水工建筑物表面抗凍害的防護(hù)技術(shù)及應(yīng)用初探

胡翠薇

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，水工建筑物質(zhì)量逐步提升，合理應(yīng)用抗凍害防護(hù)技術(shù)能夠達(dá)到病害、凍害防止的目的，本文通過良好的選擇性粘結(jié)性、優(yōu)異的耐久性，兩個(gè)方面對(duì)水工建筑物抗凍害表面防護(hù)材料的要求進(jìn)行了總結(jié)，又從噴涂型單組分聚脲防水涂料、聚合物基面修復(fù)材料兩個(gè)方面詳細(xì)介紹了常見的水工建筑物抗凍害表面材料，之后對(duì)防護(hù)技術(shù)進(jìn)行了分析，希望為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

Abstract： With the continuous development of social economy， the quality of hydraulic structures is gradually improved. The rational application of anti-freeze protection technology can achieve the purpose of disease and freezing damage prevention. This paper summarized the requirements for anti-freezing surface protective materials for hydraulic structures from two aspects of good selective adhesion and excellent durability. From the aspects of spray-type one-component polyurea waterproof coating and polymer base repairing material， the common anti-freezing surface materials of hydraulic structures are introduced in detail and the protection technology is analyzed， to provide reference for people concerned about this topic.

關(guān)鍵詞：水工建筑物;抗凍害;防護(hù)技術(shù)

Key words： hydraulic structures;frost resistance;protection technology

中圖分類號(hào)：TV544 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）14-0093-03

0 ?引言

水工建筑物的建筑材料主要為混凝土，但建筑隨著運(yùn)行年限的增長(zhǎng)，水工建筑容易出現(xiàn)滲漏、裂縫等問題，為了提高水工建筑物的安全性，需要從環(huán)境、氣候等幾個(gè)角度分析，構(gòu)建合理的表面防護(hù)方式。并且隨著科技的不斷發(fā)展，抗凍害表面防護(hù)材料逐漸優(yōu)化，在應(yīng)用時(shí)，施工人員需要從多角度分析水工建筑的凍害表面防護(hù)需求，之后有針對(duì)性的應(yīng)用防護(hù)技術(shù)，以達(dá)到提高建筑壽命的目的。

1 ?水工建筑物抗凍害表面防護(hù)材料的要求

1.1 良好的選擇性粘結(jié)性 ?為了能夠進(jìn)一步了解水工建筑物抗凍害表面防護(hù)材料的應(yīng)用需求，需要從良好的個(gè)的選擇性粘黏性這一角度分析，第一，受到周圍環(huán)境的影響，水工建筑會(huì)遭到破壞，例如：東北部地區(qū)的具有四季分明的特點(diǎn)，水工建筑物一年的溫度差異達(dá)到了90攝氏度，進(jìn)而容易出現(xiàn)露石露筋的現(xiàn)象，應(yīng)用表面防護(hù)材料噴涂建筑時(shí)，需要具備較高的選擇性與粘接性才能夠滿足環(huán)境需求。第二，隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)階段研究出的表面防護(hù)材料具備耐久性、抗磨性的特點(diǎn)，但在不同地區(qū)選擇防護(hù)材料時(shí)，需要選擇具備適當(dāng)防護(hù)性能的材料，例如：在西北地區(qū)為水工建筑物選擇表面防護(hù)材料時(shí)，由于冬季與水面與建筑連接處會(huì)凍冰，進(jìn)而需要選擇具有較高粘接性的材料，達(dá)到提高涂層牢固性的特點(diǎn)[1]。

1.2 優(yōu)異的耐久性 ?優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度為防護(hù)材料選擇方向，由于水工建筑物不僅會(huì)受到環(huán)境、天氣的影響，還受到水質(zhì)的影響，進(jìn)而在選擇防護(hù)材料時(shí)，需要從耐久性角度出發(fā)，保障防護(hù)涂層能夠發(fā)揮出其中的建筑保護(hù)作用，避免出現(xiàn)由于鹽侵蝕、氧化等問題，提高水工建筑物的壽命與安全性。目前水工建筑物抗凍害保護(hù)施工中，加大了對(duì)防護(hù)材料耐久性的考察，是保證防護(hù)效果的前提條件。

