基于环氧砂浆修补技术在溢洪道工程中的应用

梁彩铭，王振田

(1.黑龙江省水利水电集团有限公司，黑龙江 哈尔滨 150001；2.黑河象山水电厂，黑龙江 黑河 164300)

基于环氧砂浆修补技术在溢洪道工程中的应用

梁彩铭1，王振田2

(1.黑龙江省水利水电集团有限公司，黑龙江 哈尔滨 150001；2.黑河象山水电厂，黑龙江 黑河 164300)

摘要：象山水电厂溢洪道位于黑河市爱辉区境内法别拉河中游，距黑河市65 km，总库容3.11亿m3，工程于1993年开工建设，溢洪道为开敞式岸坡溢洪道，设有3孔10×8.07-7.53 m弧形工作闸门。象山水库除险加固溢洪道底板破损补强加固施工中，由于底板破坏程度不等，破坏程度和范围较大的采用混凝土挖除修补，重新浇筑；局部小范围破坏的，利用优质环氧砂浆修补技术，取得了较好的补强效果。

关键词：象山水库；溢洪道；环氧砂浆；修补技术

1工程概况

象山水电厂溢洪道位于黑河市爱辉区境内法别拉河中游，距黑河市65 km，总库容3.11亿m3，工程于1993年开工建设，溢洪道为开敞式岸坡溢洪道，设有3孔10×8.07-7.53 m弧形工作闸门。除险加固工程设计中，修补溢洪道控制段反弧部位表面破坏混凝土，以免泄流时局部冲毁导致大规模空蚀或冲蚀破坏[1]。对过流表面破损部位混凝土采用挖除修补、环氧砂浆修补坑点、锚筋加固等措施，将表面整平。

