水利工程施工中喷涂聚脲弹性体技术的应用

张 斌

(山西东山供水工程有限公司，山西 太原 030002)

水利工程施工中喷涂聚脲弹性体技术的应用

张 斌

(山西东山供水工程有限公司，山西 太原 030002)

作为一种新型无污染、无溶剂的绿色施工技术的喷涂聚脲弹性体技术,在解决处理水利水电工程中的抗腐蚀、冲磨以及防渗等方面具有很大的优势。本文结合某水利枢纽施工项目,研究了聚脲弹性体的特征,简要介绍了该技术专门的喷涂设备和施工工艺及需要特别注意的事项,希望能对类似水利工程起到借鉴作用。

聚脲弹性体材料;抗冲磨;水库枢纽

喷涂聚脲弹性体技术是一种绿色施工技术，具有8个方面的特点:①没有毒性，不含有任何的有机挥发物;②综合力学性能较为优异，拉伸强度和撕裂强度最高分别可达到27MP a、105.4kN/m;③抗冲磨性较高，其抗冲磨的能力达到C 40混凝土10倍以上的强度;④防渗能力良好，24h不渗漏;⑤良好的低温柔性，在低温环境下，会提高其拉伸、撕裂、剪切的强度;⑥耐腐蚀性良好;⑦具有很好的附着力，聚脲材料可以与多种底材进行粘结;⑧固化程度快速，反应速度较快，在1m i n内就可达到步行的强度，该特征解决了喷涂过程中的流挂问题，从而使得涂层表面较为光滑平整［1］。

1 工程概况

本工程为某水利枢纽施工建设项目，位于2省交界的干流之上，枢纽坝址以上的控制流域面积达到了6.6万km2，主要由水电站厂房、溢洪道、主副坝以及其他一些灌溉水洞等组成。其中水库容量86.1亿m3，总装机25万kW。为了保证轮机蜗壳的混凝土硬度达到防渗和水流抗冲击的标准要求，相关专业人员对其进行取样以及现场勘察，并充分论证之后，对4个蜗壳的侧墙混凝土进行施工，其中的施工工艺就是采用了喷涂聚脲弹性体技术。

2 施工材料性能及施工机具

(1)施工材料性能。由于本工程主要采用了喷涂聚脲弹性体技术，这种技术的主要特点就是在一定程度上能防止水利工程的渗透和水流对水利枢纽的冲击冲磨［2］。聚脲弹性体材料的技术性能指标见表1。为确保聚脲弹性体材料可以很好的粘结潮湿混凝土，将使用SK底胶，其主要性能指标见表2。

表1 聚脲弹性体材料的技术性能指标

表2 S K底胶的主要性能指标

(2)主要施工机具。本工程的喷洒过程使用的是H-20/35专用主机和喷枪。施工时在装有A、R原料桶内插入主机的2支抽料泵，利用主机所产生的高压将原料推入到喷枪混合室中，经过混合雾化之后再将其喷出。由于涂料固凝的速度极快，在将要达到基层的时候，涂料就快要凝胶了。一般一次喷涂2m m的厚度，当喷涂的厚度达到规定之后只需要反复进行喷涂即可。

喷涂设备要求具有较高的施工效率，一般是100m2的喷涂面积只需要40m i n，一次喷涂2m m的厚度，从而避免多次施工的缺点。本工程施工中的辅助设备一般为搅拌器、高压水枪、空气压缩机、打磨机、电锤等［3］。

3 现场施工

聚脲弹性体喷涂材料的施工的施工工艺，主要从3个方面进行:处理底面，聚脲弹性体材料的喷涂，处理封边。

(1)处理底面。该施工过程的步骤主要是:首先对表面的灰尘、杂物、浮渣等使用高压水枪或是角磨机将其清除干净;然后进行表面找平，一般是等到表面的水分完全蒸发之后，对于底面的缝隙需使用堵封材料填堵;等到封堵材料都完全固化之后，再使用砂轮磨平;最后再次对表面进行清理，清理干净之后，将一道界面剂刷涂到表面上。

对于一些混凝土的裂缝超过0.2m m的，首先需要凿出3c m×5c m的矩形槽，接着再使用环氧砂填平。对于渗水缝隙，在喷涂聚脲弹性体的过程中需要确保混凝土表面的干燥，一般需要进行止水处理［4］。