2 ?常見材料的介紹

2.1 噴涂型單組分聚脲防水涂料 ?為了能夠進(jìn)一步了解水工建筑物抗凍害表面防護(hù)材料，可以從噴涂型單組分聚脲防水涂料這一角度分析，噴涂型單組分聚脲防水涂料中的主要原料為功能性聚醚多元醇、特種固化劑等，這類原料在與空氣接觸之后能夠分解為反應(yīng)固化劑，具體性能參數(shù)如表1所示。

通過測(cè)試研究能夠了解到噴涂型單組分聚脲防水涂料的綜合性能較高，能夠滿足水工建筑的使用需求，并且在使用時(shí)，不需要多次噴涂，提高了水工建筑物抗凍害表面防護(hù)工作效率與質(zhì)量。

2.2 聚合物基面修復(fù)材料

水工建筑物抗凍害表面防護(hù)材料中，聚合物基面修復(fù)材料為其中一種常見材料，由于具有較強(qiáng)的耐腐蝕性、附著力、硬度，被廣泛的應(yīng)用到水工建筑物表面修復(fù)工程中，并且還可以將這一材料與其他材料融合到一起，提高抗凍害質(zhì)量，表2為聚合物基面修復(fù)材料的具體性能參數(shù)。

3 ?水工建筑物抗凍害表面防護(hù)技術(shù)

水工建筑物抗凍害表面防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用在提高建筑物質(zhì)量方面有重要意義，對(duì)于容易受到凍害問題影響的建筑工程來講，要結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行防護(hù)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，是保證建筑工程運(yùn)行可靠性的關(guān)鍵。

3.1 施工流程 ?在運(yùn)用水工建筑物抗凍害表面防護(hù)技術(shù)時(shí)，應(yīng)注重施工工藝流程的合理化，在進(jìn)行建筑物基面處理后，在其上涂刷一層聚脲涂料專用的界面劑，之后在基面上覆蓋一層修復(fù)材料，再次噴涂防水涂料并進(jìn)行細(xì)節(jié)部位的處理，在完成上述環(huán)節(jié)后，還要進(jìn)行施工情況的驗(yàn)收。

3.2 施工工藝 ?在基面處理環(huán)節(jié)，要求基層清潔、平整無雜物，對(duì)于一些凹凸不平的部位要進(jìn)行修補(bǔ)打磨，確?；鶎犹幚砗鬂M足抗凍害施工技術(shù)使用需求。在涂刷界面劑上，需要選擇專用界面劑，在基層表面均勻涂刷界面劑并保證不漏涂。通常將專用界面劑使用量設(shè)定為0.1-0.2kg/m2，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度條件和氣候情況等確定涂刷間隔時(shí)間。上文已經(jīng)介紹了水工建筑物抗凍害防護(hù)施工中常見的修復(fù)材料，還要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況適當(dāng)調(diào)整修復(fù)材料的使用量[2]。例如，對(duì)于相對(duì)平整的待修復(fù)基面來講，通常設(shè)計(jì)基面修復(fù)材料涂刷厚度為0.06-0.1cm，能達(dá)到較好抗凍害修復(fù)效果，不會(huì)影響建筑物自身性能。而在噴涂防水涂料這一環(huán)節(jié)，需要在修復(fù)材料固化后，進(jìn)行修復(fù)表面的清理，之后利用專門的噴涂設(shè)備來噴涂防水材料，根據(jù)施工方案設(shè)計(jì)要求，確定涂料用量和噴涂次數(shù)。另外，水工建筑物表面抗凍害防護(hù)施工中的細(xì)節(jié)處理環(huán)節(jié)，主要是進(jìn)行特殊結(jié)構(gòu)部位的噴涂處理，要求工作人員按照施工規(guī)范，做好建筑物抗凍害防護(hù)的收尾工作。具體來說，噴涂防水材料是修復(fù)凍害基面時(shí)較為常用的修復(fù)手段，能起到較好的防凍害效果。

3.3 工程實(shí)例分析 ?本文以河南省陸渾灌區(qū)東方紅一號(hào)渡槽工程為例，在進(jìn)行該工程的表面修復(fù)處理時(shí)，選用了噴涂型聚脲防水涂料，可對(duì)裂縫表面進(jìn)行柔性封閉處理，保證基面完整性。

