聚脲噴涂在大壩混凝土面板防滲中的應用分析

摘?要：大壩防滲是一項關鍵工作，聚脲噴涂近些年在大壩混凝土防護中表現較為優異。本文首先圍繞大壩混凝土面板防滲材料與聚脲性能情況展開了詳細分析，其后具體探討了聚脲噴涂在大壩混凝土面板防滲中的應用要點，最后圍繞實例展開分析，以期可供參考。

關鍵詞：聚脲噴涂;大壩混凝土面板;防滲;應用

1?引言

水利水電工程中，混凝土面板堆石壩是一種重要壩型，其具有很多特有的優勢，如：可就地取材、工程量小、施工便利、周期短以及成本低等，目前已經逐漸成為了我國水庫大壩修建中的主流壩型之一。在面板堆石壩施工中，面板防滲處理具有關鍵意義，本文主要圍繞聚脲噴涂技術的運用展開詳細分析。

2?大壩混凝土面板防滲概述

近年來，混凝土面板堆石壩在我國迅速推廣開來，作為大壩的主要防滲體，面板混凝土是否具有良好的防滲功能直接關系到大壩工程運行質量與安全，近年來混凝土壩面防滲技術取得了較大的進步，高分子防水材料的運用越來越多，目前較為成熟的有PVC土工膜、聚氨酷材料、YFP（LJP）材料、聚脲材料等，本文主要以聚脲材料為研究對象展開分析，聚脲材料是一種新型無溶劑、無污染綠色材料，可在任意形狀表面形成整體致密、高強度、高彈性的涂層，具體性能指標如下表1所示。

結合工程實踐情況顯示，聚脲材料在浙江新安江水電站、內蒙古尼爾基水電站、黃河小浪底水利工程均取得了顯著的成效，具有極大的推廣應用價值。

3?聚脲噴涂在大壩混凝土面板防滲中的應用

聚脲噴涂在材料性能、施工工藝方面具有顯著優勢，可有效提高混凝土結構耐久性、可靠性、安全性，下文主要圍繞其在大壩混凝土面板防滲中的應用展開詳細論述。

3.1?聚脲材料優越性

聚脲噴涂在大壩混凝土面板防滲中的應用具有顯著優勢，主要可歸納為如下幾點：

3.1.1 野外環境抵抗性強

水庫大壩建設與運行，面臨著復雜的氣候環境，如下圖1分別列出了純聚脲、聚氨酯脲（半聚脲）、聚氨酯的溫度、濕度適應情況，純聚脲溫度、濕度表現優異。

結合化學反應原理分析可知，純聚脲的胺基組分、NCO組分反應活性更高，不容易遇潮起泡產生癩蛤蟆皮、分層、開裂等問題，也不會出現冬季施工發黏的問題。結合相關實驗研究顯示，純聚脲在實驗室、野外環境下均可形成穩定土層，抵抗晝夜、四季溫差導致的溫度應力，且不會出現開裂、脫落等問題，而聚氨酯脲等材料野外性能表現遠遠不如實驗室。

3.1.2 不同基材適應性強

水庫大壩施工基材十分復雜，且面臨著高落差、陡坡、施工作業面不規則等情況，此外野外作業中各種環境影響較多，包括下雨、刮風、結露、大雪等等。在如此復雜的施工條件下，聚氨酯脲、聚氨酯等材料施工中，難免出現流淌、厚薄不均、遇水發泡等情況。結合實踐情況分析，純聚脲10s 內可凝膠，可適應復雜基材，即使遭遇惡劣天氣也可保證具有良好的附著力，保證涂裝質量可靠。

3.1.3 抗沖蝕磨損性能好

純聚脲在抗沖蝕磨損、水流沖刷等方面優勢顯著，防止高速含泥砂水流沖蝕磨損水工混凝土，保證大壩混凝土面板防滲性能、延長使用壽命。結合相關實驗分析顯示，高速含泥砂水流（泥砂含量10%、水流速度40m/s）沖刷30min后，純聚脲磨損率<0.027 g/（cm²·h），僅為C60高強混凝土6.5%。

3.1.4 耐老化性能優越

純聚脲化學活性高，不添加催化劑情況下，依舊具有優越的耐老化性能，根據相關報道顯示，純聚脲材料壽命超過75年。結合聚氨酯脲運用來看，必須摻加催化劑增加化學活性，但是這也會導致整個體系不穩定，引發一系列的負面影響，出現材料性能下降的情況。

總的來說，大壩混凝土面板防滲施工中，使用純聚脲材料防護效果顯著，可有效提高面板運行耐久性、可靠性，值得推廣運用。

3.2?聚脲噴涂技術

在大壩混凝土面板防滲施工中，聚脲噴涂施工工藝直接影響到最終形成的聚脲涂層性能，針對不同基材、氣候環境、底涂系統采用針對性的處理措施，下文主要就此展開分析。

3.2.1 一般流程

大壩混凝土面板防滲中聚脲噴涂施工基本流程如下圖2所示。

3.2.2 技術要點

下面主要就幾個關鍵技術要點進行分析。

3.2.2.1 基材處理：在進行聚脲噴涂施工時，基材處理質量直接關系到最終的防護效果，主要工作要點包括：①基材表面較大孔洞，使用修補膩子封閉;②基材表面毛刺，使用角磨機磨平，消除尖端應力;③基材表面沖洗干凈，主要使用高壓水槍、風力滅火器，檢查表面確保無蜂窩麻面、浮碴、浮土、脫模劑等。

