。1960年建成17孔老闸，1980年在老闸两侧各扩建7孔新闸，2005年完成加固改造。新、老闸共31孔，单孔净宽12m，弧形钢闸门，墙体为钢筋混凝土结构。根据《水利工程维修养护定额标准》中表1.0.9《水闸工程维修养护等级划分表》，该工程维修养护等级为大（二）型。

2002年，由于老闸闸墩混凝土老化较严重，加固时采取在原混凝土表面凿除5～7mm后，抹涂掺KW-1防水剂的水泥浆修复凿除部分的办法进行闸墩表面防护。而在对新闸闸墩防碳化处理中，采用对混凝土表面除尘后，直接刮涂一层1～2mm掺水泥增强剂的净浆作为表面防碳化层的办法，达到了闸墩表面颜色整体一致的美观效果。

经过多年运行，韩庄节制闸闸墩混凝土防碳化层出现较大面积脱落。对比新老闸脱落情况，新闸脱落现象较严重，水位变化区表面防碳化层脱落的面积和剥蚀的深度相对严重。为确保工程安全，需对该闸闸墩防碳化层进行处理。经过对比，最终选用了SBR砂浆作为闸墩防护层材料。

二、SBR砂浆加速碳化试验

试验制备40mm×40mm×160mm的试件和现场取回的直径50mm的芯样（SBR砂浆喷涂厚度为2mm），碳化时间取21d、28d。试验期间碳化箱内温度控制在20℃±2℃，相对湿度控制在70%±5%，CO2浓度控制在20%±3%。试件侧面和底面均用熔化的石蜡密封，试件放在碳化箱内加速碳化至预定龄期后取出将试件切割、晾干，用1%的酚酞酒精溶液喷洒在切割面上，观察其变化情况，用游标卡尺测量其碳化深度。加速碳化试验结果如表1。

三、工艺流程及重点

界面处理：先打毛，后进行表面润湿。

SBR砂浆拌合：采用容量合适的砂浆搅拌机以保证拌合物的均匀性，在材料全部投入搅拌机后搅拌3min，静置5min后，再进行二次搅拌2min，使SBR乳液在水泥砂浆中很好地成膜，待砂浆稠度符合要求后进行喷涂施工。

表1 SBR砂浆加速碳化结果表

喷涂与抹面：SBR砂浆喷涂厚度为2mm左右，分三遍施工。第一遍快速薄喷一层，厚度约0.5mm，待表面润湿（以手指轻触，表面不粘手为表干)后再喷涂下一层。喷最后一遍时厚度略大一些，可在1mm左右，要保证整体厚度达到2mm。最后一层喷涂完毕后尽快将表面收光抹平。

工作重点在于闸墩碳化层的清除、界面处理以及SBR砂浆质量、使用条件。碳化层清除效果、疏松处清除及高压水枪除尘的结果直接关系到后续工序的施工质量；解决好界面处理是防碳化的关键，是确保砂浆与混凝土表层粘结强度的重要环节；SBR砂浆要经过详细的计算方可进行入料搅拌，因为出仓后的砂浆使用时间不得超过45min；砂浆的配合比要严格按照设计配合比进行称重配料。

施工中要对以上重点项目在人、机、料、法、环各方面进行严格控制，确保工程质量。

四、主要施工方法

1.界面处理

闸墩表面采用人工进行处理，首先用斧头、凿子除去凹凸不平的原混凝土碳化层以及浇筑时的跑浆残留物，使混凝土表面平整，然后进行表面清污，并用电动抛光机进行打磨，除去混凝土表面浮物、浮尘，最后用高压水枪强力冲洗，使混凝土表面保持干净清洁。

2.砂浆配制

SBR砂浆配制严格按照现场试验确立的配合比进行配制。具体配比可视实际气温和湿度情况上下浮动少许，浮动指数由实验室根据实际试验情况进行调整。涂料随用随配，少配勤配，此项工作由专人负责，一配一核。配制过程由监理人、设计单位、甲方代表现场监督以确保砂浆质量。

表2 SBR砂浆与基层正拉粘结强度统计表

现场施工员负责测定砂浆稠度，砂浆稠度控制在100～120mm之间，稠度偏小无法喷射

施工且容易造成喷枪堵塞，稠度过大则易出现离析现象。施工过程中不得在用料中随意加水稀释，当发现砂浆逐渐变稠难以喷射时，可用搅拌机再次搅拌。

3.表面刷涂

混凝土表面达到干净、平整、密实无杂物后，首先在干净的基面上刷涂一层SBR基液作为界面剂，随后由人工涂刷或用喷枪喷涂三层新拌制的SBR砂浆以修复凿除部分。喷涂第三遍SBR砂浆后由专业瓦工及时进行喷涂面收光，最后在表面涂刷一层SBR基液进行封闭。涂刷时力求涂料均匀，防止流挂、皱折现象发生。

4.施工中应注意的问题

喷涂前，处理后的混凝土表面应处于潮湿且无明显水滴等现象，应平整密实，无浮土、浮物，表面要有糙纹，以使涂料与混凝土表面粘结牢固。喷涂应在适宜的温度下进行，不宜过高或过低。温度过高时材料固化快，浪费材料；温度过低时材料固化慢或不能全部固化，会降低强度，不利于施工。

SBR砂浆性能对材料比例变化较敏感，因此在拌合计量方面要求较高，现场施工时称量误差不得大于1%。一次配料量最好在30min用完，不得超过45min。

喷涂时，喷枪的空气压力控制在0.4～0.8MPa。枪口与墙面垂直略往上倾斜，枪口与墙面距离200～250mm。喷涂时，自左向右不停抖动喷枪画圆喷涂，并向右平等移动，使其轨迹呈环状。到边后紧接其下部再自右往左平等移动，整体运动轨迹呈S型，这样喷涂速度快、喷涂均匀并且容易控制。遇到麻坑、蜂窝、裂隙时，涂刷第一遍时要反复揉搓，纵横涂刷，沿缝涂抹，使涂料充分渗入缺陷处。喷涂完成后，施工用具要及时清洗，以免造成工具损毁。喷涂24h内应避免雨雪，若工程所处环境湿度较大，可不进行养护。

五、粘结强度分析

安徽省·水利部淮委水利科学研究院设计室对工程进行了现场10组（30个试样）SBR砂浆与基层的正拉粘结强度试验，试验结果如表2。

通过正拉粘结强度试验数据可知，由于混凝土内聚破坏，证明SBR砂浆强度高于原混凝土强度，可以作为混凝土表层碳化层脱落修复的材料。说明采用SBR砂浆进行混凝土防碳化层脱落修复能够获得较好的修复效果，并能大大改善老旧混凝土建筑物外观面貌。

六、结语

实践证明，采用SBR砂浆对韩庄节制闸闸墩防碳化层脱落进行修复处理后，闸墩表层面貌获得较大改观，原先闸墩表层混凝土的碳化、脱落、起皮等现象均修复完好，施工中效果良好，可为类似水闸建筑物闸墩防碳化处理施工所借鉴。另外，SBR砂浆喷涂施工成本较低，需要的专业施工人员不多，主要为外墙真石漆喷涂工及瓦工。但由于作业面多为立面，施工难度较大，因此施工进度较慢