聚脲弹性体材料在渡槽防渗中的应用

刘业涛 ，张 青 ，李炳磊

（1.淄博市太河水库管理局，山东 淄博 255178；2.淄博市水资源管理办公室，山东 淄博 255000）

“引太入张”供水工程是淄博市市委、市政府为改善中心城区城乡居民饮水质量的一项重要民生工程，是实现淄博市 “多水源分质供水，优水优用，水资源优化配置”用水战略的一项重点工程，2008年11月动工兴建。

该工程由两部分组成：一是太河水库至净水厂段的输水工程部分，自太河水库渠首灌溉放水洞引水，经总干渠至赵庄分水池（26.3 km），再经二干渠（1.7 km）、输水管道（3.1 km）送至净水厂；二是净配水工程部分，新建净水厂1座，经26.4 km配水管接入城市供水管网。输水工程利用现有太河水库干渠明渠加固、防渗、覆盖后作为输水工程，供水规模10万m3/d。

1 输水工程概况

太河水库是淄博市一级水源保护区，水质达到地表水二类水质标准。太河水库灌区总干渠兴建于1973年，1976年开始放水灌溉发挥效益。总干沿线共有9座钢筋混凝土渡槽。根据检测，渡槽普遍存有渗漏、钢筋裸露等不同程度的安全隐患。渡槽渗漏不仅影响输水量，更关系到渡槽自身结构安全。针对各个钢筋混凝土渡槽存在的主要问题，设计分别采取针对性措施进行防渗加固处理。由于本工程属于城市供水工程，由水源地连续不间断直供水厂，因此混凝土渡槽的防渗效果成为工程是否成功的关键。设计通过查阅大量文献资料，调研多种材料，在充分借鉴已建工程经验的基础上，选定喷涂聚脲弹性体材料进行混凝土渡槽防渗处理。

2 聚脲弹性体材料设计指标及特点

本工程选用的聚脲材料为纯聚脲，材料性能能够满足 《喷涂聚脲防水涂料》（GB/T23446—2009）中Ⅱ型喷涂聚脲防水涂料要求。设计喷涂厚度2 mm，拉伸强度≥16 MPa，断裂伸长率≥380%，撕裂强度≥50 kN/m，聚脲与混凝土基底或砂浆基底的黏结强度≥2.0 MPa，并经检验证明无毒。

主要特点：1）不含催化剂，快速固化，可在任意曲面、斜面及垂直面上喷涂成型，不产生流挂现象。2）良好的耐高低温性能，可在-50℃～150℃下长期使用，可承受350℃的短时热冲击。3）物理性能优异，对环境友好。一次施工可达到厚度要求，克服了以往多层施工的弊病。4）具有很高的抗冲磨特性，抗冲磨能力是C40混凝土的10倍以上。5）使用成套喷涂设备，施工方便，效率高。

3 施工技术要求

1）聚脲喷涂厚度2 mm，聚脲喷涂损耗率控制在15%以内。

2）喷涂聚脲施工前，表面有大的凹陷，需用聚合物砂浆找平，施工中严格控制好配合比，防止出现分层现象。

3）在喷涂聚脲前，严格控制表面的湿度，喷涂表面突遇雨水等情况，封闭底漆需重新涂刷。

4）喷涂过程中，对喷枪喷头和压力表进行及时检查，使其达到最佳状态。

5）喷涂聚脲后，聚脲表面如出现细小的气泡，表明基层没处理好。如出现气泡面积较小，可采用专用材料进行封闭处理，并在此位置喷涂二遍聚脲。

6）渡槽进出口端部要做封边处理，在渡槽进出端部用切割机剔槽（断面30 mm×30 mm）,喷涂聚脲完成后，缝内填筑专用树脂进行封边。

7）施工过程中，应尽量减少在聚脲成形体上的抽检取样块数，取样时应割成小三角形，取样完成后应及时补喷聚脲3遍。

8）在不同温度、湿度情况下两次喷涂聚脲的结合度很难达到设计要求，每座渡槽聚脲喷涂施工必须一次成型。如施工过程中出现质量缺陷，应做到及时发现和处理，避免间隔较长的时间发现问题和处理问题。

