三峽電站泄瀉深孔流道雙組份彈性防水涂料現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究

三峽電站泄瀉深孔流道雙組份彈性防水涂料現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究

三峽水庫(kù)旁路結(jié)構(gòu)為短壓力內(nèi)明流排水槽和落干流補(bǔ)償，孔口尺寸為7m9m，排水能力為4860ms，最大流量為37ms。開啟泄洪時(shí),深孔流道在高速夾沙水沖刷及推移質(zhì)撞擊沖磨下,必然會(huì)產(chǎn)生磨損、沖蝕、裂縫等缺陷,為避免損壞擴(kuò)大,應(yīng)每年定期對(duì)上述缺陷進(jìn)行及時(shí)的修補(bǔ)處理,以確保深孔泄洪設(shè)施安全穩(wěn)定運(yùn)行。三峽電站泄洪深孔過流面年度檢修施工主要為冬季室外作業(yè)(閘室內(nèi)施工較少),具有工期跨度大、季節(jié)溫差大、環(huán)境濕度大等特點(diǎn)。目前主要的修補(bǔ)材料為麥斯特1438雙組份環(huán)氧膠泥。近10年來使用該材料對(duì)三峽電站泄洪深孔及排漂孔過流面防護(hù)情況表明:1438環(huán)氧膠泥屬剛性補(bǔ)強(qiáng)材料,對(duì)裂縫,特別是活裂縫、滲水析鈣的裂縫防護(hù)效果不佳,在高速水流沖刷下,縫面破損環(huán)氧膠泥易剝落并對(duì)原混凝土面造成破壞;層間粘合力不佳,部分區(qū)域未經(jīng)過流沖刷,仍發(fā)生表層膠泥大面積脫落現(xiàn)象(見圖1)。因此,為避免單一防護(hù)材料性能的局限性,有必要進(jìn)行新材料的試驗(yàn)性應(yīng)用,通過對(duì)新材料的施工實(shí)踐及修補(bǔ)效果的跟蹤,研究更為可行的深孔流道缺陷處理方案。2010～2011年度三峽電站泄洪深孔流道過流面檢修中選用“雨虹”牌SPUA-351(雙組份)噴涂型聚脲彈性涂料進(jìn)行局部試驗(yàn)性應(yīng)用。試驗(yàn)區(qū)域?yàn)?6#深孔底板過流面樁號(hào)20+64～20+72.3之間(縱縫Ⅱ以下),試驗(yàn)面積約為60m2,噴涂厚度為4mm。試驗(yàn)過程中所使用的設(shè)備及相關(guān)材料均由北京東方雨虹防水工程有限公司提供,并由該公司人員負(fù)責(zé)施工。1材料制成的指標(biāo)1.1a、b半預(yù)聚體本次試驗(yàn)采用的“雨虹”牌SPUA-351噴涂聚脲彈性防水涂料(以下簡(jiǎn)稱“聚脲”),是由A、B組份構(gòu)成的現(xiàn)場(chǎng)噴涂成型雙組份彈性涂料:A組分是由異氰酸酯與低聚物二元醇或三元醇反應(yīng)制得的半預(yù)聚體;B組分由端氨基樹脂或端羥基聚醚、液態(tài)胺擴(kuò)鏈劑、顏料、填料以及助劑組成。A、B組分通過專用噴涂設(shè)備的計(jì)量泵輸送至噴槍,經(jīng)快速混合,噴至基層表面,快速反應(yīng)固結(jié)成富有彈性、堅(jiān)韌的防水、防腐和耐磨涂層。反應(yīng)機(jī)理:由A組分中的異氰酸根基團(tuán)(-NCO)與B組分中端氨基聚醚和胺擴(kuò)鏈劑含有的胺基(-NH2)在無催化劑的情況下快速反應(yīng)形成聚脲彈性體,其主要性能參數(shù)見表1。1.2雙側(cè)底板用聚合物本次試驗(yàn)采用兩種配套底涂材料:試驗(yàn)區(qū)域內(nèi),左側(cè)底板使用的是“雨虹”牌PUP-261環(huán)氧樹脂底涂;右側(cè)底板使用的是“雨虹”牌PUP-262單組分濕氣固化聚氨酯底涂。1.2.1封閉混凝土基層PUP-261環(huán)氧樹脂底涂是由環(huán)氧樹脂、固化劑、稀釋劑和助劑等組分構(gòu)成的一種用于混凝土基層的封閉底涂,G型專用于常溫干燥混凝土基層的封閉底涂,C型用于潮濕基層(但不能有明水)混凝土基層的封閉底涂,其主要性能參數(shù)見表2。1.2.2低粘度封閉底涂技術(shù)PUP-262單組分濕氣固化聚氨酯底涂是由改性異氰酸酯預(yù)聚體、稀釋劑和特種助劑等組分構(gòu)成的一種用于混凝土基層的低粘度封閉底涂,其主要性能參數(shù)見表3。2基本處理2.1不得整體浮土噴涂聚脲防水層的基面應(yīng)平整、清潔、干燥(含水率小于7%),不得有空鼓、松動(dòng)、蜂窩麻面、浮渣、浮土、脫模劑和油污等。聚脲噴涂前應(yīng)清除基層表面浮漿和灰塵,并修補(bǔ)殘缺,表面強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定要求,防水層的基層的粗糙程度的范圍應(yīng)為SP3～SP4。2.2水平底板加加回收邊槽對(duì)混凝土基面進(jìn)行噴砂處理。