2环氧砂浆修补

2.1修补部位

按照设计图纸，对溢洪道底板破损范围较小的部位以及溢流堰面破损部位，均采用环氧砂浆进行修补。

2.2原材料

2.2.1环氧树脂

选用双酚A型环氧树脂——EP01451-310型(E-44)，其技术指标见表1[2]。

2.2.2固化剂

(1)采用改性胺或缩胺类固化剂，胺值在200～700 mgKOH/g，且能常温固化环氧树脂，其固化时间符合使用单位的施工要求[3]。

(2)应选用不易挥发、毒性小、对人体皮肤和呼吸系统刺激性小的固化剂。避免选用分子量低、易挥发且有较大毒性的胺类固化剂，如二乙烯三胺、乙二胺等。

(3)选用的固化剂要求反应平缓，反应放热峰值温度低，性能满足设计要求。在潮湿或低温环境下使用时，应选用适合潮湿或低温条件的专用固化剂。

表1　环氧树脂技术指标一览表

2.2.3增塑剂

(1)选用与环氧树脂易混溶、不易挥发、基本无毒性、对人体皮肤和呼吸系统基本没有刺激的增塑剂。

(2)选用活性增塑剂，使固化物性能稳定。

2.2.4稀释剂

(1)选用不易挥发、基本无毒性、对人体皮肤和呼吸系统基本没有刺激的活性稀释剂，苯基缩水甘油醚类稀释剂对皮肤刺激性大，不宜采用。

(2)稀释剂与环氧树脂要有良好的混溶性。

2.2.5填料

(1)选用弱碱性或中性硬质粉料和粒料。粉料有石英粉、辉绿岩铸石粉、硅粉、普通水泥等，粒料有石英粉、硬质河砂等。

(2)填料烘干，填料含水量不得大于0.5%。粉粒粒径100～200目，粒料最大粒径不得大于2 mm，宜选用石英粉，如用硬质河砂，应注意水洗、烘干。

2.2.6原材料性能测试

原材料性能测试参照《环氧树脂砂浆技术规程》(DL/T 5193-2004)4.2节执行。

2.3施工流程

环氧砂浆修补工程施工流程见图1。

图1　环氧砂浆修补施工流程图

2.4基层混凝土的要求

(1)混凝土的强度等级：做环氧砂浆面层施工时，基层混凝土应达到一定的强度等级，不应低于C25。

(2)混凝土的干燥要求：按配方的要求测量并控制混凝土表面的干燥度，使用混凝土表面含水量测定仪测控干燥度。

2.5基层混凝土处理的要求和方法

(1)破坏部位开挖时，开挖边界应采用切割机切缝，切缝深度不小于3～5 cm。切缝完成后进行凿除时，应注意保护开挖边界不受到破坏，保证修补完成后缝面整齐。

(2)破坏部位开挖，原则上按照设计图纸所给出的开挖边界和开挖深度进行，如遇局部位置破坏较深时，应继续开挖至新鲜混凝土。

(3)开挖完成后，清除混凝土表面的灰尘、乳皮、松动颗粒等，处理过的表面应露出新鲜的混凝土骨料，且不对骨料产生扰动，用压力水冲洗干净、风干。

2.6拌料工艺与要求

2.6.1环氧基液拌和

(1)采用低速(≤300 r/min)专用电动搅拌器，在广口容器中拌和。环氧基液搅拌器由电钻和搅拌翅叶片两部分组成。电钻要求转速不高于300 r/min；搅拌翅叶片由圆形钢筋和钢片焊接而成。

(2)材料拌和量的多少应根据混凝土施工面积和施工人员的作业能力而定，一般一次拌料量小于4 kg。

(3)拌和时材料的各种成分应按配方要求的加料顺序依次倒入拌和容器中，用搅拌器拌和至颜色均匀为止(一般应搅拌3～5 min)。

2.6.2环氧砂浆拌和

(1)采用专用砂浆拌和机：转速为30 r/min。

(2)拌和量：视施工面积和施工人员作业能力组合而定。

(3)砂浆配合比由现场试验确定，砂浆颜色尽量与混凝土调配一致。

(4)拌和时材料的各种成分应按配方要求的加料顺序依次加料，一边拌合，一边加料，直到颜色拌合一致，再拌合5～10 min。

2.7涂刷环氧基液

(1)首先将施工仓面清洗干净，采用吹风或者自然晾干，保持仓面干燥，无浮渣。

(2)选用口齐、根硬、头软、不掉毛的扁形毛刷，新刷使用时应先将不牢固的刷毛揉搓掉，以免影响涂刷质量。

(3)涂刷方法：均匀涂刷到仓面上，涂刷厚度2 mm。涂刷要求薄厚一致，不能有遗漏、流淌等现象[4]。特别注意边角部位，不能有薄厚不均、淌流、或遗漏忘刷等情况，同时表面不能有气泡产生。

(4)每次涂刷的面积应视现场气温、人员组合等条件而定。

(5)涂刷完毕后静等20～60 min(具体时间视现场温度而定)，等基液固化，连续手触3次有拉丝至1 cm断开为准，方可进行下步工作。

(6)基液的适用期为40～90 min，一定要用多少拌制多少，不要一次拌制过多，一般材料发热、发粘后禁止使用。

2.8涂刷环氧砂浆

(1)当环氧基液固化、连续手触3次有拉丝至1 cm断开现象后，进行环氧砂浆的涂刷工作。

(2)环氧砂浆作业施工应沿逆水流方向进行，全断面涂刷时应先刷顶面、再刷侧面、后刷底面，按照先上面后下面的顺序施工作业。

(3)按照设计图纸，本次采用环氧砂浆修补的部位均开挖5 cm深，可以采用一次性浇筑，但浇筑完应采取扣膜或者其他措施，保证表面平整不产生流淌。

(4)大面积施工时，应采用分块施工的方法，每一施工块宽3～5 m，块与块之间预留30～50 mm的缝隙，1～3 d环氧砂浆固化后再填补块与块之间的缝隙。填补施工时要求压实抹平，施工面要与两边的施工块保持平齐，无错台、无明显接缝。

