水利工程施工中噴涂聚脲彈性體技術的應用

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的應用

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的噴涂聚脲彈性體技術,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勢。本文結合某水利樞紐施工項目,研究了聚脲彈性體的特征,簡要介紹了該技術專門的噴涂設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是一種綠色施工技術，具有8個方面的特點:①沒有毒性，不含有任何的有機揮發物;②綜合力學性能較為優異，拉伸強度和撕裂強度最高分別可達到27MP a、105.4kN/m;③抗沖磨性較高，其抗沖磨的能力達到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行粘結;⑧固化程度快速，反應速度較快，在1m i n內就可達到步行的強度，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25萬kW。為了保證輪機蝸殼的混凝土硬度達到防滲和水流抗沖擊的標準要求，相關專業人員對其進行取樣以及現場勘察，并充分論證之后，對4個蝸殼的側墻混凝土進行施工，其中的施工工藝就是采用了噴涂聚脲彈性體技術。

2 施工材料性能及施工機具

(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，這種技術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性能指標見表1。為確保聚脲彈性體材料可以很好的粘結潮濕混凝土，將使用SK底膠，其主要性能指標見表2。

表1 聚脲彈性體材料的技術性能指標

表2 S K底膠的主要性能指標

(2)主要施工機具。本工程的噴灑過程使用的是H-20/35專用主機和噴槍。施工時在裝有A、R原料桶內插入主機的2支抽料泵，利用主機所產生的高壓將原料推入到噴槍混合室中，經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，當噴涂的厚度達到規定之后只需要反復進行噴涂即可。

噴涂設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備一般為攪拌器、高壓水槍、空氣壓縮機、打磨機、電錘等［3］。

3 現場施工

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將其清除干凈;然后進行表面找平，一般是等到表面的水分完全蒸發之后，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，再使用切割機對邊沿進行切割。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)噴涂前的設備準備。首先需要按照說明書對噴涂相關設備尤其是易損構件進行嚴格檢查，合理設定噴涂設備參數。結合工程實踐經驗，本工程采取的噴涂設備參數見表3。

表3 噴涂設備參數

噴涂施工時對溫度的要求也比較嚴格的，正常施工時的溫度要達到一定的要求，所以在噴涂前，要通過加熱器加溫，當溫度達到設計要求之后，再對A、R2組的靜壓進行調節，確保一致。

(3)噴涂前準備好原料。對于噴涂前的原材料要嚴格要求，要對2組包裝進行認真檢查，確保完整性。不允許使用包裝損壞、不完整的產品。在打開A、R2組包裝時，需要避免讓桶內的膠渣和雜物掉落其中。觀察涂料的外觀，確認是不是無凝膠、雜質、均勻的可流動液體，禁止使用已有結塊、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致沉淀問題，因此在噴涂之前，需要充分攪拌R組分，直至R組分中涂料顏色一致，無任何的沉淀和發花問題。在攪拌時，為了避免產生金屬碎屑，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組分進行攪拌，一般可以使用專門的風氣動攪拌設備進行，或是對R組分每相隔5m i n進行一次不超過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。A、R2組分的動態壓力差需要小于600ps i，霧化過程要均勻。一旦發現超過此指標，則屬于異常情況，應當及時停止施工，檢查設備，確保運行無異常。排除故障后，方可繼續施工［5］。

噴涂施工應均勻進行，同時控制好噴涂時間，彈性層噴涂應當將時間控制在3h以內，一旦超過3h，就要對已施工的涂層表面進行打磨，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。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行適當調整，以達到最佳的噴射位置。

4 施工注意事項

(1)由于聚脲屬于雙組分快速反應型，所以在使用的時候需要使用專門的設備。

(2)禁止使用包裝已破損的產品。

(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。若是超過保質期，使用前需要按照相關企業標準復查該材料，符合條件之后還是可以再次使用的。

5 結語

針對水利樞紐中的水輪機蝸殼的混凝土情況，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之一。某水利樞紐項目4個蝸殼的側墻混凝土噴涂聚脲彈性體實施效果表明，該項目混凝土達到預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、分類及其應用范圍［J］.水利規劃與設計，2013(10):36-38.

［2］李進東，宋力.噴涂聚脲彈性體技術在水利工程中的應用［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及在水利工程中的應用［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計研究［J］.水利技術監督，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。