機場道路水泥混凝土路面快速修補加固技術研究

李亞

（北京天羿機場設計咨詢有限公司廣州分公司，廣東廣州 510000）

0 引言

SP-101 聚合物砂漿常用于機場道路修補，這種材料是一種比較新型的混凝土表面修補加固材料，具有非常特殊的優(yōu)點，比如粘結(jié)強度比較高，干縮變形比較小，體積模量比較低，對氯離子和硫酸根離子的耐蝕性強等[1]，可以大大提高鋼筋的耐蝕性，沉淀生產(chǎn)力得到顯著補償，在此基礎上，本文對機場道路混凝土路面的快速修補加固技術進行了探討和分析。

1 機場道路混凝土路面損壞成因

1.1 裂縫類型

1.1.1 干縮引起的裂縫

水泥混凝土與水發(fā)生化學反應，放出大量熱量，水逐漸減少，水泥漿體收縮，干縮裂縫通常發(fā)生在注入后混凝土的初始養(yǎng)護過程中。

1.1.2 低溫收縮引起的裂紋

正常情況下，機場路面的熱脹冷縮主要受外界條件的影響。在低溫下，尤其是大型混凝土路面，內(nèi)部熱脹冷縮會導致路面出現(xiàn)裂縫。當溫度急劇下降時，會產(chǎn)生熱收縮應力，如果溫度收縮應力超過材料的最大抗拉強度，就無法避免出現(xiàn)裂縫[2]，如圖1、圖2 所示。

1.2 施工不當引起的路面損壞

當澆注的混凝土受到壓力時，碎屑對板條的載荷和車輪上的載荷會增加。在振動過程中會聚集大量混凝土，混凝土中的氣體過多會部分影響進氣質(zhì)量。一些引氣劑會在混凝土中產(chǎn)生大氣泡，如果振動不當，不能完全去除大氣泡，導致混凝土結(jié)構(gòu)表面硬化。混凝土配合比不當，由于混凝土粘度太高，振搗時不易去除氣泡，還會導致形成蜂窩狀和劃傷表面[3]。如果混凝土的防水性和抗凍性差，雨水很容易被吸收，在惡劣的天氣下，混凝土會發(fā)生凍結(jié)循環(huán)。

圖1 低溫凍融引起的耐久性裂縫

圖2 起皮、龜裂和細微裂紋

2 修復材料的性能要求及其選擇

面對受損的路面，需要盡快修復，避免出現(xiàn)損害加劇的情況，保證機場道路的正常運行。

2.1 修復材料的性能

修復材料必須具有以下特性：①具有快速硬化和高強度性能。②由于損壞層很?。ㄗ畋√幮∮?mm），舊混凝土或砂漿的抗彎結(jié)合強度必須高。③硬化過程中收縮比較小，并且干縮值應小于0.3%。④初始設置不少于45min，便于施工。

2.2 修復材料的選擇

經(jīng)過對國內(nèi)外同行業(yè)同類混凝土表面損傷修復材料的比較和選擇，決定采用美國生產(chǎn)的混凝土修復劑（SUPERFLX-101，以下簡稱“SP-101 聚合物”）和相關的修復工藝進行修補加固，通過此過程記錄二十八天的強度對比過程，實驗的實際結(jié)果清楚地表明，加入SP-101 聚合物比未加入SP-101 無聚合物水泥砂漿的28 天強度顯著提高。加入SP-101 聚合物的砂漿反復凍融，解凍后脫落或斷裂的問題不是很明顯的問題，鑿砂漿通常會粘在舊的混凝土表面上。

2.2.1 主要性能

SP-101 聚合物是一種新型的混凝土表面修復劑，是成分最多的水溶性雜分子聚合物。有效成分SP-101的加入提高了水泥砂漿的物理、力學和耐久性能，其化學性質(zhì)的表現(xiàn)如下：SP-101 聚合物是一種易流動的白色態(tài)結(jié)晶粉末，平均粒徑為45～75um，比重為410±100g/L。

2.2.2 范圍使用

與普通砂漿相比，SP-101 聚合物砂漿具有優(yōu)異的粘結(jié)、抗?jié)B、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?jié)B、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。

與環(huán)氧灌漿相比，具有施工工藝簡單、操作方便、無毒等優(yōu)點。它不僅用于修復機場道路工程，還用于水工、港口、道路、交通和土木工程中的混凝土結(jié)構(gòu)，以及碳化、氣蝕、凍結(jié)和化學侵蝕引起的冷凝源。修復薄的混凝土表面，例如地坪表面開裂侵蝕，可用于直接防濾、防腐蝕、防碳化工程，也可用于瓷磚、衛(wèi)生間的防濾。

