李亚

（北京天羿机场设计咨询有限公司广州分公司，广东广州 510000）

0 引言

SP-101 聚合物砂浆常用于机场道路修补，这种材料是一种比较新型的混凝土表面修补加固材料，具有非常特殊的优点，比如粘结强度比较高，干缩变形比较小，体积模量比较低，对氯离子和硫酸根离子的耐蚀性强等[1]，可以大大提高钢筋的耐蚀性，沉淀生产力得到显著补偿，在此基础上，本文对机场道路混凝土路面的快速修补加固技术进行了探讨和分析。

1 机场道路混凝土路面损坏成因

1.1 裂缝类型

1.1.1 干缩引起的裂缝

水泥混凝土与水发生化学反应，放出大量热量，水逐渐减少，水泥浆体收缩，干缩裂缝通常发生在注入后混凝土的初始养护过程中。

1.1.2 低温收缩引起的裂纹

正常情况下，机场路面的热胀冷缩主要受外界条件的影响。在低温下，尤其是大型混凝土路面，内部热胀冷缩会导致路面出现裂缝。当温度急剧下降时，会产生热收缩应力，如果温度收缩应力超过材料的最大抗拉强度，就无法避免出现裂缝[2]，如图1、图2 所示。

1.2 施工不当引起的路面损坏

当浇注的混凝土受到压力时，碎屑对板条的载荷和车轮上的载荷会增加。在振动过程中会聚集大量混凝土，混凝土中的气体过多会部分影响进气质量。一些引气剂会在混凝土中产生大气泡，如果振动不当，不能完全去除大气泡，导致混凝土结构表面硬化。混凝土配合比不当，由于混凝土粘度太高，振捣时不易去除气泡，还会导致形成蜂窝状和划伤表面[3]。如果混凝土的防水性和抗冻性差，雨水很容易被吸收，在恶劣的天气下，混凝土会发生冻结循环。

图1 低温冻融引起的耐久性裂缝

图2 起皮、龟裂和细微裂纹

2 修复材料的性能要求及其选择

面对受损的路面，需要尽快修复，避免出现损害加剧的情况，保证机场道路的正常运行。

2.1 修复材料的性能

修复材料必须具有以下特性：①具有快速硬化和高强度性能。②由于损坏层很薄（最薄处小于1mm），旧混凝土或砂浆的抗弯结合强度必须高。③硬化过程中收缩比较小，并且干缩值应小于0.3%。④初始设置不少于45min，便于施工。

2.2 修复材料的选择

经过对国内外同行业同类混凝土表面损伤修复材料的比较和选择，决定采用美国生产的混凝土修复剂（SUPERFLX-101，以下简称“SP-101 聚合物”）和相关的修复工艺进行修补加固，通过此过程记录二十八天的强度对比过程，实验的实际结果清楚地表明，加入SP-101 聚合物比未加入SP-101 无聚合物水泥砂浆的28 天强度显著提高。加入SP-101 聚合物的砂浆反复冻融，解冻后脱落或断裂的问题不是很明显的问题，凿砂浆通常会粘在旧的混凝土表面上。

2.2.1 主要性能

SP-101 聚合物是一种新型的混凝土表面修复剂，是成分最多的水溶性杂分子聚合物。有效成分SP-101的加入提高了水泥砂浆的物理、力学和耐久性能，其化学性质的表现如下：SP-101 聚合物是一种易流动的白色态结晶粉末，平均粒径为45～75um，比重为410±100g/L。

2.2.2 范围使用

与普通砂浆相比，SP-101 聚合物砂浆具有优异的粘结、抗渗、抗裂、抗冻、抗氯离子渗透、耐冲磨、耐老化性能，可在混凝土表面形成致密、弹性、抗渗、抗冻性能良好的“薄壳”，既起到表面修补的作用，又具有良好的防护效果，是一种理想的混凝土修补、防渗、防护新材料。