首先清理基層，利用水和風(fēng)清理建筑基層，確保基層干燥、無浮塵，對(duì)于表面存在苔痕的地方，可利用鋼絲刷或者磨光機(jī)進(jìn)行打磨，從而保證基層處理效果較好。其次，需要在基層表面涂刷一層冷底子油。在準(zhǔn)備防水材料時(shí)，要進(jìn)行材料內(nèi)部不同組分的比例計(jì)算，將材料均勻混合后，再次加入一定量的高標(biāo)號(hào)汽油來拌合均勻，將防水材料完全覆蓋在需要進(jìn)行防護(hù)治理的基面上，不能存在露點(diǎn)現(xiàn)象。在防水材料固化后，還要進(jìn)行底層涂刮處理，使用刮板完成底層涂刮作業(yè)，按照施工標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制涂刮厚度，要求做到材料涂刮均勻[3]。在完成底層涂刮后，還要進(jìn)行鋪設(shè)操作，將中堿玻纖布從上至下鋪設(shè)到基面上，同時(shí)要利用掃把將玻纖布家掃實(shí)壓密，確保基面鋪設(shè)的完整性。當(dāng)?shù)讓硬牧瞎袒欢螘r(shí)間后，可再次進(jìn)行中層涂刷施工，要求保證材料涂刷均勻性，在中層材料鋪設(shè)完成后，還要進(jìn)行面層的涂刷，將涂刷厚度設(shè)計(jì)在0.5毫米左右，需要控制涂刷均勻。在對(duì)抗凍害防護(hù)技術(shù)運(yùn)用效果進(jìn)行分析時(shí)，可發(fā)現(xiàn)經(jīng)過一個(gè)冬季后，涂層范圍沒有出現(xiàn)原有裂縫發(fā)育或者新裂縫產(chǎn)生的現(xiàn)象，并且混凝土和涂層之間沒有發(fā)生脫落，表明粘接是可靠的。用手觸摸檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)涂層沒有發(fā)生較明顯的物化反應(yīng)，說明涂層的耐老性較好，從整體來看，達(dá)成了預(yù)期處理效果。

4 ?水工建筑物抗凍害防護(hù)途徑

在水工建筑物使用過程中，容易出現(xiàn)凍害現(xiàn)象，為了加大對(duì)水工建筑物功能的保護(hù)，需要采取相應(yīng)抗凍害防護(hù)措施，以便發(fā)揮水工建筑物功能。在進(jìn)行抗凍害防護(hù)工程設(shè)計(jì)前，應(yīng)首先調(diào)查清楚地質(zhì)條件和地下水情況，根據(jù)地區(qū)地質(zhì)檢測(cè)和氣候變化等數(shù)據(jù)信息，了解本地凍脹、氣溫、凍深和降水等情況，以便確定合理的防護(hù)方案。其中水工建筑物表面出現(xiàn)裂縫是最為常見的凍害問題，要求選擇耐久性較好的防護(hù)材料進(jìn)行施工，以便保證防護(hù)技術(shù)使用效果。要想確保水工建筑物表面抗凍害防護(hù)技術(shù)有較好可行性，需要保證防護(hù)技術(shù)運(yùn)用后，水工建筑物剛度、強(qiáng)度、防滲效果和穩(wěn)定性等達(dá)到理想效果，進(jìn)而確保防護(hù)技術(shù)有較好應(yīng)用性。

根據(jù)建筑物類型的不同，選擇的抗凍害防護(hù)技術(shù)有所區(qū)別。常見的水工建筑物抗凍害防護(hù)措施包括以下幾種：一是板形基礎(chǔ)，是指當(dāng)板形基礎(chǔ)無法滿足建筑物抗凍害要求時(shí)，可將抗凍脹結(jié)構(gòu)運(yùn)用到水工建筑物工程中。在進(jìn)行抗凍脹設(shè)計(jì)時(shí)，要優(yōu)先采取結(jié)構(gòu)措施，例如錨固底板、枕梁橋、一字閘等，而在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)施不合理時(shí)，還可采用隔層封閉法、壓實(shí)法和置換法等。二是樁墩類基礎(chǔ)，在進(jìn)行這一部位的抗凍害防護(hù)處理時(shí)，需要采取相應(yīng)的防凍結(jié)構(gòu)措施，常見結(jié)構(gòu)措施包括擴(kuò)大錨固基礎(chǔ)和增大樁基入土深度等，利用融土摩擦力來維持樁基的穩(wěn)定。由于結(jié)構(gòu)施工可能存在較大難度，這時(shí)可采用基礎(chǔ)表面涂層處理和外包薄膜等處理方式。三是水工建筑物表面出現(xiàn)抗凍害現(xiàn)象，在面對(duì)這一問題時(shí)，可采取簡(jiǎn)單的防護(hù)處理，針對(duì)抗凍害嚴(yán)重情況，選擇適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)材料。水工建筑物表面抗凍害問題較為常見，主要是由于在寒冷的溫度環(huán)境下，對(duì)材料結(jié)構(gòu)有一定損害，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞會(huì)進(jìn)一步造成建筑物表面開裂。要求相關(guān)人員加大對(duì)工程運(yùn)行情況的監(jiān)督，以免由于建筑物表面裂縫不斷擴(kuò)大，帶來較嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。以上主要闡述了板形基礎(chǔ)、樁墩基礎(chǔ)以及建筑物表面等部位的抗凍害防護(hù)措施，這些防護(hù)技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用已有取得較好效果，有利于提高水工建筑物可靠性。