2.3 摻加SP-101 聚合物砂漿施工及質(zhì)量控制

在我國一些特別具體或復雜疑難的工程修補及整體施工后維護、加固過程和管理活動中，尤其需要及時有效安全地科學應用SP-101 聚合物砂漿技術進行對整體全面的修補保護或維護加固，在對各環(huán)節(jié)具體實施管理養(yǎng)護環(huán)節(jié)時，一定要提出特別有針對性和有效性的要求，結(jié)合我國在特定項目施工地區(qū)及特定工程的實際地形、氣候條件、工程特點情況，以及在項目實際施工活動中的整體技術進度，針對工程項目整個修補施工與維護的各個重要施工作業(yè)環(huán)節(jié)，全面進行科學、合理、高效的組織生產(chǎn)。修補施工工作流程表中的主要作業(yè)內(nèi)容如下：舊鋼筋混凝土鑿毛→涂刷噴砂劑（或用鋼刷）除表面臟污后→養(yǎng)護涂刷鋼筋防銹劑后（如遇露筋現(xiàn)象）→養(yǎng)護用清水或中溫洗飽和灰水→養(yǎng)護涂刷基面SP-101 預溶液后→養(yǎng)護涂抹表面SP-101預聚合物砂漿后→養(yǎng)護[4]。

2.3.1 基底處理

（1）鑿毛。為能夠確保SP-101 聚合物砂漿保護層與基底混凝土界面粘結(jié)密封性能會更加緊密良好，通常這種情況條件下，需要應用鋼絲刷法或機械噴砂的方法，以使鋼筋表面殘留的水泥污物盡快得以全部清除，如果混凝土基面鋼筋出現(xiàn)了比較特別嚴重的銹蝕松動等情況，要先考慮應用人工的鑿毛等方法以鑿打掉這些破損了的水泥混凝土，若出現(xiàn)鋼筋的銹蝕或外露，要馬上對水泥鋼筋表面徹底實施清理除銹處理工作，并及時涂上另外一層鋼筋防銹劑。

（2）飽和。對凡需手工鑿除金屬碎石層的鋼筋混凝土表面，要考慮盡量要采用高壓主水槍方法施工（采用飲用水）先手工將所有金屬碎屑顆粒物及碎石表面灰塵均用水槍沖洗后清理干凈，同時還要進行充分均勻地和連續(xù)多次大量的水霧進行均勻噴灑，以此措施才能最終確保金屬碎石表面混凝土漿子能夠迅速得到充分均勻滲透以實現(xiàn)砂漿充分均勻飽和，并且鋼筋混凝土表面也應盡量沒有明水。圖3 為基底處理。

圖3 基底處理

2.3.2 砂漿的配制

SP-101 聚合物砂漿水泥的配合比公式（體積比）公式為：SP-101 聚合物粉末:普硅水泥:砂漿:水=1:3:3:3。在現(xiàn)場攪拌施工中的施工現(xiàn)場中，也就可以通過適當?shù)倪x用人工機械混合攪拌或者用水泥攪拌機等聯(lián)合機械攪拌，與混合攪拌的最佳配合攪拌方式來實施聯(lián)合混凝土拌和工藝操作，同時應該注意到要能夠做到比較嚴格科學地的控制和好干粉砂漿攪拌各組分之間合理進行配比拌和時添加劑的用量。每次在進行拌和或混合成砂漿存放使用期間的砂漿存放的過程中，也應該要特別密切地結(jié)合所拌和混合砂漿情況和現(xiàn)場施工作業(yè)時間進度情況等，來比較具體和明確規(guī)定其每日相應量段的砂漿實際總需要量，拌和并配制均勻成質(zhì)量合格標準的混合用砂漿后其存放及使用過程的砂漿總需要量時間，一般應該都盡可能適當?shù)目刂圃诿咳招∮?5min 在這個標準范圍內(nèi)。

2.3.3 施工

（1）涂刷基面SP-101 聚合物砂漿。在開始涂抹聚合物砂漿保護層劑之前，在工作場所介質(zhì)基面布板上需預先再涂刷上一層聚合物界面活性劑的預稀分散溶液，其稀釋配合比通常應約為SP-101 粉末:水=1:4，涂刷該溶液時的涂刷面積應力分布求應均勻，不得再遇有少量水滴或漏墨滴溢涂表面或流淌。