噴砂前清除所有松動(dòng)物、混凝土浮漿及污染物,對(duì)混凝土缺陷采用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修補(bǔ),確保基礎(chǔ)表面不能有明水。切收邊槽。在底板縱縫Ⅱ的位置切割出寬30mm、深20mm的收邊槽,并在槽內(nèi)每間隔20cm鉆深5cm、直徑6mm大小的膨脹螺栓孔,收邊槽上游邊及底面要平直,下游邊做成平滑過渡段。試驗(yàn)區(qū)域防護(hù)。對(duì)試驗(yàn)區(qū)域四周底板及側(cè)墻做好防護(hù),確保材料不會(huì)噴到無關(guān)部位。3涂抹地板3.1底涂的施工基面驗(yàn)收合格后,采用人工滾涂的方式進(jìn)行基面涂刷底涂。底涂應(yīng)涂刷兩道,要求目測(cè)滾涂均勻、無漏涂、無堆積和明顯缺陷;對(duì)仍存在的針眼使用基層修補(bǔ)膩?zhàn)尤斯ぱa(bǔ)平后再涂刷底涂。涂刷過程基礎(chǔ)表面不能有明水。3.2濕地系聚氨酯底涂本次試驗(yàn)使用了兩種底涂材料:左側(cè)底板使用PUP-261環(huán)氧樹脂底涂;右側(cè)底板使用PUP-262單組分濕氣固化聚氨酯底涂。經(jīng)施工現(xiàn)場(chǎng)觀察,兩種底涂使用效果無明顯區(qū)別,前者與底板混凝土粘結(jié)性更優(yōu),后者與聚脲變形更優(yōu)。一般情況下,PUP-261環(huán)氧樹脂底涂表干時(shí)間為2h,PUP-262單組分濕氣固化聚氨酯底涂表干時(shí)間為30min。4分散材料4.1聚蝽表面元素聚脲A組分與B組分混合比例為1∶1(體積比)。要求噴涂前A、B組分應(yīng)攪拌均勻,分多次噴涂至4mm的厚度,以利于減少針眼,并利于修補(bǔ)。完工后,聚脲表面應(yīng)平整、無流掛、無針孔、無起泡、無空鼓、無開裂、無異物混入。建議噴涂作業(yè)的時(shí)間間隔不宜超過4h。4.2旅游地、水和環(huán)境質(zhì)量采用雙組份槍頭撞擊混合噴射系統(tǒng)的噴涂設(shè)備進(jìn)行人工噴涂,設(shè)備噴涂壓力為22.0～25MPa,溫度為55～65℃;B組分(氨基化合物組分)必要時(shí)應(yīng)配備攪拌器;在潮濕環(huán)境下施工時(shí),宜配備冷凍式空氣干燥機(jī)。4.3其他配套系統(tǒng)設(shè)備待底涂表干、用手觸摸不會(huì)出現(xiàn)粘手或拉絲現(xiàn)象后進(jìn)行聚脲噴涂施工。本次試驗(yàn)采用的施工設(shè)備為美國(guó)Graco公司xp-3型專用噴涂機(jī),該機(jī)配有噴槍、空氣壓縮機(jī)、空氣過濾器、油水分離器、物料輸送系統(tǒng)、自動(dòng)計(jì)量、混合、加熱、溫控以及物料清洗系統(tǒng)等配套系統(tǒng)設(shè)備。滿足噴涂壓力為22.0～25MPa,溫度為55～65℃。噴涂聚脲的施工方式為人工噴涂。聚脲施工前確?；鶎訙囟雀哂诼饵c(diǎn)溫度3℃,施工前將B料攪拌15min以上,使之均勻,施工過程中應(yīng)保持連續(xù)攪拌。噴涂作業(yè)時(shí),采用手持噴槍噴涂施工,噴槍宜垂直于待噴基面,距離適中,移動(dòng)速度均勻;噴涂順序?yàn)橄入y后易、從上至下。噴涂為連續(xù)作業(yè),分多次噴涂至4.0mm厚,每次噴涂間隔時(shí)間不超過4h。5邊緣處理5.1收邊構(gòu)造設(shè)計(jì)收邊處理應(yīng)在噴涂最后一層聚脲之前進(jìn)行。要求使用聚脲將觸變性環(huán)氧砂漿蓋住,上下游邊緣與其相鄰的底板平滑過渡,左右邊與側(cè)墻面垂直,不得有凸起的現(xiàn)象,收邊構(gòu)造詳見圖2。5.2施工過程根據(jù)收邊結(jié)構(gòu)要求,對(duì)試驗(yàn)區(qū)上游面做收邊處理,左右兩側(cè)邊及下游邊不做收邊處理,只保證其平滑過渡即可。6聚蝽防護(hù)效果2011～2012年三峽電站深孔流道檢修中對(duì)6#泄洪深孔底板縱縫Ⅱ下游側(cè)60m2范圍內(nèi)聚脲的防護(hù)效果進(jìn)行了檢查。檢查結(jié)果顯示:施工1年后,噴涂聚脲防護(hù)區(qū)域基本完好,表面平順、光滑,未見較為明顯的老化等缺陷。由于2011年度汛期三峽大壩上游來水偏少,該年度6#泄洪深孔未過流,因此暫無法觀察聚脲防水層在應(yīng)對(duì)高速水流沖刷等情況的防護(hù)效果。待2012年度汛期過后繼續(xù)跟蹤觀察。7活縫的材料人工填充料:氧基化膠泥n(1)同等施工條件下,聚脲較環(huán)氧膠泥對(duì)施工及養(yǎng)護(hù)期間的濕度、溫度等因素更不敏感,施工效率高,施工質(zhì)量穩(wěn)定。(2)聚脲作為彈性防水材料,對(duì)活縫的防護(hù)性能較環(huán)氧膠泥更佳。(3)目前,三峽電站1#～23#泄洪深孔左、右側(cè)