聚脲弹性体及多功能胶粉在水利施工沉降差和施工缝渗漏中的应用__
所属栏目：化学论文发表 发布时间：2011-02-25浏览量:167
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聚脲弹性体及多功能胶粉在水利施工沉降差和施工缝渗漏中的应用
邓在军
河北省水利工程局石家庄050021
经过近年来的水利施工实践，本人对聚脲弹性体及多功能胶粉的性能、施工工艺、现场应用验收标准及注意事项等有了深刻的认识，现将有关内容归纳总结如下，为今后类似项目施工提供借鉴。
1.选材及作用
多功能胶粉（TB-混凝土宝Ⅲ型）用于修补闸室底板沉降部位；HYF-界面剂用于修补闸室底板沉降部位，新旧界面粘接；聚硫密封胶及配套粘结剂、遇水膨胀胶条用于填充施工缝，密封止水；聚脲弹性体（水工专用）及配套底涂用于界面粘接、弹韧性防渗涂膜。
2.主要材料的性能特点
2.1多功能胶粉（TB-混凝土宝Ⅲ型）
根据水工混凝土剥蚀破坏的机理和片状修补的特性，修补材料必须满足结构的相容性，使之与基底老混凝土性能相匹配，在修补后才能产生良好的效果。多功能胶粉以复合聚合物乳液和特种添加剂等为主要改性材料，对无机材料进行特殊改性而成为混凝土修补材料。与普通水泥砂浆相比，其弹性模量低、抗拉强度高、极限拉伸率高、与老混凝土的粘接强度高，因此能承受较大振动、反复冻融循环、温湿度强烈变化等作用，耐久性优良，适用于恶劣环境条件下水工混凝土结构的表面修补。能解决混凝土建筑的缺损修补、粘结、耐磨、防冲等问题。
多功能胶粉性能特点主要表现在：粘结性能优良，与老混凝土的粘结强度提高1～2倍；与旧混凝土膨胀系数一致，粘结牢固形成一体，不易脱落；抗压强度高，耐冲磨性能好，可以承受高速水流的冲刷；可在潮湿基面施工，缩短工期；抗压强度降低、极限拉伸度提高、弹性模量降低；高分子聚合物在内部形成网络结构，使干缩变形减小，抗裂性和抗渗性大幅度提高；吸水率低，抗冻等级能达到F200号以上；耐水性强，在长期水浸泡条件下，不开裂、不起皮、不剥落。多功能胶粉的主要技术指标见表1。
表1：多功能胶粉的主要技术指标
序号 项目 技术指标
1 凝结时间a 初凝/min≥ 45
终凝/h≤ 24
2 粘结强度/MPa 14d≥ 2.0
3 抗压强度 28d≥ 30
4 冻融循环稳定性（150次） 20℃6h～-20℃3h～50℃3h，
（150次）
150次 试件表面无起泡、无开裂、无剥落，与混凝土温涨一致。
2.2聚硫密封胶
聚硫密封胶的性能特点主要表现在：具有良好的耐老化性和优良的耐水性、弹性、粘结性；具有优良的耐油性、耐溶剂性和较强防腐性（可抗各种油的侵蚀）；适应施工温度广（可在-50℃—120℃下施工），使用寿命长；与混凝土具有较好的粘合力，可进行气密、油密、水密和非结构密封粘结。聚硫密封胶的主要技术指标见表2。
表2：聚硫密封胶的主要技术指标
序号 项目 技术指标
1 低温柔度（℃） -55℃，无裂纹、不发脆
2 最大拉伸长度 ≥300%
3 粘接拉伸强度(28d) ≥0.5Mpa
2.3水工专用聚脲(HY-高分子树脂涂料)
水工专用聚脲弹性体材料具有优异的防渗、抗冲磨及防腐等多种功能。与基底混凝土的粘接强度高，抗紫外线性能和抗太阳暴晒性能强，在阳光照射下，水工专用聚脲本身有30年以上的使用寿命，并且具有-40℃的低温柔性，能适应高寒地区的低温环境，尤其是能抵抗低温时混凝土开裂引起的形变而不发生渗漏。据考察，该技术已在小浪底水电站排沙洞、青海龙羊峡水电站表孔溢洪道、青海李家峡水电站左中孔泄洪道、贵州构皮滩水电站等水利水电工程中成功应用。
