水利工程施工中噴涂聚脲彈性體技術(shù)的應(yīng)用

張 斌

(山西東山供水工程有限公司，山西 太原 030002)

水利工程施工中噴涂聚脲彈性體技術(shù)的應(yīng)用

張 斌

(山西東山供水工程有限公司，山西 太原 030002)

作為一種新型無污染、無溶劑的綠色施工技術(shù)的噴涂聚脲彈性體技術(shù),在解決處理水利水電工程中的抗腐蝕、沖磨以及防滲等方面具有很大的優(yōu)勢。本文結(jié)合某水利樞紐施工項目,研究了聚脲彈性體的特征,簡要介紹了該技術(shù)專門的噴涂設(shè)備和施工工藝及需要特別注意的事項,希望能對類似水利工程起到借鑒作用。

聚脲彈性體材料;抗沖磨;水庫樞紐

噴涂聚脲彈性體技術(shù)是一種綠色施工技術(shù)，具有8個方面的特點:①沒有毒性，不含有任何的有機(jī)揮發(fā)物;②綜合力學(xué)性能較為優(yōu)異，拉伸強度和撕裂強度最高分別可達(dá)到27MP a、105.4kN/m;③抗沖磨性較高，其抗沖磨的能力達(dá)到C 40混凝土10倍以上的強度;④防滲能力良好，24h不滲漏;⑤良好的低溫柔性，在低溫環(huán)境下，會提高其拉伸、撕裂、剪切的強度;⑥耐腐蝕性良好;⑦具有很好的附著力，聚脲材料可以與多種底材進(jìn)行粘結(jié);⑧固化程度快速，反應(yīng)速度較快，在1m i n內(nèi)就可達(dá)到步行的強度，該特征解決了噴涂過程中的流掛問題，從而使得涂層表面較為光滑平整［1］。

1 工程概況

本工程為某水利樞紐施工建設(shè)項目，位于2省交界的干流之上，樞紐壩址以上的控制流域面積達(dá)到了6.6萬km2，主要由水電站廠房、溢洪道、主副壩以及其他一些灌溉水洞等組成。其中水庫容量86.1億m3，總裝機(jī)25萬kW。為了保證輪機(jī)蝸殼的混凝土硬度達(dá)到防滲和水流抗沖擊的標(biāo)準(zhǔn)要求，相關(guān)專業(yè)人員對其進(jìn)行取樣以及現(xiàn)場勘察，并充分論證之后，對4個蝸殼的側(cè)墻混凝土進(jìn)行施工，其中的施工工藝就是采用了噴涂聚脲彈性體技術(shù)。

2 施工材料性能及施工機(jī)具

(1)施工材料性能。由于本工程主要采用了噴涂聚脲彈性體技術(shù)，這種技術(shù)的主要特點就是在一定程度上能防止水利工程的滲透和水流對水利樞紐的沖擊沖磨［2］。聚脲彈性體材料的技術(shù)性能指標(biāo)見表1。為確保聚脲彈性體材料可以很好的粘結(jié)潮濕混凝土，將使用SK底膠，其主要性能指標(biāo)見表2。

表1 聚脲彈性體材料的技術(shù)性能指標(biāo)

表2 S K底膠的主要性能指標(biāo)

(2)主要施工機(jī)具。本工程的噴灑過程使用的是H-20/35專用主機(jī)和噴槍。施工時在裝有A、R原料桶內(nèi)插入主機(jī)的2支抽料泵，利用主機(jī)所產(chǎn)生的高壓將原料推入到噴槍混合室中，經(jīng)過混合霧化之后再將其噴出。由于涂料固凝的速度極快，在將要達(dá)到基層的時候，涂料就快要凝膠了。一般一次噴涂2m m的厚度，當(dāng)噴涂的厚度達(dá)到規(guī)定之后只需要反復(fù)進(jìn)行噴涂即可。

噴涂設(shè)備要求具有較高的施工效率，一般是100m2的噴涂面積只需要40m i n，一次噴涂2m m的厚度，從而避免多次施工的缺點。本工程施工中的輔助設(shè)備一般為攪拌器、高壓水槍、空氣壓縮機(jī)、打磨機(jī)、電錘等［3］。

3 現(xiàn)場施工

聚脲彈性體噴涂材料的施工的施工工藝，主要從3個方面進(jìn)行:處理底面，聚脲彈性體材料的噴涂，處理封邊。

(1)處理底面。該施工過程的步驟主要是:首先對表面的灰塵、雜物、浮渣等使用高壓水槍或是角磨機(jī)將其清除干凈;然后進(jìn)行表面找平，一般是等到表面的水分完全蒸發(fā)之后，對于底面的縫隙需使用堵封材料填堵;等到封堵材料都完全固化之后，再使用砂輪磨平;最后再次對表面進(jìn)行清理，清理干凈之后，將一道界面劑刷涂到表面上。

對于一些混凝土的裂縫超過0.2m m的，首先需要鑿出3c m×5c m的矩形槽，接著再使用環(huán)氧砂填平。對于滲水縫隙，在噴涂聚脲彈性體的過程中需要確?；炷帘砻娴母稍?，一般需要進(jìn)行止水處理［4］。