3.2.2.2 底涂施工：底涂功能如下表2所示，注意施工時現配現用，嚴格按專業配比要求稱量，多采用輥涂工藝，所有邊、角、溝、槽刷涂。

3.2.2.3 聚脲涂層施工：合理選擇噴涂設備，噴涂壓力以1 700～2 500Pa為宜，所有物料準確劑量、混合均勻;部分節點處、迎水/反弧面以及拐角位置等實施加厚處理，確保最終防護效果可靠;整個壩面涂抹均勻、連續，確保表面光滑、美觀。

4?實例探析

本文僅以某水庫混凝土面板堆石壩項目為例，具體分析了聚脲噴涂技術的運用情況。

4.1?工程概況

本項目為某大（二）型水庫工程，壩址以上控制流域面積556km²，總庫容3.6億m³，承擔著重要的發電、防洪以及航運等任務。本項目大壩為混凝土面板堆石壩，具體參數如下表3所示，整個大壩防滲結構由上至下分別是“L”型防浪墻、面板、趾板以及帷幕灌漿，大壩混凝土面頂、底部厚度分別為30cm、60cm，中間以漸變的方式過渡，面板中部設有一層雙向鋼筋，縱橫向含鋼率分別為0.4%、0.35%。本項目大壩運行期間發現滲流量持持續增大，為保證大壩安全必須進行滲漏治理施工。

4.2?大壩滲漏治理方案

經大壩防滲體系檢查分析發現存在諸多缺陷，包括：

4.2.1 混凝土面板破損塌陷：采用拆除重建處理方案;

4.2.2 混凝土面板裂縫：采用修補方案;

4.2.3 面板結構縫表面止水：采用更換方案;

4.2.4 大壩基巖：采用灌漿處理方法，加強壩基防滲帷幕。

本文著重就聚脲噴涂技術在混凝土面板裂縫修補中的運用展開詳細分析。

4.3?聚脲噴涂技術要點

本項目混凝土面板裂縫修補加固過程中，先進行裂縫灌漿、裂縫表面覆蓋處理，為保證面板表面處理材料的耐久性與工程形象，大壩面板高程超過501m位置均需使用聚脲噴涂處理，具體施工情況如下。

4.3.1 聚脲噴涂方案

本項目完成面板裂縫處理后，沿著裂縫噴涂聚脲條帶，將裂縫完全覆蓋，涂層厚度、寬度分別控制在2mm、50cm，滿足防滲需求，總噴涂面積1500m²。

4.3.2 聚脲噴涂流程

本項目大壩面板聚脲噴涂基本流程如下：基面打磨、清理、孔洞修補→涂刷滲透結晶材料、刷涂底涂→噴涂聚脲→質量檢查。

4.3.3 聚脲噴涂要點

本項目主要施工要點如下：

4.3.3.1 基層處理

基層表面做好處理，保證平整度消耗，且無過多孔洞、凸起，表面含水率<7%，所有油脂、雜物等全面清理干凈。

4.3.3.2 底涂施工

本項目選用的是DYW1130聚氨酯底漆，適用于5～40℃普通混凝土基層處理，表干時間≤180min，干燥基面粘結強度≥2.5MPa。本項目現場使用425號水泥與母液配制，配制比1∶1，攪拌均勻后薄涂在混凝土表面。

若是發現混凝土表面存在輕微缺陷，需使用膩子修補，封閉基面孔洞、縫隙、砂眼，若是第一層涂抹完成后依舊存在孔洞，需繼續刮涂第二道膩子層。膩子表干后2h內噴涂聚脲，若是超過2h未噴涂，則需再上一遍底漆后，繼續進行聚脲噴涂施工。

4.3.3.3 聚脲噴涂施工

本項目選用的是芳香族防滲型純聚脲，型號為DYW1013噴涂聚脲國標Ⅱ型，具體組分如下表4所示。此材料適用于各種混凝土防水防滲工作，固化速度快、對水分濕度不敏感，具體性能指標如下表5所示，可實現10s凝膠、60s表干、5min達步行強度。

本項目聚脲噴涂施工情況如下：

①聚脲噴涂前，在壩頂使用固瑞克聚脲噴涂機制成聚脲樣片，并送至檢測單位進行監測，樣片拉伸強度、斷裂伸長率均高于規范標準，同時通過在-35℃低溫環境測試顯示，樣片在低溫環境下1h后無裂紋出現。

②聚脲噴涂施工處于春夏期間，降雨多，同時基面采用手持式角磨機打磨，工期有一定延誤。

③聚脲噴涂期間，本項目整個噴涂層未出現鼓包、起皮脫落的情況。

④完成施工7d后，采用拉拔儀檢測顯示聚脲涂層正拉粘結強度>2.5MPa，與規范要求相符。

⑤完成施工5個月后，聚脲涂層無破損情況且粘結良好，達到了預期施工目標。

5?結語

綜上所述，混凝土面板是大壩防滲體系的重要組成部分，如何保證其防滲性能、耐久性能具有重要意義。聚脲材料近些年在大壩混凝土面板防滲施工中表現較好，且具有環保、節能、施工快捷等諸多優點，在工程實踐中，需加強基底處理、底涂施工以及聚脲噴涂施工控制，切實保證每道工序質量可靠，最終形成的防護層性能優異，滿足相關規范要求，為大壩長期穩定運行保駕護航。

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作者簡介：王鴻運（1981-），男，河南周口人，工程師，本科，工作方向：水利水電工程，地下工程。