与环氧灌浆相比，具有施工工艺简单、操作方便、无毒等优点。它不仅用于修复机场道路工程，还用于水工、港口、道路、交通和土木工程中的混凝土结构，以及碳化、气蚀、冻结和化学侵蚀引起的冷凝源。修复薄的混凝土表面，例如地坪表面开裂侵蚀，可用于直接防滤、防腐蚀、防碳化工程，也可用于瓷砖、卫生间的防滤。

2.3 掺加SP-101 聚合物砂浆施工及质量控制

在我国一些特别具体或复杂疑难的工程修补及整体施工后维护、加固过程和管理活动中，尤其需要及时有效安全地科学应用SP-101 聚合物砂浆技术进行对整体全面的修补保护或维护加固，在对各环节具体实施管理养护环节时，一定要提出特别有针对性和有效性的要求，结合我国在特定项目施工地区及特定工程的实际地形、气候条件、工程特点情况，以及在项目实际施工活动中的整体技术进度，针对工程项目整个修补施工与维护的各个重要施工作业环节，全面进行科学、合理、高效的组织生产。修补施工工作流程表中的主要作业内容如下：旧钢筋混凝土凿毛→涂刷喷砂剂（或用钢刷）除表面脏污后→养护涂刷钢筋防锈剂后（如遇露筋现象）→养护用清水或中温洗饱和灰水→养护涂刷基面SP-101 预溶液后→养护涂抹表面SP-101预聚合物砂浆后→养护[4]。

2.3.1 基底处理

（1）凿毛。为能够确保SP-101 聚合物砂浆保护层与基底混凝土界面粘结密封性能会更加紧密良好，通常这种情况条件下，需要应用钢丝刷法或机械喷砂的方法，以使钢筋表面残留的水泥污物尽快得以全部清除，如果混凝土基面钢筋出现了比较特别严重的锈蚀松动等情况，要先考虑应用人工的凿毛等方法以凿打掉这些破损了的水泥混凝土，若出现钢筋的锈蚀或外露，要马上对水泥钢筋表面彻底实施清理除锈处理工作，并及时涂上另外一层钢筋防锈剂。

（2）饱和。对凡需手工凿除金属碎石层的钢筋混凝土表面，要考虑尽量要采用高压主水枪方法施工（采用饮用水）先手工将所有金属碎屑颗粒物及碎石表面灰尘均用水枪冲洗后清理干净，同时还要进行充分均匀地和连续多次大量的水雾进行均匀喷洒，以此措施才能最终确保金属碎石表面混凝土浆子能够迅速得到充分均匀渗透以实现砂浆充分均匀饱和，并且钢筋混凝土表面也应尽量没有明水。图3 为基底处理。

图3 基底处理

2.3.2 砂浆的配制

SP-101 聚合物砂浆水泥的配合比公式（体积比）公式为：SP-101 聚合物粉末:普硅水泥:砂浆:水=1:3:3:3。在现场搅拌施工中的施工现场中，也就可以通过适当的选用人工机械混合搅拌或者用水泥搅拌机等联合机械搅拌，与混合搅拌的最佳配合搅拌方式来实施联合混凝土拌和工艺操作，同时应该注意到要能够做到比较严格科学地的控制和好干粉砂浆搅拌各组分之间合理进行配比拌和时添加剂的用量。每次在进行拌和或混合成砂浆存放使用期间的砂浆存放的过程中，也应该要特别密切地结合所拌和混合砂浆情况和现场施工作业时间进度情况等，来比较具体和明确规定其每日相应量段的砂浆实际总需要量，拌和并配制均匀成质量合格标准的混合用砂浆后其存放及使用过程的砂浆总需要量时间，一般应该都尽可能适当的控制在每日小于45min 在这个标准范围内。

2.3.3 施工

（1）涂刷基面SP-101 聚合物砂浆。在开始涂抹聚合物砂浆保护层剂之前，在工作场所介质基面布板上需预先再涂刷上一层聚合物界面活性剂的预稀分散溶液，其稀释配合比通常应约为SP-101 粉末:水=1:4，涂刷该溶液时的涂刷面积应力分布求应均匀，不得再遇有少量水滴或漏墨滴溢涂表面或流淌。