在聚脲弹性体的周边和接头位置上，需要凿出3c m×5c m的矩形槽，再使用切割机对边沿进行切割。为了保证在喷涂聚脲弹性体涂层时只喷涂槽底和施工面，需要使用胶带将混凝土搭接的半边粘住。等到槽底和施工面都喷涂完全之后，再用切刀切去槽底的胶带，最后使用环氧砂浆填平矩形槽。

对于顶部的接缝处，为确保喷涂层和钢衬形成封闭的体系，首先需要打磨边缘10c m范围的钢板，再喷涂聚脲，这样才能具有较好的防渗效果。

(2)喷涂前的设备准备。首先需要按照说明书对喷涂相关设备尤其是易损构件进行严格检查，合理设定喷涂设备参数。结合工程实践经验，本工程采取的喷涂设备参数见表3。

表3 喷涂设备参数

喷涂施工时对温度的要求也比较严格的，正常施工时的温度要达到一定的要求，所以在喷涂前，要通过加热器加温，当温度达到设计要求之后，再对A、R2组的静压进行调节，确保一致。

(3)喷涂前准备好原料。对于喷涂前的原材料要严格要求，要对2组包装进行认真检查，确保完整性。不允许使用包装损坏、不完整的产品。在打开A、R2组包装时，需要避免让桶内的胶渣和杂物掉落其中。观察涂料的外观，确认是不是无凝胶、杂质、均匀的可流动液体，禁止使用已有结块、凝胶的涂料。由于R组分中具有助剂和颜料，因此过长时间的静置会导致沉淀问题，因此在喷涂之前，需要充分搅拌R组分，直至R组分中涂料颜色一致，无任何的沉淀和发花问题。在搅拌时，为了避免产生金属碎屑，搅拌器不可以直接碰触到包装的桶壁上。在施工喷涂过程中，可以同步对 R组分进行搅拌，一般可以使用专门的风气动搅拌设备进行，或是对R组分每相隔5m i n进行一次不超过3m i n的搅拌。

(4)喷涂。喷涂时，需要不定时观察压力和温度等参数。A、R2组分的动态压力差需要小于600ps i，雾化过程要均匀。一旦发现超过此指标，则属于异常情况，应当及时停止施工，检查设备，确保运行无异常。排除故障后，方可继续施工［5］。

喷涂施工应均匀进行，同时控制好喷涂时间，弹性层喷涂应当将时间控制在3h以内，一旦超过3h，就要对已施工的涂层表面进行打磨，接着将一道粘合剂刷涂在表面上，0.5h之后再施工弹性层部分。

(5)控制好喷涂表面状态。为了确保喷涂表面光滑、美观，在喷涂施工时，要对喷枪的喷射角度和高度进行适当调整，以达到最佳的喷射位置。

4 施工注意事项

(1)由于聚脲属于双组分快速反应型，所以在使用的时候需要使用专门的设备。

(2)禁止使用包装已破损的产品。

(3)施工时需要检查 A、R2种物料，确保合格之后才可以使用。

(4)聚脲耐冲磨材料需要在15～40℃条件之下贮存。若是超过保质期，使用前需要按照相关企业标准复查该材料，符合条件之后还是可以再次使用的。

5 结语

针对水利枢纽中的水轮机蜗壳的混凝土情况，需要采取防渗和抗冲磨措施，喷涂聚脲弹性体则是较为有效的处理技术之一。某水利枢纽项目4个蜗壳的侧墙混凝土喷涂聚脲弹性体实施效果表明，该项目混凝土达到预期防渗和抗冲磨效果，表明喷涂聚脲弹性体在该工程的可行性，供同类工程参考借鉴。

［1］孙志恒，张会文.聚脲材料的特性、分类及其应用范围［J］.水利规划与设计，2013(10):36-38.

［2］李进东，宋力.喷涂聚脲弹性体技术在水利工程中的应用［J］.江苏水利，2007(02):37-38.

［3］张秀红，王强，刘春梅.浅议聚脲弹性体材料在山口岩水利枢纽工程上的应用 ［J］.红水河，2014(03):108-109.

［4］孙志恒，岳跃真.聚脲弹性体喷涂技术及在水利工程中的应用［J］.大坝与安全，2005(01):64-66.

［5］王贵明.平桥砌石拱坝防渗加固设计研究［J］.水利技术监督，2015(02):71-73.

T V 47

B

1008-1305(2016)05-0093-02

10.3969/j.issn.1008-1305.2016.05.032

2016-07-04

张 斌(1968年—)，男，高级工程师。