水工建筑物表面抗凍害的防護技術及應用初探

胡翠薇

摘要：隨著社會經濟的不斷發展，水工建筑物質量逐步提升，合理應用抗凍害防護技術能夠達到病害、凍害防止的目的，本文通過良好的選擇性粘結性、優異的耐久性，兩個方面對水工建筑物抗凍害表面防護材料的要求進行了總結，又從噴涂型單組分聚脲防水涂料、聚合物基面修復材料兩個方面詳細介紹了常見的水工建筑物抗凍害表面材料，之后對防護技術進行了分析，希望為關注這一話題的人們提供參考。

Abstract： With the continuous development of social economy， the quality of hydraulic structures is gradually improved. The rational application of anti-freeze protection technology can achieve the purpose of disease and freezing damage prevention. This paper summarized the requirements for anti-freezing surface protective materials for hydraulic structures from two aspects of good selective adhesion and excellent durability. From the aspects of spray-type one-component polyurea waterproof coating and polymer base repairing material， the common anti-freezing surface materials of hydraulic structures are introduced in detail and the protection technology is analyzed， to provide reference for people concerned about this topic.

關鍵詞：水工建筑物;抗凍害;防護技術

Key words： hydraulic structures;frost resistance;protection technology

中圖分類號：TV544 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）14-0093-03

0 ?引言

水工建筑物的建筑材料主要為混凝土，但建筑隨著運行年限的增長，水工建筑容易出現滲漏、裂縫等問題，為了提高水工建筑物的安全性，需要從環境、氣候等幾個角度分析，構建合理的表面防護方式。并且隨著科技的不斷發展，抗凍害表面防護材料逐漸優化，在應用時，施工人員需要從多角度分析水工建筑的凍害表面防護需求，之后有針對性的應用防護技術，以達到提高建筑壽命的目的。

1 ?水工建筑物抗凍害表面防護材料的要求

1.1 良好的選擇性粘結性 ?為了能夠進一步了解水工建筑物抗凍害表面防護材料的應用需求，需要從良好的個的選擇性粘黏性這一角度分析，第一，受到周圍環境的影響，水工建筑會遭到破壞，例如：東北部地區的具有四季分明的特點，水工建筑物一年的溫度差異達到了90攝氏度，進而容易出現露石露筋的現象，應用表面防護材料噴涂建筑時，需要具備較高的選擇性與粘接性才能夠滿足環境需求。第二，隨著科技的不斷發展，現階段研究出的表面防護材料具備耐久性、抗磨性的特點，但在不同地區選擇防護材料時，需要選擇具備適當防護性能的材料，例如：在西北地區為水工建筑物選擇表面防護材料時，由于冬季與水面與建筑連接處會凍冰，進而需要選擇具有較高粘接性的材料，達到提高涂層牢固性的特點[1]。

1.2 優異的耐久性 ?優異的拉伸強度為防護材料選擇方向，由于水工建筑物不僅會受到環境、天氣的影響，還受到水質的影響，進而在選擇防護材料時，需要從耐久性角度出發，保障防護涂層能夠發揮出其中的建筑保護作用，避免出現由于鹽侵蝕、氧化等問題，提高水工建筑物的壽命與安全性。目前水工建筑物抗凍害保護施工中，加大了對防護材料耐久性的考察，是保證防護效果的前提條件。

2 ?常見材料的介紹

2.1 噴涂型單組分聚脲防水涂料 ?為了能夠進一步了解水工建筑物抗凍害表面防護材料，可以從噴涂型單組分聚脲防水涂料這一角度分析，噴涂型單組分聚脲防水涂料中的主要原料為功能性聚醚多元醇、特種固化劑等，這類原料在與空氣接觸之后能夠分解為反應固化劑，具體性能參數如表1所示。

通過測試研究能夠了解到噴涂型單組分聚脲防水涂料的綜合性能較高，能夠滿足水工建筑的使用需求，并且在使用時，不需要多次噴涂，提高了水工建筑物抗凍害表面防護工作效率與質量。

