朱長(zhǎng)輝 （東華工程科技股份有限公司，安徽 合肥 230024）

1 工程概況

國(guó)內(nèi)某一大型抽水蓄能電站上水庫(kù)為混凝土面板堆石壩，壩頂高程1510.3m，壩頂寬10m，軸線長(zhǎng)度556.0m，最大壩高121.3m，采用鋼筋混凝土面板堆石壩壩型。上、下游壩坡均采用1:1.4。壩頂上游側(cè)設(shè)置“L”型混凝土防浪墻，防浪墻底部與混凝土面板相接，設(shè)壩頂水平縫，縫間埋置銅止水。堆石壩填筑料分區(qū)自上游向下游依次為：墊層區(qū)2A、過(guò)渡層區(qū)3A、主堆石區(qū)3B、次堆石區(qū)3C及下游干砌石護(hù)坡P。上水庫(kù)死水位1460m高程以上面板混凝土表面和表層止水結(jié)構(gòu)蓋板處，進(jìn)行防滲保護(hù)施工。

2 施工措施及工藝流程

2.1 雙組分手刮聚脲施工措施

混凝土基層打磨、清理、除塵；用高強(qiáng)度環(huán)氧膠泥修補(bǔ)孔洞眼；接縫處塑性填料嵌填結(jié)束后，在兩側(cè)混凝土表面涂刷滲透性底漆，要求涂刷均勻，無(wú)漏涂、飽滿、不堆積。待滲透底漆表干后直接刮涂第一層手刮聚脲，刮涂第一遍后在塑性填料表面馬上粘貼20cm～40cm寬的胎基布，再涂刷數(shù)遍手刮聚脲（根據(jù)手刮聚脲厚度確定涂刷遍數(shù)），直至接縫部位聚脲厚度不小于4mm，其他部位厚度達(dá)到2mm。每次涂刷手刮聚脲的允許作業(yè)時(shí)間在2h以內(nèi)。要求手刮聚脲涂刷均勻，每次涂刷一次成型，不要來(lái)回涂，防止出現(xiàn)小包；最后輥涂一遍耐老化面漆。

2.2 施工流程

混凝土基面處理—表面局部孔洞眼用高強(qiáng)膠泥填補(bǔ)—涂刷滲透性底漆―雙組份聚脲手刮—輥涂耐候性面漆—成品養(yǎng)護(hù)。

3 施工要求

①雙組分手刮聚脲涂層作業(yè)宜在環(huán)境溫度高于5℃，相對(duì)濕度小于85%，且基層表面溫度比露點(diǎn)溫度至少高3℃的條件下進(jìn)行。在四級(jí)風(fēng)及以上的露天環(huán)境條件下，不宜實(shí)施噴涂作業(yè)。嚴(yán)禁在雨天、雪天實(shí)施露天噴涂或涂刷作業(yè)。

②聚脲涂層施工的每道工序完成，并經(jīng)檢查合格后，方可進(jìn)行下道工序的施工，并應(yīng)采取合適的成品保護(hù)措施。

③滲透性底漆涂刷完成后，應(yīng)在底漆規(guī)定的間隔時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行聚脲的涂覆作業(yè)。超出規(guī)定間隔時(shí)間的，應(yīng)重新涂刷底漆。

④聚脲涂層均勻涂覆，涂層厚度滿足要求。

⑤兩次涂覆作業(yè)時(shí)間，間隔超出涂料允許復(fù)涂時(shí)間時(shí)，再次涂覆作業(yè)前，應(yīng)在已有涂層表面打毛（或涂刷層間處理劑）。