(5)施工前先在施工块的边缘固定厚度标尺，然后再涂环氧砂浆。施工时要边涂刷、边抹平，刷完环氧砂浆30～60 min后，等到砂浆初步凝结时再进行提浆、收面(表面提浆、收面的时间以环氧砂浆即将失去塑性，仍能压光为宜)。

(6)涂层提浆收面后，表面要求平实，不得有明显的搭接错缝痕迹，不允许出现表面塌落下坠，出现裂纹、起泡、麻面等现象。一旦发现，应及时处理，必要时必须凿除重抹。

(7)施工中出现的施工缝宜做成斜面(即与水平面成45°)。再次施工时，应先将斜面做清洁处理，涂刷环氧砂浆基液，要做好搭接缝处砂浆的压实、抹平，不能出现冷缝接茬。

(8)环氧砂浆一定要用多少拌多少，避免一次拌制过多，环氧砂浆一般在60～90 min内使用状态最佳，材料发粘、发硬后禁止使用。

2.9质量控制与检测

(1)基层混凝土面必须符合施工要求。

(2)施工期间每批进料都要进行质量检测(主要包括抗压强度、抗拉强度、与混凝土粘结强度)。

(3)做好施工记录，主要包括材料的称量与拌和情况、施工现场温度、施工人员组合、施工部位、施工工作量等。

(4)修补面与周边原混凝土表面保持平整一致，且环氧砂浆本身施工面保证平整、光洁、无龟裂、无塌落下坠等现象，接缝横平竖直无错台现象。

(5)环氧砂浆厚度检测：采用插针法进行厚度抽检，每平方米抽检点数应大于等于3个，不合格的地方应及时处理，直到厚度达到设计要求为止。

(6)平整度检测：砂浆表面的平整度用2 cm直尺检测，允许空隙小于等于5 mm。

(7)环氧砂浆施工面与基础混凝土的粘结强度检测：采用拉拔强度实验法，检测龄期为7 d或28 d，每200 m2为一个取样单元(不足200 m2者，按200 m2计算)，每单元取5个试样。环氧砂浆施工面与基础混凝土的粘结强度要求大于等于1.5 MPa或者试验被破坏混凝土本身的粘结强度。

(8)拉拔试验方法按《环氧树脂砂浆技术规程》(DL/T 5193-2004)附录B执行。

2.10养护

(1)环氧砂浆施工完成后一般需要养护3～7 d，在养护期内尽量避免受到人为撞击、凿、碰等，以免环氧砂浆受到外力破坏，影响工程质量。

(2)养护期内环氧砂浆不能受到浸泡。

(3)养护温度应在材料允许使用范围内。

3结论

从整个施工过程来看，本次施工过程中采用的环氧砂浆材料是合理的，选用的施工队伍是专业的，从而保证了在施工过程中没有大面积的开挖凿除混凝土底板及溢流面，节约了资金，也确保了原混凝土底板及溢流面的整体稳定性。这充分说明实际施工时选用合理的施工建筑材料和专业的施工队伍的重要性，为以后的溢洪道等水工建筑物混凝土局部破损部位补强施工积累了经验。

参考文献：

[1]中水东北勘测设计研究有限责任公司.黑龙江省黑河市象山水库除险加固工程初步设计报告[R].长春：中水东北勘测设计研究有限责任公司，2004.

[2]中华人民共和国国家发展和改革委员会.环氧树脂砂浆技术规程：DL/T 5193-2004[S].北京：中国电力出版社，2005.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.混凝土外加剂应用技术规范：GB 50119-2013[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.

[4]杨春升.高压无气喷涂环氧厚浆涂料在水工混凝土结构防护处理中的应用[J].黑龙江水利科技，2011,39(1):95-96.

作者简介：梁彩铭(1970-)，男，高级工程师，主要从事水利水电工程管理工作。

中图分类号：TV651

文献标志码：B

文章编号：2096-0506(2016)06-0051-03