[摘　要] 　SA 改性水泥砂漿具有優異的粘結、抗凍、防滲、防腐、抗氯離子滲透、耐磨、耐老化、耐化學介質腐蝕等性能，是一種新型的混凝土表面修補護面材料。通過在江蘇省淮海農場紅星閘小型樞紐工程腐蝕修補中的應用，達到了預期的設計要求，獲得良好的效果。本文介紹了SA 改性水泥砂漿施工方法。可供同類工程設計、施工參考。

[關鍵詞] 　SA 改性水泥砂漿； 　混凝土碳化； 　鋼筋銹蝕； 　修補； 　施工方法

　　SA 改性水泥砂漿是將SA 水泥改性劑按一定的比例加入水泥砂漿中配制的，具有優異的粘結、抗凍、防滲、防腐、抗氯離子滲透、耐磨、耐老化、耐化學介質腐蝕等性能。與傳統的聚合物水泥砂漿(如環氧砂漿) 相比，不僅成本低，而且施工方便，可人工涂抹，也可機械噴涂，并適合潮濕面粉刷。無毒并與基礎混凝土溫度適應性好，耐老化性強與基礎混凝土粘結牢固，不脫落，不開裂(環氧砂漿易脫落) 。所采用的SA 水泥改性劑是東南大學材料系在已有產品丙烯酸脂共聚乳膠的基礎上改性開發的一種新型水泥改性劑，它的特點在于硬單體中除了甲基丙烯酸甲脂之外，還引進了性能優良的苯乙烯，由于苯乙烯在其聚合體系中的聚合速度較低，因此苯乙烯留在顆粒表面，形成了外硬內軟的膠粒，致使該乳膠脫水固化后，既有較大的變形，又有較高的強度和粘結力。

1 　工程概況

     江蘇省淮海農場紅星閘小型樞紐工程位于淮河下游，東臨黃海，由節制閘、排澇泵站和公路橋組成。該工程1983 年建成投入運行。節制閘共4 孔，每孔凈跨316m ，閘門為鋼筋混凝土板梁式直升門，排澇泵站設有32ZLB - 125 型軸流泵2 臺套， 固定裝機容量為160kW ，節制閘上設有汽- 15 級公路橋，橋面凈寬大615m ，橋總長3618m。為了解整個紅星閘樞紐工程混凝土碳化及鋼筋銹蝕情況，江蘇省淮海農場建設規劃辦公室水利技術人員分別于1992 年12 月、2000 年6 月兩次對該閘的混凝土碳化深度及鋼筋銹蝕情況進行了全面的檢測，并以回彈儀測驗了該閘的混凝土強度，用酚酞試液測驗了其碳化深度。從兩次檢查結果來看，1994 年紅星閘混凝土明顯碳化及嚴重碳化的占總表面積的65 % ，而2000 年檢測發現，紅星閘整個混凝土普遍碳化嚴重，碳化達面積100 % ，80 %以上的鋼筋混凝土立柱發生了順筋裂縫，嚴重部位混凝土保護層開始剝落、鋼筋銹蝕。最大混凝土碳化深度達5815mm ，銹蝕后的鋼筋截面損失率達10 %以上。有些部位混凝土表面雖未出現裂縫， 但經打開混凝土后，發現混凝土內的鋼筋表面已有銹斑，只因時間關系，銹蝕產物的體積膨脹暫時尚未構成混凝土保護層的威脅而已，只要外界條件合適，隨時都會產生鋼筋銹蝕現象。更為嚴重的是節制閘鋼筋混凝土閘門，因長期受環境介質的侵蝕，整個閘門混凝土早已被剝去一層“皮”，連堅硬的混凝土粗骨料石灰石也已外凸約10mm 左右，產生嚴重風化，到了報廢的程度。

2 　腐蝕原因分析

2.1 　水質與空氣的嚴重污染侵蝕了鋼筋混凝土

     眾所周知，大氣中的CO2 在一定的條件下，會與鋼筋混凝土中的Ca (OH) ₂ 作用生成CaCO₃ ，隨著這種作用的不斷發生， 將會逐漸降低混凝土孔隙液的堿度，當混凝土孔隙液中的堿度降低到一定值時，原先在高堿度條件下，才在鋼筋表面形成的對鋼筋起保護作用的鈍化膜將被破壞，從而使鋼筋失去保護膜，此時當空氣、水等進入混凝土內部時，鋼筋將產生銹蝕，一旦鋼筋銹蝕，就將出現體積膨脹，膨脹量在2～4 倍左右，此時混凝土中產生很大的膨脹應力而混凝土把保護層脹裂，形成順筋裂縫，繼而出現保護層崩落，露筋以及鋼筋斷面嚴重削弱，甚至使構件失去承載能力而引起整個結構物損毀。另外，由于上游的濱海造紙廠、化肥廠等廠礦污水的排放，造成河水污染，每逢枯水季節，水質又黑又臭，加速了混凝土的碳化。