⑥涂層有漏涂、針孔、鼓泡、剝落及損傷等缺陷時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)。

4 施工過(guò)程控制

4.1 基面處理

①采用打磨、高壓水槍清洗等手段清除基層表面浮漿、灰塵、油污。

②修補(bǔ)基層破損、孔洞、裂縫等缺陷。

③按照設(shè)計(jì)要求，采用聚合物砂漿進(jìn)行結(jié)構(gòu)找平（坡）層及其他細(xì)部構(gòu)造處理。

4.2 涂刷基層環(huán)氧滲透底漆

底漆具有滲透性，能夠加固混凝土基材表面，可以對(duì)基面有補(bǔ)強(qiáng)作用，同時(shí)達(dá)到封閉的效果。

4.2.1 施工要求

①環(huán)境溫度：不能低于5℃。

②含水率測(cè)試：對(duì)基面的含水率進(jìn)行測(cè)試，低于8%為合格。

4.2.2 施工細(xì)節(jié)

①滲透性底漆應(yīng)按要求的配比配制，配量適中，混合均勻。滲透性底漆可采用涂刷、輥涂或刮涂的方法施工，應(yīng)薄而均勻，無(wú)漏涂、無(wú)堆積。

②滲透性底漆涂刷范圍應(yīng)大于聚脲涂層范圍。

③滲透性底漆涂刷完成后，應(yīng)采取措施防止灰塵、溶劑、雜物等的污染。

4.3 天冬聚脲防水中涂施工

底漆施工完畢后24h內(nèi)進(jìn)行天冬聚脲涂層施工，施工方式刮涂或者滾涂。

4.3.1 施工要求

①環(huán)境溫度：不能低于5℃；

②施工前確保作業(yè)面干燥，清潔無(wú)雜質(zhì)。

4.3.2 施工細(xì)節(jié)

①聚脲施工前需對(duì)作業(yè)面高壓氣體吹或掃帚清理干凈。

②材料配制：使用前需分別將A、B兩組分按一定的比例混合，并充分?jǐn)嚢杈鶆颍缇邆錀l件可采用真空攪拌設(shè)備進(jìn)行拌制。材料涂刷時(shí)間限制在40min以內(nèi)。每次拌制的量應(yīng)與施工面積、施工人力和操作速度相匹配。

③聚脲施工：大面積涂刷聚脲，按照從上到下、從左到右的順序縱向涂刷，涂刷施工時(shí)用力必須均勻一致，避免在相應(yīng)的方向多次反復(fù)涂刷，從而保證涂層的厚度均勻、表面平整，無(wú)流掛現(xiàn)象。

4.4 天冬聚脲脂肪族保護(hù)面層施工

雙組分手刮聚脲中間層施工完畢后，12h～24h內(nèi)就進(jìn)行天冬聚脲脂肪族保護(hù)層施工，施工方式滾涂。

4.5 聚脲養(yǎng)護(hù)

雙組分手刮聚脲保護(hù)層涂刷完工后，24h內(nèi)盡量不要有水浸泡，常溫養(yǎng)護(hù)即可。

5 實(shí)驗(yàn)測(cè)試

5.1 聚脲涂層粘結(jié)強(qiáng)度的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及合格評(píng)定試驗(yàn)

聚脲涂層粘結(jié)強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)均應(yīng)在涂層涂刷作業(yè)完成7d后進(jìn)行，聚脲涂層粘結(jié)強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀器應(yīng)符合下列規(guī)定

5.1.1 儀器

聚脲涂層現(xiàn)場(chǎng)使用的粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀應(yīng)堅(jiān)固、耐用，且攜帶和安裝方便。

5.1.2 鋼標(biāo)準(zhǔn)塊

鋼標(biāo)準(zhǔn)塊的形狀，可根據(jù)實(shí)際情況選用方柱形或圓柱形。方柱形鋼標(biāo)準(zhǔn)塊截面尺寸為40mm40mm，圓柱形鋼標(biāo)準(zhǔn)塊的直徑為40mm，鋼標(biāo)準(zhǔn)塊的厚度應(yīng)不小于25mm，且應(yīng)采用45號(hào)鋼制作。鋼標(biāo)準(zhǔn)塊應(yīng)帶有傳力螺桿，其尺寸和夾持構(gòu)造，應(yīng)根據(jù)所使用的檢測(cè)儀確定。