水工专用聚脲弹性体材料的性能特点主要表现在：无毒性，80%固含量，不含有机挥发物，符合环保要求；具有良好的不透水性，0.4MPa压力下24h不透水，材料无任何#p#副标题#e#变化；低温柔性好，在-40℃下对折不产生裂纹，其拉伸强度、撕裂强度和剪切强度在低温下均有一定程度的提高，而伸长率则稍有下降，抗冻性好等；由于不含催化剂，分子结构稳定，所以聚脲表现出优异的耐水、耐化学腐蚀及耐老化等性能，在水、酸、碱、油等介质中长期浸泡，性能不降低；具有很强的抗冲耐磨特性，其抗冲磨能力是C60混凝土的10倍以上；混凝土裂缝表面封闭可以增设胎基（加筋）布增强；局部缺陷修补使用同一种材料，施工方便；人工刮涂，施工不需要专门设备。水工专用聚脲弹性体材料的物理力学技术指标见表3。
表3：水工专用聚脲弹性体材料物理力学技术指标
序号 项目 技术指标
1 干燥时间a 表干时间≤ 5h
实干时间≥ 1mm厚/24h
2 断裂伸长率，＞ 300%
3 最大拉伸强度， ≥12Mpa
4 撕裂强度 >20kN/m
6 粘结强度/Mpa，28d≥ 2.0Mpa
3.施工工艺
3.1一期施工
沉降部分基层清理（打磨、清洗、堵孔）→均匀涂刷HYF-界面剂→分层抹压多功能胶粉，直至将沉降部分找平为止（按材料应用说明分层施工）→完工后遮盖自然养护1天，湿养护3天。
混凝土建筑物的基层处理工艺：将基层用电动打磨机打磨干净，去掉混凝土表面的空鼓软弱层及凸出物，使基层露出新茬，平整、坚固、无起砂。随后，用吹风机将浮尘、油污、角质层等物质吹掉。若有凹陷处需用多功能胶粉（厚浆型）修补找平，若还有渗水处，需先进行堵漏止水，使之达到完好干燥的基面。该工序验收合格后，才能进行下一道工序施工。
基层处理标准要求：基面无软弱层及凸出物，露出坚实新茬，无孔洞、无凹陷处；基面平整，干净无浮尘、无油污、无杂物；缝剔凿顺直。
多功能胶粉分层抹压时注意事项：分层抹压时，每层抹压厚度不宜超过1cm。如果多功能胶粉不能连续抹压（超厚超时），在下次抹压前要重新涂刷一遍HYF-界面剂，然后再抹压多功能胶粉。连续抹压时，上一遍刮抹层要达到手触不发软，才可以进行下一遍抹压。在多功能胶粉处理的最边缘，为了与原混凝土面更好的结合，可采取在原混凝土面上切一道5～10cm宽5～10cm深的小齿槽，将多功能胶粉延伸到齿槽内，做为封边，这样在遇到有水或者外力原因时，不会将边缘掀起,更加牢固。
3.2二期施工
第一步：清除施工缝内填充物→清理施工缝内两侧基层→涂刷水工专用聚脲底涂→刮抹第一遍水工专用聚脲防渗层→铺设加筋布→刮抹第二遍水工专用聚脲防渗层→分层刮抹水工专用聚脲防渗层达到设计厚度→水工专用聚脲封边施工。
第二步：水工专用聚脲终凝后，嵌填遇水膨胀胶条→施工缝内涂刷聚硫密封胶粘结剂→嵌填聚硫密封胶。
第三步：聚硫密封胶固化后，再重复第一个步骤，待水工专用聚脲终凝后，自然养护至少3天。
4.验收标准
（1）HYF-界面剂涂刷要均匀，不漏涂刷；
（2）多功能胶粉刮抹平整，无沙眼、无起鼓、无开裂、无漏刮抹处；
（3）聚脲涂刷均匀，涂层与基层粘结牢固；表面平整、光滑、连续，无针孔、无起鼓，无开裂、无漏刮抹等缺陷；
（4）聚硫密封胶层表面无裂缝和气泡；接缝平整，牢固，不得有裂口和脱胶现象；经养护后完全硫化成弹性体，并达到设计要求的硬度；密封胶与密封缝粘接牢固，粘接缝整齐平滑，胶层表面平整有光泽。
（5）遇水膨胀胶条宽度长度连续不断开，嵌填入施工缝设计位置内。
5.注意事项
气温在10℃以下、雨天或5级以上大风天不能施工；涂膜未干时防止雨淋，并对涂层进行保护；聚硫密封胶双组份的配制、混胶及灌注应严格按照材料使用工艺操作。
水工专用聚脲施工，在混凝土晾干后涂刷底涂，待底涂表干后直接刮涂水工专用聚脲（1mm）#p#副标题#e#，放置加筋布，表干后再涂刷1～2遍水工专用聚脲，搭接边缘深度大于1.5mm，边沿水工专用聚脲与混凝土平滑过渡。涂刷要均匀，应一次成型，不要来回涂，防止出现小包。至少养护3天，施工温度大于10℃，养护最低温度要大于5℃。施工机具应及时清洗，以免材料固化后清洗不掉。□
