聚脲彈性體材料在渡槽防滲中的應用

劉業(yè)濤 ，張 青 ，李炳磊

（1.淄博市太河水庫管理局，山東 淄博 255178；2.淄博市水資源管理辦公室，山東 淄博 255000）

“引太入張”供水工程是淄博市市委、市政府為改善中心城區(qū)城鄉(xiāng)居民飲水質量的一項重要民生工程，是實現(xiàn)淄博市 “多水源分質供水，優(yōu)水優(yōu)用，水資源優(yōu)化配置”用水戰(zhàn)略的一項重點工程，2008年11月動工興建。

該工程由兩部分組成：一是太河水庫至凈水廠段的輸水工程部分，自太河水庫渠首灌溉放水洞引水，經(jīng)總干渠至趙莊分水池（26.3 km），再經(jīng)二干渠（1.7 km）、輸水管道（3.1 km）送至凈水廠；二是凈配水工程部分，新建凈水廠1座，經(jīng)26.4 km配水管接入城市供水管網(wǎng)。輸水工程利用現(xiàn)有太河水庫干渠明渠加固、防滲、覆蓋后作為輸水工程，供水規(guī)模10萬m3/d。

1 輸水工程概況

太河水庫是淄博市一級水源保護區(qū)，水質達到地表水二類水質標準。太河水庫灌區(qū)總干渠興建于1973年，1976年開始放水灌溉發(fā)揮效益?？偢裳鼐€共有9座鋼筋混凝土渡槽。根據(jù)檢測，渡槽普遍存有滲漏、鋼筋裸露等不同程度的安全隱患。渡槽滲漏不僅影響輸水量，更關系到渡槽自身結構安全。針對各個鋼筋混凝土渡槽存在的主要問題，設計分別采取針對性措施進行防滲加固處理。由于本工程屬于城市供水工程，由水源地連續(xù)不間斷直供水廠，因此混凝土渡槽的防滲效果成為工程是否成功的關鍵。設計通過查閱大量文獻資料，調研多種材料，在充分借鑒已建工程經(jīng)驗的基礎上，選定噴涂聚脲彈性體材料進行混凝土渡槽防滲處理。

2 聚脲彈性體材料設計指標及特點

本工程選用的聚脲材料為純聚脲，材料性能能夠滿足 《噴涂聚脲防水涂料》（GB/T23446—2009）中Ⅱ型噴涂聚脲防水涂料要求。設計噴涂厚度2 mm，拉伸強度≥16 MPa，斷裂伸長率≥380%，撕裂強度≥50 kN/m，聚脲與混凝土基底或砂漿基底的黏結強度≥2.0 MPa，并經(jīng)檢驗證明無毒。

主要特點：1）不含催化劑，快速固化，可在任意曲面、斜面及垂直面上噴涂成型，不產(chǎn)生流掛現(xiàn)象。2）良好的耐高低溫性能，可在-50℃～150℃下長期使用，可承受350℃的短時熱沖擊。3）物理性能優(yōu)異，對環(huán)境友好。一次施工可達到厚度要求，克服了以往多層施工的弊病。4）具有很高的抗沖磨特性，抗沖磨能力是C40混凝土的10倍以上。5）使用成套噴涂設備，施工方便，效率高。

3 施工技術要求

1）聚脲噴涂厚度2 mm，聚脲噴涂損耗率控制在15%以內。

2）噴涂聚脲施工前，表面有大的凹陷，需用聚合物砂漿找平，施工中嚴格控制好配合比，防止出現(xiàn)分層現(xiàn)象。

3）在噴涂聚脲前，嚴格控制表面的濕度，噴涂表面突遇雨水等情況，封閉底漆需重新涂刷。

4）噴涂過程中，對噴槍噴頭和壓力表進行及時檢查，使其達到最佳狀態(tài)。

5）噴涂聚脲后，聚脲表面如出現(xiàn)細小的氣泡，表明基層沒處理好。如出現(xiàn)氣泡面積較小，可采用專用材料進行封閉處理，并在此位置噴涂二遍聚脲。

6）渡槽進出口端部要做封邊處理，在渡槽進出端部用切割機剔槽（斷面30 mm×30 mm）,噴涂聚脲完成后，縫內填筑專用樹脂進行封邊。

7）施工過程中，應盡量減少在聚脲成形體上的抽檢取樣塊數(shù)，取樣時應割成小三角形，取樣完成后應及時補噴聚脲3遍。

8）在不同溫度、濕度情況下兩次噴涂聚脲的結合度很難達到設計要求，每座渡槽聚脲噴涂施工必須一次成型。如施工過程中出現(xiàn)質量缺陷，應做到及時發(fā)現(xiàn)和處理，避免間隔較長的時間發(fā)現(xiàn)問題和處理問題。