2.2 聚合物基面修復材料

水工建筑物抗凍害表面防護材料中，聚合物基面修復材料為其中一種常見材料，由于具有較強的耐腐蝕性、附著力、硬度，被廣泛的應用到水工建筑物表面修復工程中，并且還可以將這一材料與其他材料融合到一起，提高抗凍害質量，表2為聚合物基面修復材料的具體性能參數。

3 ?水工建筑物抗凍害表面防護技術

水工建筑物抗凍害表面防護技術的應用在提高建筑物質量方面有重要意義，對于容易受到凍害問題影響的建筑工程來講，要結合工程實際情況進行防護技術的研發和應用，是保證建筑工程運行可靠性的關鍵。

3.1 施工流程 ?在運用水工建筑物抗凍害表面防護技術時，應注重施工工藝流程的合理化，在進行建筑物基面處理后，在其上涂刷一層聚脲涂料專用的界面劑，之后在基面上覆蓋一層修復材料，再次噴涂防水涂料并進行細節部位的處理，在完成上述環節后，還要進行施工情況的驗收。

3.2 施工工藝 ?在基面處理環節，要求基層清潔、平整無雜物，對于一些凹凸不平的部位要進行修補打磨，確保基層處理后滿足抗凍害施工技術使用需求。在涂刷界面劑上，需要選擇專用界面劑，在基層表面均勻涂刷界面劑并保證不漏涂。通常將專用界面劑使用量設定為0.1-0.2kg/m2，根據現場溫度條件和氣候情況等確定涂刷間隔時間。上文已經介紹了水工建筑物抗凍害防護施工中常見的修復材料，還要根據施工現場情況適當調整修復材料的使用量[2]。例如，對于相對平整的待修復基面來講，通常設計基面修復材料涂刷厚度為0.06-0.1cm，能達到較好抗凍害修復效果，不會影響建筑物自身性能。而在噴涂防水涂料這一環節，需要在修復材料固化后，進行修復表面的清理，之后利用專門的噴涂設備來噴涂防水材料，根據施工方案設計要求，確定涂料用量和噴涂次數。另外，水工建筑物表面抗凍害防護施工中的細節處理環節，主要是進行特殊結構部位的噴涂處理，要求工作人員按照施工規范，做好建筑物抗凍害防護的收尾工作。具體來說，噴涂防水材料是修復凍害基面時較為常用的修復手段，能起到較好的防凍害效果。

3.3 工程實例分析 ?本文以河南省陸渾灌區東方紅一號渡槽工程為例，在進行該工程的表面修復處理時，選用了噴涂型聚脲防水涂料，可對裂縫表面進行柔性封閉處理，保證基面完整性。

首先清理基層，利用水和風清理建筑基層，確保基層干燥、無浮塵，對于表面存在苔痕的地方，可利用鋼絲刷或者磨光機進行打磨，從而保證基層處理效果較好。其次，需要在基層表面涂刷一層冷底子油。在準備防水材料時，要進行材料內部不同組分的比例計算，將材料均勻混合后，再次加入一定量的高標號汽油來拌合均勻，將防水材料完全覆蓋在需要進行防護治理的基面上，不能存在露點現象。在防水材料固化后，還要進行底層涂刮處理，使用刮板完成底層涂刮作業，按照施工標準嚴格控制涂刮厚度，要求做到材料涂刮均勻[3]。在完成底層涂刮后，還要進行鋪設操作，將中堿玻纖布從上至下鋪設到基面上，同時要利用掃把將玻纖布家掃實壓密，確保基面鋪設的完整性。當底層材料固化一段時間后，可再次進行中層涂刷施工，要求保證材料涂刷均勻性，在中層材料鋪設完成后，還要進行面層的涂刷，將涂刷厚度設計在0.5毫米左右，需要控制涂刷均勻。在對抗凍害防護技術運用效果進行分析時，可發現經過一個冬季后，涂層范圍沒有出現原有裂縫發育或者新裂縫產生的現象，并且混凝土和涂層之間沒有發生脫落，表明粘接是可靠的。用手觸摸檢查時，發現涂層沒有發生較明顯的物化反應，說明涂層的耐老性較好，從整體來看，達成了預期處理效果。