5 ?水工建筑物表面抗凍害防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析

5.1 在水庫建筑物表面的應(yīng)用分析

上述主要介紹了施工建筑物表面抗凍防護(hù)材料及技術(shù)，能為抗凍害防護(hù)施工的開展提供借鑒。其中單組分噴涂聚脲防水涂料是較為常見的一種防護(hù)材料，能起到較好的抗凍害防護(hù)效果，實(shí)際使用這一材料時(shí)，要按照具體的防護(hù)施工流程及規(guī)范進(jìn)行防護(hù)操作。在對(duì)建筑物表面抗凍害防護(hù)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析時(shí)，本文主要以某個(gè)工程為例，根據(jù)一段時(shí)間后的建筑物表面抗凍害防護(hù)效果，分析上述防護(hù)技術(shù)應(yīng)用效果的好壞，以便為今后的建筑物表面防護(hù)施工提供借鑒。

以卡拉貝利水利樞紐工程為例，該工程是一個(gè)山區(qū)水庫，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中容易出現(xiàn)建筑物表面開裂的現(xiàn)象，這時(shí)需要及時(shí)進(jìn)行建筑物表面抗凍害防護(hù)處理，利用防水涂料來達(dá)到防滲、抗凍害的效果。實(shí)際實(shí)施抗凍害防護(hù)操作時(shí)，按照規(guī)定的防護(hù)施工流程，首先進(jìn)行待處理建筑物表面的清潔工作，之后將配置好的防水型涂料均勻涂抹在開裂部位。對(duì)這一防護(hù)技術(shù)運(yùn)用效果進(jìn)行追蹤檢測(cè)，可發(fā)現(xiàn)水庫建筑物表面凍害問題得到有效緩解，并且施工后一段時(shí)間內(nèi)防護(hù)材料沒有出現(xiàn)功能失效的問題，表明利用單組分聚脲涂料進(jìn)行水庫建筑物表面的抗凍害處理，能達(dá)到預(yù)期防護(hù)效果。

5.2 渠道、渡槽表面抗凍害防護(hù)技術(shù)的運(yùn)用

水工建筑物運(yùn)行過程中，容易出現(xiàn)渠道和渡槽表面發(fā)生凍害的現(xiàn)象，無法保證建筑物功能正常發(fā)揮，要求施工人員能盡快針對(duì)這一問題進(jìn)行處理，通過將防水涂料應(yīng)用到出現(xiàn)病害的部位，能有效防止混凝土表面裂縫問題。在進(jìn)行混凝土裂縫處理時(shí)，將裂縫周圍環(huán)境清理干凈，之后利用防水型噴涂料將裂縫封閉起來，以免裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大。另外，該防護(hù)技術(shù)還可應(yīng)用在混凝土伸縮縫止水和混凝土表面噴涂防護(hù)上，混凝土材料在水工建筑施工中有廣泛應(yīng)用，為了保障建筑物良好運(yùn)行，要采取相應(yīng)的建筑物表面防護(hù)技術(shù)，以免在外界環(huán)境影響下，對(duì)建筑物性能帶來不利影響。