4 施工过程

4.1 施工环境

尽管聚脲弹性体具有较强的温度适应性，但施工区域环境温度宜在5～35℃为宜，混凝土表面温度不低于2℃，相对湿度在10%～90%之间。

4.2 施工机具

聚脲喷涂主要采用美国Gusmer喷涂机，规格为H-20/35 Pro；喷枪，规格为 GX-7DI；空气压缩机、打磨机、底漆滚涂工具、电缆、防护服、防护材料、脚手架以及小型机具等。

4.3 施工工艺

4.3.1 混凝土基面处理要求

1）清除混凝土表面剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣质混凝土，露出坚固混凝土面，并用修补材料将表面修补平整。

2）将混凝土表面打磨平整，除去表面粉尘、油污等杂质，用高压水清洗表面。

3）清洗后的混凝土表面应保持干燥。若混凝土面潮湿，应选用潮湿面界面剂。

4）对混凝土表面凹陷部位用找平腻子填补平整，找平材料指触干燥后，应尽快进行下一道工序。

5）涂刷一道专用底层界面剂，底层界面剂涂刷后，在8～24 h内进行喷涂聚脲。

4.3.2 喷涂聚脲施工

1）喷涂时应按设计指标要求的预先设定压力、温度等参数进行施工，喷涂雾化要均匀。喷枪总压力达到650 Pa，温度达到65℃。料桶采用电动搅拌器搅拌30 min以上再进行喷涂施工。主机及其附属设备所需的总电流约为60 A，现场需满足用电量要求。

2）涂层厚度要均匀，弹性层的喷涂间隔应小于3 h，如果超过3 h应刷一层活化剂，30 min后(不宜超过2 h)再喷涂弹性层，喷涂厚度为2 mm。喷涂时，2 mm厚聚脲喷涂层一般2～3遍完成。操作人员左右移动喷枪，边操作边后退，每一喷涂幅宽覆盖上一喷涂幅宽的50%。下一遍喷涂方向与上一遍喷涂方向成垂直角度。喷涂后涂层厚薄均匀一致、平整美观。垂直面施工在平面施工要求基础上，每遍喷涂不能太厚，防止产生“流挂”。为达到表面平整均匀，通过喷枪、混合室、喷嘴的不同组合控制，或通过控制喷枪的移动速度来调整。

4.3.3 伸缩缝及周边处理

伸缩缝采用SK手刮聚脲，内设增加台基布，厚度大于3 mm，宽度大于50 cm。在喷涂聚脲弹性层后24 h内采用SK手刮聚脲进行封边。

5 质量控制

施工过程中每道工序完成后，及时检验并做好记录。基层平整度、坚实程度直接关系到成品的质量，基层应牢固、清洁，不得有空鼓、松动起砂等现象。涂刷底漆前必须对凹凸部分进行打磨、填补，达到平整。聚脲喷涂层应与基层黏结牢固，表面平整均匀，不得有流挂、堆积、皱折、鼓泡等现象。

脲喷涂层厚度符合设计要求且厚薄均匀一致。防水层收头黏结牢固、严密并作密封处理。有漏涂、涂层不粘或开裂、大面积针孔或厚度不足等缺陷的涂层，应进行重涂，重涂时应将原涂层清除，并重新进行表面处理；若原涂层黏结牢固且干燥、洁净，也可不必将原涂层去掉，但必须将损伤和松动的涂层去除，并将剩余涂层及裸露部位打毛，然后用同一涂料进行重涂。重涂的涂层应进行最终质量检查。

外观用目视检查涂层，涂层应均匀连续、无漏涂、无气泡、无开裂、无剥落、无划伤等缺陷，若发现漏点作标记进行重涂，修补涂层厚度应等于或略大于原涂层厚度，对补涂部分重做漏点检查，直到合格。

6 结语

喷涂聚脲弹性体技术在淄博市城乡“引太入张”供水工程中的应用，工效高、造价低、防渗效果好，满足设计要求，达到了混凝土渡槽防渗目的。实践证明只要正确使用该技术，无论是施工期间，还是材料投入使用后，涂层均不产生有害物质和剌激性气味，对环境保护极为有益。