4 ?水工建筑物抗凍害防護途徑

在水工建筑物使用過程中，容易出現凍害現象，為了加大對水工建筑物功能的保護，需要采取相應抗凍害防護措施，以便發揮水工建筑物功能。在進行抗凍害防護工程設計前，應首先調查清楚地質條件和地下水情況，根據地區地質檢測和氣候變化等數據信息，了解本地凍脹、氣溫、凍深和降水等情況，以便確定合理的防護方案。其中水工建筑物表面出現裂縫是最為常見的凍害問題，要求選擇耐久性較好的防護材料進行施工，以便保證防護技術使用效果。要想確保水工建筑物表面抗凍害防護技術有較好可行性，需要保證防護技術運用后，水工建筑物剛度、強度、防滲效果和穩定性等達到理想效果，進而確保防護技術有較好應用性。

根據建筑物類型的不同，選擇的抗凍害防護技術有所區別。常見的水工建筑物抗凍害防護措施包括以下幾種：一是板形基礎，是指當板形基礎無法滿足建筑物抗凍害要求時，可將抗凍脹結構運用到水工建筑物工程中。在進行抗凍脹設計時，要優先采取結構措施，例如錨固底板、枕梁橋、一字閘等，而在進行結構設施不合理時，還可采用隔層封閉法、壓實法和置換法等。二是樁墩類基礎，在進行這一部位的抗凍害防護處理時，需要采取相應的防凍結構措施，常見結構措施包括擴大錨固基礎和增大樁基入土深度等，利用融土摩擦力來維持樁基的穩定。由于結構施工可能存在較大難度，這時可采用基礎表面涂層處理和外包薄膜等處理方式。三是水工建筑物表面出現抗凍害現象，在面對這一問題時，可采取簡單的防護處理，針對抗凍害嚴重情況，選擇適當的防護材料。水工建筑物表面抗凍害問題較為常見，主要是由于在寒冷的溫度環境下，對材料結構有一定損害，內部結構的破壞會進一步造成建筑物表面開裂。要求相關人員加大對工程運行情況的監督，以免由于建筑物表面裂縫不斷擴大，帶來較嚴重的經濟損失。以上主要闡述了板形基礎、樁墩基礎以及建筑物表面等部位的抗凍害防護措施，這些防護技術在實踐中的應用已有取得較好效果，有利于提高水工建筑物可靠性。

5 ?水工建筑物表面抗凍害防護技術的應用分析

5.1 在水庫建筑物表面的應用分析

上述主要介紹了施工建筑物表面抗凍防護材料及技術，能為抗凍害防護施工的開展提供借鑒。其中單組分噴涂聚脲防水涂料是較為常見的一種防護材料，能起到較好的抗凍害防護效果，實際使用這一材料時，要按照具體的防護施工流程及規范進行防護操作。在對建筑物表面抗凍害防護技術實際應用進行分析時，本文主要以某個工程為例，根據一段時間后的建筑物表面抗凍害防護效果，分析上述防護技術應用效果的好壞，以便為今后的建筑物表面防護施工提供借鑒。

以卡拉貝利水利樞紐工程為例，該工程是一個山區水庫，在長時間運行中容易出現建筑物表面開裂的現象，這時需要及時進行建筑物表面抗凍害防護處理，利用防水涂料來達到防滲、抗凍害的效果。實際實施抗凍害防護操作時，按照規定的防護施工流程，首先進行待處理建筑物表面的清潔工作，之后將配置好的防水型涂料均勻涂抹在開裂部位。對這一防護技術運用效果進行追蹤檢測，可發現水庫建筑物表面凍害問題得到有效緩解，并且施工后一段時間內防護材料沒有出現功能失效的問題，表明利用單組分聚脲涂料進行水庫建筑物表面的抗凍害處理，能達到預期防護效果。