從表3可看出，當(dāng)前大多數(shù)地區(qū)建筑物還存在抗凍害隱患，需要加大對(duì)抗凍害施工技術(shù)的探討和使用，以便解決難題。以某個(gè)建筑工程為例，該工程屬于沈砂池工程，主要起到沉淀、凈化黃河渾水的作用，從而向工業(yè)用戶和二級(jí)站供水。利用防水涂料噴涂在水工建筑物表面，能達(dá)到較好的抗磨和防炭化效果，從而延長(zhǎng)建筑工程使用壽命?？偟膩碚f，施工建筑物可靠運(yùn)行離不開抗凍害防護(hù)措施的應(yīng)用，在建筑工程運(yùn)行過程中，容易受到水流沖擊的影響，在建筑表面出現(xiàn)裂縫或伸縮縫，進(jìn)而造成建筑性能的降低。而采用以防水涂料為主的建筑物表面抗凍害防護(hù)技術(shù)，能有效解決這一問題，實(shí)踐表明，抗凍害防護(hù)技術(shù)是水工建筑物正常運(yùn)行的保障，其中單組分聚脲防水涂料的應(yīng)用，能加大對(duì)水工建筑物的保護(hù)，并且具有耐久性強(qiáng)和粘結(jié)性能好等優(yōu)勢(shì)，在裂縫表面封閉處理和建筑表面防護(hù)方面有較高應(yīng)用價(jià)值。

6 ?實(shí)施水工建筑物表面抗凍害防護(hù)施工時(shí)的注意事項(xiàng)

實(shí)際進(jìn)行水工建筑物表面的抗凍害防護(hù)處理時(shí)，要以防水材料為主，同時(shí)利用基面輔助材料，可對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)的水工建筑物進(jìn)行抗凍害防護(hù)，從而發(fā)揮抗凍害技術(shù)在水工建筑物性能保護(hù)上的作用。為了達(dá)到預(yù)期防護(hù)效果，還要注意以下幾點(diǎn)問題：一是實(shí)際使用防護(hù)技術(shù)時(shí)，要保證防水材料不和水接觸，以免造成材料性能降低。因此，在選擇施工條件時(shí)，應(yīng)避免在雨天施工，選擇自然風(fēng)強(qiáng)度適當(dāng)?shù)那闆r下施工，可利用自然風(fēng)作用清理建筑物待處理表面雜質(zhì)。二是對(duì)空氣濕度和室外溫度有一定要求，要求在空氣濕度不低于75%，或者低溫地域15℃時(shí)，不宜進(jìn)行防護(hù)施工。三是不能隨意使用稀釋劑來稀釋材料，避免造成材料粘結(jié)性能的降低。四是考慮到基面修復(fù)材料容易受到溫度的影響，當(dāng)室外溫度較高時(shí)，要做好配料工作，盡可能多次配備材料，防止發(fā)生材料快速固化的問題。只有在保證材料性能的情況下，才能為建筑物表面防護(hù)施工高質(zhì)量完成提供基礎(chǔ)條件，進(jìn)而保證防水涂料的使用，能很好解決建筑物表面凍害問題。五是施工時(shí)做好保護(hù)工作，避免材料接觸到眼睛和皮膚，當(dāng)出現(xiàn)材料接觸皮膚問題時(shí)，要及時(shí)應(yīng)用清水處理。具體來說，水工建筑物表面抗凍害防護(hù)技術(shù)操作相對(duì)簡(jiǎn)單，按照規(guī)定施工流程進(jìn)行施工便能避免建筑物表面凍害問題。因此，要求施工人員對(duì)這一防護(hù)技術(shù)有較好掌握，能嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行防護(hù)處理，確保各個(gè)施工環(huán)節(jié)的安全開展，真正發(fā)揮水工建筑物表面防護(hù)技術(shù)應(yīng)用價(jià)值。

7 ?結(jié)論

綜上所述，在對(duì)水工建筑物表面抗凍害的防護(hù)技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)行分析時(shí)，為了達(dá)到解決建筑表面防護(hù)的目的，需要先對(duì)應(yīng)用材料進(jìn)行分析，選擇能夠滿足建筑環(huán)境需求的防護(hù)方法，達(dá)到提高建筑物穩(wěn)定性的目的。另外，為了提高抗凍害防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量，需要有層次性的進(jìn)行防護(hù)處理，按照應(yīng)用需求刷涂防護(hù)層，達(dá)到提高水工建筑物抗凍害表面防護(hù)工作效率與質(zhì)量的目的。

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