SBR砂漿噴涂技術在韓莊節制閘閘墩防碳化層脫落修復工程中的應用

邢坦楊斌

一、工程概況

韓莊節制閘位于山東省微山縣韓莊鎮南部，是南四湖洪水經韓莊運河南下的關鍵性控制工程，主要作用是蓄水、防洪和公路交通。1960年建成17孔老閘，1980年在老閘兩側各擴建7孔新閘，2005年完成加固改造。新、老閘共31孔，單孔凈寬12m，弧形鋼閘門，墻體為鋼筋混凝土結構。根據《水利工程維修養護定額標準》中表1.0.9《水閘工程維修養護等級劃分表》，該工程維修養護等級為大（二）型。

2002年，由于老閘閘墩混凝土老化較嚴重，加固時采取在原混凝土表面鑿除5～7mm后，抹涂摻KW-1防水劑的水泥漿修復鑿除部分的辦法進行閘墩表面防護。而在對新閘閘墩防碳化處理中，采用對混凝土表面除塵后，直接刮涂一層1～2mm摻水泥增強劑的凈漿作為表面防碳化層的辦法，達到了閘墩表面顏色整體一致的美觀效果。

經過多年運行，韓莊節制閘閘墩混凝土防碳化層出現較大面積脫落。對比新老閘脫落情況，新閘脫落現象較嚴重，水位變化區表面防碳化層脫落的面積和剝蝕的深度相對嚴重。為確保工程安全，需對該閘閘墩防碳化層進行處理。經過對比，最終選用了SBR砂漿作為閘墩防護層材料。

二、SBR砂漿加速碳化試驗

試驗制備40mm×40mm×160mm的試件和現場取回的直徑50mm的芯樣（SBR砂漿噴涂厚度為2mm），碳化時間取21d、28d。試驗期間碳化箱內溫度控制在20℃±2℃，相對濕度控制在70%±5%，CO2濃度控制在20%±3%。試件側面和底面均用熔化的石蠟密封，試件放在碳化箱內加速碳化至預定齡期后取出將試件切割、晾干，用1%的酚酞酒精溶液噴灑在切割面上，觀察其變化情況，用游標卡尺測量其碳化深度。加速碳化試驗結果如表1。

三、工藝流程及重點

界面處理：先打毛，后進行表面潤濕。

SBR砂漿拌合：采用容量合適的砂漿攪拌機以保證拌合物的均勻性，在材料全部投入攪拌機后攪拌3min，靜置5min后，再進行二次攪拌2min，使SBR乳液在水泥砂漿中很好地成膜，待砂漿稠度符合要求后進行噴涂施工。

表1 SBR砂漿加速碳化結果表

噴涂與抹面：SBR砂漿噴涂厚度為2mm左右，分三遍施工。第一遍快速薄噴一層，厚度約0.5mm，待表面潤濕（以手指輕觸，表面不粘手為表干)后再噴涂下一層。噴最后一遍時厚度略大一些，可在1mm左右，要保證整體厚度達到2mm。最后一層噴涂完畢后盡快將表面收光抹平。

工作重點在于閘墩碳化層的清除、界面處理以及SBR砂漿質量、使用條件。碳化層清除效果、疏松處清除及高壓水槍除塵的結果直接關系到后續工序的施工質量；解決好界面處理是防碳化的關鍵，是確保砂漿與混凝土表層粘結強度的重要環節；SBR砂漿要經過詳細的計算方可進行入料攪拌，因為出倉后的砂漿使用時間不得超過45min；砂漿的配合比要嚴格按照設計配合比進行稱重配料。

施工中要對以上重點項目在人、機、料、法、環各方面進行嚴格控制，確保工程質量。

四、主要施工方法

1.界面處理

閘墩表面采用人工進行處理，首先用斧頭、鑿子除去凹凸不平的原混凝土碳化層以及澆筑時的跑漿殘留物，使混凝土表面平整，然后進行表面清污，并用電動拋光機進行打磨，除去混凝土表面浮物、浮塵，最后用高壓水槍強力沖洗，使混凝土表面保持干凈清潔。