5.2 渠道、渡槽表面抗凍害防護技術的運用

水工建筑物運行過程中，容易出現渠道和渡槽表面發生凍害的現象，無法保證建筑物功能正常發揮，要求施工人員能盡快針對這一問題進行處理，通過將防水涂料應用到出現病害的部位，能有效防止混凝土表面裂縫問題。在進行混凝土裂縫處理時，將裂縫周圍環境清理干凈，之后利用防水型噴涂料將裂縫封閉起來，以免裂縫進一步擴大。另外，該防護技術還可應用在混凝土伸縮縫止水和混凝土表面噴涂防護上，混凝土材料在水工建筑施工中有廣泛應用，為了保障建筑物良好運行，要采取相應的建筑物表面防護技術，以免在外界環境影響下，對建筑物性能帶來不利影響。

從表3可看出，當前大多數地區建筑物還存在抗凍害隱患，需要加大對抗凍害施工技術的探討和使用，以便解決難題。以某個建筑工程為例，該工程屬于沈砂池工程，主要起到沉淀、凈化黃河渾水的作用，從而向工業用戶和二級站供水。利用防水涂料噴涂在水工建筑物表面，能達到較好的抗磨和防炭化效果，從而延長建筑工程使用壽命。總的來說，施工建筑物可靠運行離不開抗凍害防護措施的應用，在建筑工程運行過程中，容易受到水流沖擊的影響，在建筑表面出現裂縫或伸縮縫，進而造成建筑性能的降低。而采用以防水涂料為主的建筑物表面抗凍害防護技術，能有效解決這一問題，實踐表明，抗凍害防護技術是水工建筑物正常運行的保障，其中單組分聚脲防水涂料的應用，能加大對水工建筑物的保護，并且具有耐久性強和粘結性能好等優勢，在裂縫表面封閉處理和建筑表面防護方面有較高應用價值。

6 ?實施水工建筑物表面抗凍害防護施工時的注意事項

實際進行水工建筑物表面的抗凍害防護處理時，要以防水材料為主，同時利用基面輔助材料，可對嚴寒地區的水工建筑物進行抗凍害防護，從而發揮抗凍害技術在水工建筑物性能保護上的作用。為了達到預期防護效果，還要注意以下幾點問題：一是實際使用防護技術時，要保證防水材料不和水接觸，以免造成材料性能降低。因此，在選擇施工條件時，應避免在雨天施工，選擇自然風強度適當的情況下施工，可利用自然風作用清理建筑物待處理表面雜質。二是對空氣濕度和室外溫度有一定要求，要求在空氣濕度不低于75%，或者低溫地域15℃時，不宜進行防護施工。三是不能隨意使用稀釋劑來稀釋材料，避免造成材料粘結性能的降低。四是考慮到基面修復材料容易受到溫度的影響，當室外溫度較高時，要做好配料工作，盡可能多次配備材料，防止發生材料快速固化的問題。只有在保證材料性能的情況下，才能為建筑物表面防護施工高質量完成提供基礎條件，進而保證防水涂料的使用，能很好解決建筑物表面凍害問題。五是施工時做好保護工作，避免材料接觸到眼睛和皮膚，當出現材料接觸皮膚問題時，要及時應用清水處理。具體來說，水工建筑物表面抗凍害防護技術操作相對簡單，按照規定施工流程進行施工便能避免建筑物表面凍害問題。因此，要求施工人員對這一防護技術有較好掌握，能嚴格按照施工要求進行防護處理，確保各個施工環節的安全開展，真正發揮水工建筑物表面防護技術應用價值。

7 ?結論

綜上所述，在對水工建筑物表面抗凍害的防護技術及應用進行分析時，為了達到解決建筑表面防護的目的，需要先對應用材料進行分析，選擇能夠滿足建筑環境需求的防護方法，達到提高建筑物穩定性的目的。另外，為了提高抗凍害防護技術的應用質量，需要有層次性的進行防護處理，按照應用需求刷涂防護層，達到提高水工建筑物抗凍害表面防護工作效率與質量的目的。

參考文獻：

[1]任銀霞，朱永斌.水工建筑物表面抗凍害防護技術及應用研究[J].中國建筑防水，2018（10）：42-45.

[2]姚志偉，張建偉.水庫混凝土面板抗凍害表面處理[J].水電與抽水蓄能，2017，3（01）：103-105.

[3]包天鵝. 季節凍土區河渠防護工程凍害防治技術研究[D].東北農業大學，2016.