丙乳砂浆在污水池防腐施工中的应用
赛化云防腐蚀技术总监 51防腐蚀论坛资深版主 张作华
污水池腐蚀环境复杂，各种介质繁多，因此污水池防腐必须根据不同的工况条件选择不同的耐蚀材料，有针对性地进行专项方案施工才能充分延长污水池的使用寿命，保证污水处理设施的正常运行，满足越来越严格的环保要求。据不完全统计，用于污水池的防腐材料有几十种以上，如涂料类、衬里类、砂浆胶泥类、膜结构类、预埋锚固类等等，其中某些材料还兼具防腐防水的功能，被称为“双用型”防护产品，其中丙乳砂浆就是砂浆胶泥类的一种，并归类为“双用型”材料。这种既防腐又防水抗渗的产品具体全名为“聚丙烯酸酯乳液水泥砂浆”，简称为“丙乳砂浆”。
聚丙烯酸酯乳液水泥砂浆（丙乳砂浆）由两部分组成：水泥基体系和聚合物体系。水泥基体系主要采用42.5级普通硅酸盐水泥，提供基础强度；聚合物体系主要采用丙烯酸酯共聚乳液（丙乳），来改善砂浆的柔韧性和粘结力。以上两种体系材料再配以合适的石英砂作为骨料和适量的添加剂（如消泡剂，稳定剂等）进行复配混合，就成为一款“自助式”污水池防腐施工用材料了，应用时操作简单方便，性价比高，特别适合生活污水池和工业污水池腐蚀程度不严重的场景。
丙乳砂浆作为污水池防腐材料百花园中的一棵不起眼的“小草”，虽然不被行业看重；但是其特有的性能不可小觑。丙乳砂浆的防腐蚀性能基于“聚合物成膜---水泥水化”的协同作用，当丙乳中的水分蒸发后，在水泥石孔隙中形成连续的弹性膜，可以阻断腐蚀介质（如氯离子，酸碱性物质）的渗透路径；水泥水化物可以与聚合物膜交织成三维网络结构，兼具水泥的刚性和聚合物的韧性，提高了抗裂性能和密实性能。聚合物膜填充孔隙，降低吸水率超10倍，并提升8倍的抗氯离子渗透能力。通过大量施工案例和实际应用效果看，聚丙烯酸酯乳液水泥砂浆的显著优点和优秀的耐蚀性能体现在以下几方面：
1.耐化学介质腐蚀。聚丙烯酸酯乳液水泥砂浆可以有效地抵抗污水中的中等浓度的酸水和碱液、盐以及尿素和苯等化学介质的腐蚀，已被列入国家标准GB/T 50046-2018《工业建筑防腐蚀设计标准》第7.2.5条作为化工耐腐蚀材料。
2.抗氯离子渗透。聚丙烯酸酯乳液水泥砂浆抗氯离子渗透能力是普通砂浆的8倍以上，保护混凝土内部钢筋免于锈蚀，可显著延长混凝土结构的使用寿命。
3.抗渗性与防水性能。丙乳砂浆中的聚合物成膜与水泥的水化协同作用，形成致密的结构，抗渗等级达到P10-P12，能够长期承受0.8-1.0MPa的水压，有效地阻止和隔断水分及有害介质的渗透。
4.耐老化与耐久性。通过WE-2紫外线碳灯老化箱中测试2160小时后，其抗拉强度和极限延伸率均未降低，耐老化性能优异，抗紫外线和臭氧，其使用寿命优于普通水泥砂浆的5倍，长期浸泡水中寿命可达几十年。
5.超强粘结力与抗裂性。丙乳砂浆与混凝土的粘结强度是普通砂浆的4倍以上，并且柔韧性好，能够适应基层微变形，抑制裂缝的产生和扩展，其拉伸应变能力达到0.3%—0.5%，远远高于普通砂浆。
6.抗碳化与耐磨性。丙乳砂浆的抗渗性能延缓了二氧化碳的浸入，抗碳化能力随着聚灰比增加而显著提升；其表面硬度高，耐磨性能好。
7.抗冻性与密实性。经过300次冻融循环后性能稳定，其吸水率仅为0.8%（普通水泥砂浆为12%），加压1.5MPa恒压24小时后渗水高度仅3.5㎜。
8.施工便捷与环保性能。丙乳砂浆施工可以采取手工抹涂，机械喷涂，环保安全，无甲醛，苯等有害物质。最为突出的就是丙乳砂浆可以在没有积水的潮湿基面施工，大大降低了施工条件的限制。
9.经济性与实用性。丙乳砂浆相对于其他砂浆（如环氧砂浆）成本更低，具有现实的经济效益；而且具有更广的实用性，特别是在污水池防腐，混凝土裂缝修复，钢筋防锈等领域操作工艺更简单方便。