2.砂漿配制

SBR砂漿配制嚴格按照現場試驗確立的配合比進行配制。具體配比可視實際氣溫和濕度情況上下浮動少許，浮動指數由實驗室根據實際試驗情況進行調整。涂料隨用隨配，少配勤配，此項工作由專人負責，一配一核。配制過程由監理人、設計單位、甲方代表現場監督以確保砂漿質量。

表2 SBR砂漿與基層正拉粘結強度統計表

現場施工員負責測定砂漿稠度，砂漿稠度控制在100～120mm之間，稠度偏小無法噴射

施工且容易造成噴槍堵塞，稠度過大則易出現離析現象。施工過程中不得在用料中隨意加水稀釋，當發現砂漿逐漸變稠難以噴射時，可用攪拌機再次攪拌。

3.表面刷涂

混凝土表面達到干凈、平整、密實無雜物后，首先在干凈的基面上刷涂一層SBR基液作為界面劑，隨后由人工涂刷或用噴槍噴涂三層新拌制的SBR砂漿以修復鑿除部分。噴涂第三遍SBR砂漿后由專業瓦工及時進行噴涂面收光，最后在表面涂刷一層SBR基液進行封閉。涂刷時力求涂料均勻，防止流掛、皺折現象發生。

4.施工中應注意的問題

噴涂前，處理后的混凝土表面應處于潮濕且無明顯水滴等現象，應平整密實，無浮土、浮物，表面要有糙紋，以使涂料與混凝土表面粘結牢固。噴涂應在適宜的溫度下進行，不宜過高或過低。溫度過高時材料固化快，浪費材料；溫度過低時材料固化慢或不能全部固化，會降低強度，不利于施工。

SBR砂漿性能對材料比例變化較敏感，因此在拌合計量方面要求較高，現場施工時稱量誤差不得大于1%。一次配料量最好在30min用完，不得超過45min。

噴涂時，噴槍的空氣壓力控制在0.4～0.8MPa。槍口與墻面垂直略往上傾斜，槍口與墻面距離200～250mm。噴涂時，自左向右不停抖動噴槍畫圓噴涂，并向右平等移動，使其軌跡呈環狀。到邊后緊接其下部再自右往左平等移動，整體運動軌跡呈S型，這樣噴涂速度快、噴涂均勻并且容易控制。遇到麻坑、蜂窩、裂隙時，涂刷第一遍時要反復揉搓，縱橫涂刷，沿縫涂抹，使涂料充分滲入缺陷處。噴涂完成后，施工用具要及時清洗，以免造成工具損毀。噴涂24h內應避免雨雪，若工程所處環境濕度較大，可不進行養護。

五、粘結強度分析

安徽省·水利部淮委水利科學研究院設計室對工程進行了現場10組（30個試樣）SBR砂漿與基層的正拉粘結強度試驗，試驗結果如表2。

通過正拉粘結強度試驗數據可知，由于混凝土內聚破壞，證明SBR砂漿強度高于原混凝土強度，可以作為混凝土表層碳化層脫落修復的材料。說明采用SBR砂漿進行混凝土防碳化層脫落修復能夠獲得較好的修復效果，并能大大改善老舊混凝土建筑物外觀面貌。

六、結語

實踐證明，采用SBR砂漿對韓莊節制閘閘墩防碳化層脫落進行修復處理后，閘墩表層面貌獲得較大改觀，原先閘墩表層混凝土的碳化、脫落、起皮等現象均修復完好，施工中效果良好，可為類似水閘建筑物閘墩防碳化處理施工所借鑒。另外，SBR砂漿噴涂施工成本較低，需要的專業施工人員不多，主要為外墻真石漆噴涂工及瓦工。但由于作業面多為立面，施工難度較大，因此施工進度較慢