5.1.3 現(xiàn)場(chǎng)制樣應(yīng)符合的規(guī)定

①每一檢驗(yàn)批不少于3個(gè)測(cè)點(diǎn)。

②檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)涂層表面溫度宜不大于30℃。

③待測(cè)涂層表面應(yīng)平整、清潔、干燥。

④粘結(jié)前聚脲涂層表面應(yīng)用細(xì)砂紙打磨，采用高強(qiáng)、快速固化的膠粘劑粘貼鋼標(biāo)準(zhǔn)塊，鋼標(biāo)準(zhǔn)塊粘貼后應(yīng)立即固定。在膠粘劑完全固化前，不得受到任何擾動(dòng)。固化養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)選擇的膠粘劑確定。

⑤鋼標(biāo)準(zhǔn)塊的間距應(yīng)不小于500mm。

5.1.4 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)步驟

①測(cè)試前應(yīng)沿粘貼的鋼標(biāo)準(zhǔn)塊外沿四周用刀片垂直于混凝土基層將涂層完全割斷（見(jiàn)下圖）。

②測(cè)試時(shí)應(yīng)按照粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀使用說(shuō)明書(shū)正確安裝儀器，并連接鋼標(biāo)準(zhǔn)塊。

③應(yīng)以均勻速率連續(xù)加載，控制在1min～1.5min內(nèi)破壞，記錄破壞時(shí)的載荷值，并觀察破壞形式。

5.1.5 涂層正拉粘結(jié)強(qiáng)度值應(yīng)按式（1）進(jìn)行計(jì)算或直接從儀器中讀出。

式中：σ―粘結(jié)強(qiáng)度（MPa）；

F―破壞荷載（N）；

A―試件粘結(jié)面積（mm）。

5.1.6 測(cè)點(diǎn)破壞形式及其正常性應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行判定

①試樣的破壞形式應(yīng)劃分為內(nèi)聚破壞、粘附破壞和混合破壞三種形式。

②當(dāng)破壞發(fā)生在混凝土基層內(nèi)，或出現(xiàn)兩種或兩種以上的破壞形式，但混凝土基層內(nèi)的破壞面積占粘合面積的85%以上時(shí)，可判定為正常破壞。

③當(dāng)出現(xiàn)粘附破壞或出現(xiàn)混凝土基層內(nèi)的破壞面積少于85%的混合破壞，應(yīng)判定為不正常破壞。

5.1.7 檢測(cè)結(jié)果合格評(píng)定

①當(dāng)每一測(cè)點(diǎn)的正拉粘結(jié)強(qiáng)度均達(dá)到本規(guī)程相應(yīng)指標(biāo)的要求，且其破壞形式正常時(shí)，應(yīng)評(píng)定該批次檢測(cè)合格。

②當(dāng)僅有一個(gè)測(cè)點(diǎn)不滿足要求時(shí)，可加倍制樣，并重新做一組檢測(cè)，當(dāng)重新檢測(cè)結(jié)果均達(dá)到要求，可評(píng)定該批次檢測(cè)合格。當(dāng)重新檢測(cè)中仍有測(cè)點(diǎn)不滿足要求時(shí)，應(yīng)評(píng)定該批次檢測(cè)不合格。

5.1.8 檢測(cè)值確定

以所有測(cè)點(diǎn)的算術(shù)平均值作為該批次正拉粘結(jié)強(qiáng)度的檢測(cè)值。每一批的檢測(cè)結(jié)果應(yīng)包括破壞形式、所有測(cè)點(diǎn)的正拉粘結(jié)強(qiáng)度值和該批次正拉粘結(jié)強(qiáng)度的平均值。

5.2 超聲波法檢測(cè)聚脲涂層厚度試驗(yàn)

5.2.1 聚脲涂層厚度

可采用超聲涂層測(cè)厚儀無(wú)損檢測(cè)。

5.2.2 超聲涂層測(cè)厚儀應(yīng)符合下列規(guī)定

①測(cè)厚儀應(yīng)包括帶數(shù)顯功能的主機(jī)、探頭、校正材料、耦合劑，并符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