10.丙乳砂浆水性环保，极低的VOC值符合国家绿色环保材料政策导向，是一种友好型防腐防水材料。
综上所述，丙乳砂浆凭其综合性能及低廉的价格成为污水池防腐防渗工程的理想选择。
丙乳砂浆特别适合在无明水的潮湿基面施工，这与普通砂浆需要干燥的基面要求形成鲜明对比，也决定了丙乳砂浆施工的一个重要优势。丙乳砂浆在污水池内壁的施工工艺如下：
1.污水池混凝土表面处理。施工前用高压水冲洗混凝土表面，将污染物和杂质彻底清理掉，并修补如坑洞，裂缝等缺陷部位。干燥后采用打磨或者喷砂方法形成一定的表面粗糙度，清理浮灰后，基面保持干净，平整，无任何油污的状态。需要注意的是新浇筑混凝土必须符合强度要求。
2.丙乳砂浆配制。素浆参考配比为丙乳：水泥=1:1～1.5混合后机械搅拌，无结块，无沉淀，均匀一致，静置消泡后备用；砂浆参考配比为水泥：石英砂：丙乳：水=1：（1～2）：（0.25～0.35）：适量。配比时称量准确，误差应<3%，机械搅拌时先加入80%的乳液和其他材料混合，再慢慢加入剩余的20%乳液，直至搅拌均匀无结块，静置无泡后使用，搅拌好的材料需在30～45分钟内用完，防止胶凝失效。
3.丙乳砂浆施工。丙乳砂浆的施工方法比较灵活，可以人工涂抹，也可以机械喷涂。首先，于干净湿润（无明显积水）的混凝土表面涂刷或者喷涂1㎜后的丙乳素浆，要厚薄一致，不要漏涂，以增强后续砂浆层的粘结力。其次，于干燥后的素浆层上面施做砂浆层，人工涂抹或者机械喷涂皆可，厚度一般为平面不超过15㎜，立面或者顶面不超过10㎜，施工时必须分层操作，每层厚度控制在5-10㎜，每层施工间隔时间必须>24小时。当大面积施工时需要分块（每块面积≤10-15㎡），施工时砂浆摊铺后立即压抹，一次成型，避免反复操作，气泡必须刺破压紧，保证砂浆面密实。当采用机械喷涂时，压力控制在0.4-0.6MPa，每层厚度控制爱3-5㎜，间隔时间不低于24小时。
4.砂浆养护。当砂浆表面指触干燥后就可以进行养护了，方法为喷雾养护，即用喷雾器均匀喷洒水雾，保持表面湿润；另外一种就是覆盖保湿，即覆盖塑料薄膜，麻袋或者草帘等材料，塑料薄膜四周需要封严密，防止水分蒸发过快。施工24小时后，需要进行潮湿养护7天，再自然养护21天（总养护时间>28天）后方能投入使用。养护期间温度>5℃，严禁表面积水，严禁上人踩踏，以免影响聚合物的形成及砂浆的强度。
5.丙乳砂浆施工注意事项。施工环境温度宜为5℃-30℃，遇有低温及雨天需要加强保温覆盖，避免阳光直射；分层施工时，需要严格执行间隔时间（每层间隔时间必须待前一层触干后再进行下一层施工）；工具建议使用锋利的抹刀或者刮板；严格执行初期和后期养护工艺及时间，确保丙乳砂浆成分水化并形成完整有效的聚合物膜，发挥其抗裂，防水，防腐，抗渗等优异的性能。
丙乳砂浆在污水池混凝土基材保护中，不但具有防腐作用更具有很好的防水效果，可以说是既能防腐又能防水的“双用型”材料，对于多孔性混凝土保护，延长使用寿命具有积极的意义。随着“双碳”目标的深化，要求防腐蚀材料绿色环保，作为污水池用砂浆胶泥类材料也要满足政策规定。据资料统计，国内环保型砂浆占比将从35%提升至50%以上，因此聚合物砂浆（如丙乳砂浆）必将成为施工用材料主流的选择。预计到2030年中国特种砂浆市场规模有望突破500亿元，年均增长率8%—10%，丙乳砂浆作为防腐、防水、抗渗等高性能产品除了广泛应用于污水池防腐防水防护，在绿色建筑、工业防腐、防水抗渗、修复加固、海洋工程、混凝土防碳化、水利及市政设施工程、耐磨护面等诸多领域的应用将持续增长，并呈现广阔的应用前景。
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