（2）用SP-101 型聚合物砂浆抹面法施工[5]。待在聚合物界面的预分散混合砂浆表面或者用手摸察着表面感到聚合物砂浆处于似被自粘实非完全被胶粘的状态时，应马上注意或立即开始重新涂抹该聚合物砂浆，可同时选择采用机械喷涂机抹平或再用人工压辊重抹，操作过程上注意速度一定应保持要均匀比较的快，且必须是朝下一个方向进行连续的用力和多次地抹平，并尽量保证能尽量能做到最后一次抹全部抹平，避免过长时间地反复抹。

（3）如裂缝内修补物的总厚度仍未明显超过3cm时，应采取先修补分层后再施工，层间内补与最外层间修补分层之间施工最少间隔应至少间隔约有4 个多小时。对于在破坏的深度相对较深一点的部位表面（大于5cm）基础上，可先适当或先少量考虑采用SP-101 的聚合物混凝土浆再进行最后一次的修补，养护约3～5d 后再复涂抹最后一次采用SP-101 的聚合物砂浆。

SP-101 聚合物砂浆特别适宜于在-5～30℃的环境温度情况下进行的施工，如现场环境温度确实超出了此温度范围，同时要结合实际具体现场情况也可做有效调整。

2.3.4 养护

采用SP-101 聚合物砂浆在每次抹面处理完了之后，要保证能及时的且安全有效的地有效的地通过人工处理或地面洒水养护处理等的养护处理施工方法，并用干湿塑料布条覆盖或直接用干湿塑料麻袋等物品覆盖在地面上进行地面洒水和养护，从某一个的根本的角度上说能完全规避聚合物砂浆中的容易出现裂缝的干缩裂缝问题。

2.3.5 施工控制

（1）施工单位为严格保证SP-101 聚合物砂浆施工的全部施工阶段质量，要抓紧进一步建设完善工程质量保证控制体系，施工作业人员必须要全面按照其具体生产操作技术流程，检查与验收施工相应过程的全部工序。

（2）SP-101 聚合物砂浆层外观要求均匀和平整，层面砂浆与混凝土基底砂浆间相互结合也较牢靠。

（3）企业在对具体建设工程的现场施工监督环节都要及时根据相关设计标准要求实施抽样现场检查。

3 施工注意事项

（1）要及时检查清理混凝土外浇基面.凿除已表面破损了及松动变形了部分的水泥混凝土，可用喷砂型砂轮轻轻（或用钢刷）刮轻轻擦除消锈剂表面和水泥表面油污，使外混凝土的外露的部分钢筋表面基本保持无较明显的锈蚀破损痕迹且外钢筋混凝土表面粗糙。

（2）补抹混凝土砂浆使用前每2h，用饱和饮用水溶液冲洗表面待需修补之部位，使原混凝土表面水分处于较饱和之状态，但砂浆表面却不能看到有澄清明水。

（3）当用人工方式进行修补作业时，无论你采用的机械喷涂方式还是用人工涂抹外墙砂浆，应坚持朝任何一个施工方向都使用抹刀，并做到尽量做到一次都抹涂完，避免重复来回的抹。如果填补层厚度超过了3cm 时，应进行分层轻抹，层间与填补层厚度之间一般应适当间隔为3d～或4d，每层的厚度间隔不宜超过2cm。

4 结语

SP-101 聚合物砂浆安全可靠，质量上乘，施工非常方便快捷，无毒副作用，是节能环保维修的常用材料，显著提高混凝土强度，可以有效防止混凝土病害蔓延，以延长机场道路的使用寿命，对新建混凝土工程采取预防措施，特别是对受损和剥落土壤的较薄外混凝土表层和较大面积的修复。有效使用聚合物砂浆SP-101对混凝土结构进行修补加固，要根据具体情况，根据当地气候条件、设计特点和工程进度组织施工。