（2）用SP-101 型聚合物砂漿抹面法施工[5]。待在聚合物界面的預分散混合砂漿表面或者用手摸察著表面感到聚合物砂漿處于似被自粘實非完全被膠粘的狀態(tài)時，應馬上注意或立即開始重新涂抹該聚合物砂漿，可同時選擇采用機械噴涂機抹平或再用人工壓輥重抹，操作過程上注意速度一定應保持要均勻比較的快，且必須是朝下一個方向進行連續(xù)的用力和多次地抹平，并盡量保證能盡量能做到最后一次抹全部抹平，避免過長時間地反復抹。

（3）如裂縫內(nèi)修補物的總厚度仍未明顯超過3cm時，應采取先修補分層后再施工，層間內(nèi)補與最外層間修補分層之間施工最少間隔應至少間隔約有4 個多小時。對于在破壞的深度相對較深一點的部位表面（大于5cm）基礎上，可先適當或先少量考慮采用SP-101 的聚合物混凝土漿再進行最后一次的修補，養(yǎng)護約3～5d 后再復涂抹最后一次采用SP-101 的聚合物砂漿。

SP-101 聚合物砂漿特別適宜于在-5～30℃的環(huán)境溫度情況下進行的施工，如現(xiàn)場環(huán)境溫度確實超出了此溫度范圍，同時要結(jié)合實際具體現(xiàn)場情況也可做有效調(diào)整。

2.3.4 養(yǎng)護

采用SP-101 聚合物砂漿在每次抹面處理完了之后，要保證能及時的且安全有效的地有效的地通過人工處理或地面灑水養(yǎng)護處理等的養(yǎng)護處理施工方法，并用干濕塑料布條覆蓋或直接用干濕塑料麻袋等物品覆蓋在地面上進行地面灑水和養(yǎng)護，從某一個的根本的角度上說能完全規(guī)避聚合物砂漿中的容易出現(xiàn)裂縫的干縮裂縫問題。

2.3.5 施工控制

（1）施工單位為嚴格保證SP-101 聚合物砂漿施工的全部施工階段質(zhì)量，要抓緊進一步建設完善工程質(zhì)量保證控制體系，施工作業(yè)人員必須要全面按照其具體生產(chǎn)操作技術流程，檢查與驗收施工相應過程的全部工序。

（2）SP-101 聚合物砂漿層外觀要求均勻和平整，層面砂漿與混凝土基底砂漿間相互結(jié)合也較牢靠。

（3）企業(yè)在對具體建設工程的現(xiàn)場施工監(jiān)督環(huán)節(jié)都要及時根據(jù)相關設計標準要求實施抽樣現(xiàn)場檢查。

3 施工注意事項

（1）要及時檢查清理混凝土外澆基面.鑿除已表面破損了及松動變形了部分的水泥混凝土，可用噴砂型砂輪輕輕（或用鋼刷）刮輕輕擦除消銹劑表面和水泥表面油污，使外混凝土的外露的部分鋼筋表面基本保持無較明顯的銹蝕破損痕跡且外鋼筋混凝土表面粗糙。

（2）補抹混凝土砂漿使用前每2h，用飽和飲用水溶液沖洗表面待需修補之部位，使原混凝土表面水分處于較飽和之狀態(tài)，但砂漿表面卻不能看到有澄清明水。

（3）當用人工方式進行修補作業(yè)時，無論你采用的機械噴涂方式還是用人工涂抹外墻砂漿，應堅持朝任何一個施工方向都使用抹刀，并做到盡量做到一次都抹涂完，避免重復來回的抹。如果填補層厚度超過了3cm 時，應進行分層輕抹，層間與填補層厚度之間一般應適當間隔為3d～或4d，每層的厚度間隔不宜超過2cm。

4 結(jié)語

SP-101 聚合物砂漿安全可靠，質(zhì)量上乘，施工非常方便快捷，無毒副作用，是節(jié)能環(huán)保維修的常用材料，顯著提高混凝土強度，可以有效防止混凝土病害蔓延，以延長機場道路的使用壽命，對新建混凝土工程采取預防措施，特別是對受損和剝落土壤的較薄外混凝土表層和較大面積的修復。有效使用聚合物砂漿SP-101對混凝土結(jié)構(gòu)進行修補加固，要根據(jù)具體情況，根據(jù)當?shù)貧夂驐l件、設計特點和工程進度組織施工。