2.2 　混凝土均質性較差

     據當時施工記錄和參加施工的設計人員、施工人員回憶， 當時為了節約材料，盲目提高水灰比，以達到節約水泥，降低成本的目的。如節制閘后墻C20混凝土，設計配合比1m³ 混凝土水泥用量為342kg ，而實際施工1m³ 混凝土水泥用量為240kg ， 少用了102kg 水泥。由此造成了混凝土的密實性、抗污性能、抗凍性能大大降低，從而加速了混凝土的碳化。

2.3 　在運行管理方面維修工作滯后

     水工混凝土建筑及時進行維修對提高建筑物壽命的意義極大，然而紅星閘由于經費不足，人力有限及其它原因，雖然對工程碳化較嚴重的部位作了局部處理，但每次都是頭痛醫頭， 腳痛醫腳，問題嚴重的部位沒有進行全面處理，無法從根本上解決工程安全問題，致使混凝土碳化及鋼筋銹蝕加劇，增加了以后加固處理的難度。

3 　施工方法

3.1 　SA改性水泥砂漿施工配合比( 見表1)

3.2 　SA改性水泥砂漿的施工方法

(1) 使用風動鏟及風動刷清除施工面污染及疏松混凝土， 并用高壓水槍沖洗干凈，保證施工面處于飽水狀態，但不得積水。

(2) 使用擠壓式灰漿泵噴射一遍SA 改性水泥凈漿(厚約3mm) 打底。

(3) 在凈漿未硬化前分兩遍噴射SA 改性水泥砂漿(20mm 厚) 并及時進行人工抹平，抹灰時不宜來回多次抹，應沿一個方向抹平，不需第二次收光。

(4) SA 改性水泥砂漿表面略干后，宜用噴霧器養護24h 后，再灑水養護7d ，陽光直射部位或風口部位注意遮陽保濕。

3.3 　SA改性抗沖耐磨水泥砂漿施工方法

(1) 拌合時可先將水泥、砂、水、SA 改性劑在攪拌機內均勻拌合后，再加入纖維網，攪拌時間長短以纖維能在砂漿中均勻分布為度，一般3min～5min。

(2) 砂漿拌好后應立即進行噴射施工，間隔時間不得超過30min。

(3) 所有施工機具在施工前均應清洗干凈。

3.4 　由于碳化造成鋼筋銹蝕的混凝土加固處理方法

     首先鑿除碳化層直至鋼筋外露，消除混凝土深度至少超過鋼筋20mm ，銹蝕的鋼筋使用除銹器徹底除銹。對于鋼筋銹蝕嚴重有效面積減少，應增焊相應面積鋼筋補強，此時混凝土清除范圍應考慮增焊鋼筋的搭接長度。也可根據補強構件的不同部位(如節制閘的鋼筋混凝土立柱) 采用粘鋼加固或采用加固法。除銹加強后，對混凝土損傷部位采用比原強度等級高一級的SA 改性混凝土進行修補，修補后表面再采用SA 改性水泥砂漿進行封閉處理。

4 　結語

     SA 改性水泥砂漿作為一種新型的性能優異且價廉混凝土表面的修補護面材料，通過在江蘇省淮海農場紅星閘小型樞紐工程腐蝕修復及國內多項工程中的應用，獲得良好的效果。根據SA 改性水泥砂漿與普通水泥砂漿施工現場取樣性能對比試驗：抗壓強度提高5 %；抗拉強度提高32 %；與老混凝土粘結強度提高6.5 倍；與鋼板粘結強度從無提高到1.25MPa ；干縮變形從0.12 %減少到0.06 % ，抗滲能力提高2 倍；抗碳化能力提高3.2 倍，達到了預期的設計要求，可供同類工程設計、施工參考。

[作者簡介] 　張文淵(1965 - ) ，男，漢族，博士，高級工程師，國家注冊監理工程師、現主要從事水利與建筑工程的規劃設計、技術管理及應用研究和工程建設監理等工作。

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