在聚脲彈性體的周邊和接頭位置上，需要鑿出3c m×5c m的矩形槽，再使用切割機(jī)對邊沿進(jìn)行切割。為了保證在噴涂聚脲彈性體涂層時只噴涂槽底和施工面，需要使用膠帶將混凝土搭接的半邊粘住。等到槽底和施工面都噴涂完全之后，再用切刀切去槽底的膠帶，最后使用環(huán)氧砂漿填平矩形槽。

對于頂部的接縫處，為確保噴涂層和鋼襯形成封閉的體系，首先需要打磨邊緣10c m范圍的鋼板，再噴涂聚脲，這樣才能具有較好的防滲效果。

(2)噴涂前的設(shè)備準(zhǔn)備。首先需要按照說明書對噴涂相關(guān)設(shè)備尤其是易損構(gòu)件進(jìn)行嚴(yán)格檢查，合理設(shè)定噴涂設(shè)備參數(shù)。結(jié)合工程實踐經(jīng)驗，本工程采取的噴涂設(shè)備參數(shù)見表3。

表3 噴涂設(shè)備參數(shù)

噴涂施工時對溫度的要求也比較嚴(yán)格的，正常施工時的溫度要達(dá)到一定的要求，所以在噴涂前，要通過加熱器加溫，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)計要求之后，再對A、R2組的靜壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保一致。

(3)噴涂前準(zhǔn)備好原料。對于噴涂前的原材料要嚴(yán)格要求，要對2組包裝進(jìn)行認(rèn)真檢查，確保完整性。不允許使用包裝損壞、不完整的產(chǎn)品。在打開A、R2組包裝時，需要避免讓桶內(nèi)的膠渣和雜物掉落其中。觀察涂料的外觀，確認(rèn)是不是無凝膠、雜質(zhì)、均勻的可流動液體，禁止使用已有結(jié)塊、凝膠的涂料。由于R組分中具有助劑和顏料，因此過長時間的靜置會導(dǎo)致沉淀問題，因此在噴涂之前，需要充分?jǐn)嚢鑂組分，直至R組分中涂料顏色一致，無任何的沉淀和發(fā)花問題。在攪拌時，為了避免產(chǎn)生金屬碎屑，攪拌器不可以直接碰觸到包裝的桶壁上。在施工噴涂過程中，可以同步對 R組分進(jìn)行攪拌，一般可以使用專門的風(fēng)氣動攪拌設(shè)備進(jìn)行，或是對R組分每相隔5m i n進(jìn)行一次不超過3m i n的攪拌。

(4)噴涂。噴涂時，需要不定時觀察壓力和溫度等參數(shù)。A、R2組分的動態(tài)壓力差需要小于600ps i，霧化過程要均勻。一旦發(fā)現(xiàn)超過此指標(biāo)，則屬于異常情況，應(yīng)當(dāng)及時停止施工，檢查設(shè)備，確保運行無異常。排除故障后，方可繼續(xù)施工［5］。

噴涂施工應(yīng)均勻進(jìn)行，同時控制好噴涂時間，彈性層噴涂應(yīng)當(dāng)將時間控制在3h以內(nèi)，一旦超過3h，就要對已施工的涂層表面進(jìn)行打磨，接著將一道粘合劑刷涂在表面上，0.5h之后再施工彈性層部分。

(5)控制好噴涂表面狀態(tài)。為了確保噴涂表面光滑、美觀，在噴涂施工時，要對噴槍的噴射角度和高度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以達(dá)到最佳的噴射位置。

4 施工注意事項

(1)由于聚脲屬于雙組分快速反應(yīng)型，所以在使用的時候需要使用專門的設(shè)備。

(2)禁止使用包裝已破損的產(chǎn)品。

(3)施工時需要檢查 A、R2種物料，確保合格之后才可以使用。

(4)聚脲耐沖磨材料需要在15～40℃條件之下貯存。若是超過保質(zhì)期，使用前需要按照相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)復(fù)查該材料，符合條件之后還是可以再次使用的。

5 結(jié)語

針對水利樞紐中的水輪機(jī)蝸殼的混凝土情況，需要采取防滲和抗沖磨措施，噴涂聚脲彈性體則是較為有效的處理技術(shù)之一。某水利樞紐項目4個蝸殼的側(cè)墻混凝土噴涂聚脲彈性體實施效果表明，該項目混凝土達(dá)到預(yù)期防滲和抗沖磨效果，表明噴涂聚脲彈性體在該工程的可行性，供同類工程參考借鑒。

［1］孫志恒，張會文.聚脲材料的特性、分類及其應(yīng)用范圍［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計，2013(10):36-38.

［2］李進(jìn)東，宋力.噴涂聚脲彈性體技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用［J］.江蘇水利，2007(02):37-38.

［3］張秀紅，王強，劉春梅.淺議聚脲彈性體材料在山口巖水利樞紐工程上的應(yīng)用 ［J］.紅水河，2014(03):108-109.

［4］孫志恒，岳躍真.聚脲彈性體噴涂技術(shù)及在水利工程中的應(yīng)用［J］.大壩與安全，2005(01):64-66.

［5］王貴明.平橋砌石拱壩防滲加固設(shè)計研究［J］.水利技術(shù)監(jiān)督，2015(02):71-73.

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1008-1305(2016)05-0093-02

10.3969/j.issn.1008-1305.2016.05.032

2016-07-04

張 斌(1968年—)，男，高級工程師。