②儀器的量程、精度和使用條件應(yīng)滿足水工混凝土基層和作業(yè)環(huán)境要求。

③耦合劑應(yīng)符合儀器生產(chǎn)廠家要求。

④儀器應(yīng)進(jìn)行計(jì)量檢定并合格，且在其使用期內(nèi)。

5.2.3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)應(yīng)符合的規(guī)定

①應(yīng)按每100m作為一個(gè)檢驗(yàn)批，不足100m的應(yīng)按一個(gè)檢驗(yàn)批計(jì)；每一檢驗(yàn)批測(cè)點(diǎn)應(yīng)不少于5處，每處應(yīng)不小于10m。

②測(cè)點(diǎn)應(yīng)隨機(jī)確定，但測(cè)點(diǎn)離構(gòu)件端部或施工縫邊緣的距離應(yīng)不小于200mm。

③待測(cè)涂層表面應(yīng)平整、干凈，不得有灰塵、油污。

5.2.4 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)步驟應(yīng)符合的規(guī)定

①檢測(cè)前應(yīng)用已知厚度的聚脲涂層現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)儀器，并在待測(cè)部位涂超聲波耦合劑。

②檢測(cè)時(shí)，應(yīng)按照使用說(shuō)明書(shū)的規(guī)定安裝并操作儀器。

③應(yīng)以合適、恒定的力將探頭垂直壓在待測(cè)部位表面，每個(gè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)重復(fù)讀數(shù)3次。

5.2.5 檢測(cè)值確定

每處應(yīng)以3次讀數(shù)的算術(shù)平均值作為該處的測(cè)量值；每一檢驗(yàn)批次應(yīng)以5次檢測(cè)值的算術(shù)平均值作為涂層厚度的檢測(cè)值。

6 現(xiàn)場(chǎng)工藝性試驗(yàn)的實(shí)施

6.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

①材料：高滲透環(huán)氧底漆：10kg；高強(qiáng)環(huán)氧膠泥20kg；天冬聚脲高固彈性防水涂料140kg；天冬聚脲高固彈性面漆10kg（中灰色）；聚脲稀釋劑5kg。

②機(jī)械工具：角磨機(jī)3把；手持?jǐn)嚢杵?把；兩項(xiàng)電線200m；滾筒20把；掃帚1把。

6.2 現(xiàn)場(chǎng)工藝性試驗(yàn)方案

工藝流程：基層處理—涂刷滲透性底漆—環(huán)氧膠泥修補(bǔ)孔洞眼—涂刷手刮聚脲—輥涂耐候性面漆。

具體試驗(yàn)范圍和結(jié)構(gòu)形式可在試驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

6.3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程

現(xiàn)場(chǎng)工藝性試驗(yàn)自2018年9月11日開(kāi)始，至2018年9月16日，5天完成。在上水庫(kù)壩面50#塊EL1460m高程以上部位范圍內(nèi)。

①混凝土基面處理：對(duì)混凝土表面用角磨機(jī)進(jìn)行打磨，然后要清理干凈表面的灰塵、浮渣。

②對(duì)混凝土表面局部孔洞眼部位用高強(qiáng)環(huán)氧膠泥填補(bǔ)，待膠泥固化后，再仔細(xì)檢查要求混凝土表面平整、堅(jiān)固、無(wú)孔洞。

③滲透性底漆涂刷：混凝土表面涂刷專用潮濕性底漆，涂刷厚度要求薄而均勻，無(wú)漏涂現(xiàn)象。

④聚脲材料配制：雙組分手刮聚脲為雙組分材料，使用前需分別將A、B兩組分按一定的比例混合，并充分?jǐn)嚢杈鶆?，如具備條件可采用真空攪拌設(shè)備進(jìn)行拌制。材料涂刷時(shí)間限制在40min以內(nèi)。每次拌制的量應(yīng)與施工面積、施工人力和操作速度相匹配。

⑤手刮聚脲涂刷：大面積手刮聚脲時(shí)，按照從上到下、從左到右的順序縱向涂刷，涂刷施工時(shí)用力必須均勻一致，避免在相應(yīng)的方向多次反復(fù)涂刷，從而保證涂層的厚度均勻、表面平整。