4 施工過程

4.1 施工環(huán)境

盡管聚脲彈性體具有較強的溫度適應性，但施工區(qū)域環(huán)境溫度宜在5～35℃為宜，混凝土表面溫度不低于2℃，相對濕度在10%～90%之間。

4.2 施工機具

聚脲噴涂主要采用美國Gusmer噴涂機，規(guī)格為H-20/35 Pro；噴槍，規(guī)格為 GX-7DI；空氣壓縮機、打磨機、底漆滾涂工具、電纜、防護服、防護材料、腳手架以及小型機具等。

4.3 施工工藝

4.3.1 混凝土基面處理要求

1）清除混凝土表面剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣質混凝土，露出堅固混凝土面，并用修補材料將表面修補平整。

2）將混凝土表面打磨平整，除去表面粉塵、油污等雜質，用高壓水清洗表面。

3）清洗后的混凝土表面應保持干燥。若混凝土面潮濕，應選用潮濕面界面劑。

4）對混凝土表面凹陷部位用找平膩子填補平整，找平材料指觸干燥后，應盡快進行下一道工序。

5）涂刷一道專用底層界面劑，底層界面劑涂刷后，在8～24 h內進行噴涂聚脲。

4.3.2 噴涂聚脲施工

1）噴涂時應按設計指標要求的預先設定壓力、溫度等參數(shù)進行施工，噴涂霧化要均勻。噴槍總壓力達到650 Pa，溫度達到65℃。料桶采用電動攪拌器攪拌30 min以上再進行噴涂施工。主機及其附屬設備所需的總電流約為60 A，現(xiàn)場需滿足用電量要求。

2）涂層厚度要均勻，彈性層的噴涂間隔應小于3 h，如果超過3 h應刷一層活化劑，30 min后(不宜超過2 h)再噴涂彈性層，噴涂厚度為2 mm。噴涂時，2 mm厚聚脲噴涂層一般2～3遍完成。操作人員左右移動噴槍，邊操作邊后退，每一噴涂幅寬覆蓋上一噴涂幅寬的50%。下一遍噴涂方向與上一遍噴涂方向成垂直角度。噴涂后涂層厚薄均勻一致、平整美觀。垂直面施工在平面施工要求基礎上，每遍噴涂不能太厚，防止產(chǎn)生“流掛”。為達到表面平整均勻，通過噴槍、混合室、噴嘴的不同組合控制，或通過控制噴槍的移動速度來調整。

4.3.3 伸縮縫及周邊處理

伸縮縫采用SK手刮聚脲，內設增加臺基布，厚度大于3 mm，寬度大于50 cm。在噴涂聚脲彈性層后24 h內采用SK手刮聚脲進行封邊。

5 質量控制

施工過程中每道工序完成后，及時檢驗并做好記錄?；鶎悠秸取詫嵆潭戎苯雨P系到成品的質量，基層應牢固、清潔，不得有空鼓、松動起砂等現(xiàn)象。涂刷底漆前必須對凹凸部分進行打磨、填補，達到平整。聚脲噴涂層應與基層黏結牢固，表面平整均勻，不得有流掛、堆積、皺折、鼓泡等現(xiàn)象。

脲噴涂層厚度符合設計要求且厚薄均勻一致。防水層收頭黏結牢固、嚴密并作密封處理。有漏涂、涂層不粘或開裂、大面積針孔或厚度不足等缺陷的涂層，應進行重涂，重涂時應將原涂層清除，并重新進行表面處理；若原涂層黏結牢固且干燥、潔凈，也可不必將原涂層去掉，但必須將損傷和松動的涂層去除，并將剩余涂層及裸露部位打毛，然后用同一涂料進行重涂。重涂的涂層應進行最終質量檢查。

外觀用目視檢查涂層，涂層應均勻連續(xù)、無漏涂、無氣泡、無開裂、無剝落、無劃傷等缺陷，若發(fā)現(xiàn)漏點作標記進行重涂，修補涂層厚度應等于或略大于原涂層厚度，對補涂部分重做漏點檢查，直到合格。

6 結語

噴涂聚脲彈性體技術在淄博市城鄉(xiāng)“引太入張”供水工程中的應用，工效高、造價低、防滲效果好，滿足設計要求，達到了混凝土渡槽防滲目的。實踐證明只要正確使用該技術，無論是施工期間，還是材料投入使用后，涂層均不產(chǎn)生有害物質和剌激性氣味，對環(huán)境保護極為有益。