⑥輥涂耐候性面漆：用滾筒輥涂耐候性面漆，輥涂均勻、飽滿、不漏涂、不堆積。

⑦成品養(yǎng)護(hù)：在涂刷雙組分聚脲施工過(guò)程中，如果遭遇到大風(fēng)和下雨，必須立刻停止施工，用帆布等防護(hù)材料對(duì)聚脲涂層進(jìn)行遮蓋保護(hù)，待雨停后，擦干凈雙組分慢反應(yīng)聚脲涂層上的附著物。聚脲涂刷完工后，12h內(nèi)盡量不要有水浸泡，常溫養(yǎng)護(hù)即可。

7 現(xiàn)場(chǎng)拉拔數(shù)據(jù)

為優(yōu)選聚脲材料及施工工藝，在工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地進(jìn)行了雙組分手刮聚脲涂刷和雙組分噴涂聚脲試驗(yàn)，選取兩個(gè)聚脲廠家材料在50#塊分別施工40m2，15d后進(jìn)行粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)，見(jiàn)表為聚脲施工檢測(cè)結(jié)果。

8 結(jié)論

依據(jù)《水電水利工程聚脲涂層施工技術(shù)規(guī)范》（DL/T5317-2014）、《噴涂聚脲防水工程技術(shù)規(guī)范》（JGJ/T200-2010）、《噴涂聚脲防水涂料》（GB/T200-2010）。聚脲涂層拉拔測(cè)試所規(guī)定，聚脲涂層與基面黏結(jié)強(qiáng)度應(yīng)滿足大于2.5MPa（大于2.0 MPa或破壞在混凝土內(nèi)部）的要求。

2018年10月9日下午在噴涂聚脲和手刮聚脲樣本上用AB黏結(jié)膠分別固定5個(gè)拉拔錠子塊，2018年10月10日10時(shí)進(jìn)行拉拔測(cè)試。

①噴涂聚脲的拉拔測(cè)試結(jié)果分別是：2.96MPa失敗，1.94MPa不能完全滿足黏結(jié)強(qiáng)度大于2.5MPa的規(guī)范要求。

噴涂聚脲粘接力檢測(cè)結(jié)果

②手刮聚脲做了兩組測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)為 ：5.88MPa、6.97MPa、3.69MPa、7.62 MPa。

2018年10月10日在手刷聚脲樣本不同部位粘接拉拔錠塊5只，并在滿足凝固膠時(shí)間后在2018年10月11日上午進(jìn)行拉拔測(cè)試。數(shù)據(jù)為：4.43MPa、5.18MPa、7.46MPa、3.28MPa，完全滿足規(guī)范大于2.5MPa的要求。

此次試驗(yàn)從施工到現(xiàn)場(chǎng)拉拔測(cè)試，溫度都處于低溫狀態(tài)，施工時(shí)的溫度在5℃～12℃；拉拔檢測(cè)實(shí)時(shí)溫度為零下2℃，基本能體現(xiàn)出在工況不好條件下的情況。在拉拔測(cè)試時(shí)由于溫度較低，致使安裝拉拔裝置的過(guò)程中，把錠子粘接后有所松動(dòng)，導(dǎo)致測(cè)試數(shù)據(jù)有所下降，同時(shí)使測(cè)試數(shù)據(jù)相差較大。即使在這種情況下，測(cè)試數(shù)據(jù)最小的為3.28MPa，大于規(guī)范的2.5MPa要求。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施做出的噴涂和手刷聚脲樣板，以及現(xiàn)場(chǎng)拉拔得出測(cè)試數(shù)據(jù)可以總結(jié)出：噴涂聚脲凝固快，與基層的黏結(jié)強(qiáng)度比較低；手刮聚脲固化時(shí)間長(zhǎng)，慢反應(yīng)對(duì)基層的浸潤(rùn)性好，與基層的黏結(jié)性好，拉拔強(qiáng)度高。