喷涂聚脲在马河水库渡槽防渗的实践运用

孙中强 赵 波闫宗彦徐晓平 郑 建

一、工程概况

马河水库地处滕州市城区东北15km处，龙山和谷山之间，坐落于南四湖流域的北沙河上游，依偎在龙山脚下，为淮河流域南四湖水系，由滕州北部及邹城前相村一带的山川河流汇聚而成。马河水库于1959年11月动工兴建，1960年5月建成蓄水。水库控制流域面积240km2，水面跨邹城、滕州两市，南北约6km，总库容1.38亿m3，兴利库容0.7亿m3。目前灌区内渠系淤积，过流能力下降，由于受当时投资条件的限制，所建工程标准低，建筑物配套少且周围由于渗流掏空，形成漏水通道，严重漏水、跑水，有的形成输水卡脖段，影响渠系正常输水，尤其是几处渡槽渗漏更为严重。后来虽结合其他水利建设对灌区进行了维修和配套，但没能解决根本问题。经研究，决定采用Air++1102聚脲防腐防水材料对渗漏部位进行防水修补，施工面积约10278m2，最终从根源上解决渡漕渗水、漏水问题，杜绝了水资源浪费。

二、材料性能优势

Air++1102聚脲防腐防水材料具有以下明显的技术优势：

（1）100%固含量，不含 VOC，对环境友好。

（2）不含催化剂，快速固化，可在任意曲面喷涂成型而不产生流挂现象，10s凝胶，1min即可达到步行强度。

（3）对水气、湿度不敏感。

（4）一次施工即可达到设计厚度，克服了以往多次施工的弊病。

（5）物理机械性能优越，拉伸强度高，耐候性、耐磨性，耐腐蚀性好。

（6）原形再现性好，涂层连续、致密、无接缝，美观实用。

该材料主要性能见表1。

表1 Air++1102聚脲防腐防水材料的主要性能指标表

三、施工工艺

喷涂型聚脲防腐防水材料的施工工序为：

基材处理（打磨底材→清洁吸尘）→缺陷修补（刮腻子→打磨吸尘）→涂刷混凝土专用封闭底漆→喷涂聚脲防腐层→检查验收

1.基材处理

混凝土的表层状态直接决定了聚脲涂层在其表面的附着能力，混凝土表面的水分、灰尘、油污、微生物、疏松层及内聚强度都会对涂层附着力产生极大的影响，必须对表层进行处理。混凝土表面的缺陷孔、裂缝对喷涂后涂层的完整性有极大影响，必须进行修补。因该项目长期浸水，混凝土处于饱和状态，应完全晾干后再进行施工。

（1）打磨

对混凝土表面采用“磨光机+金刚轮磨片”进行打磨，除去未清洁掉的污垢、表面疏松层等，同时暴露出底下的孔洞以便修补。

对于深度污染及较厚疏松层的清除，在清除有介质渗透现象的混凝土时，必须将介质渗透厚度完全清除，直至露出清洁、坚固的表面。

（2）清洁吸尘

混凝土表面打磨完成后，必须进行彻底清扫，必要时可使用高压除尘机或高压水清洗。

2.刮涂修补腻子

选用配套的Air++N100混凝土专用修补腻子。应用修补腻子的意义在于：①修补混凝土表面的针眼和孔洞、混凝土结构破损部位等，以保证涂层的完整性和附着力。②由于喷涂聚脲弹性体喷涂后的原型再现性非常好，为保证表面平整美观，须对基材的针眼、孔洞进行前期修补，使混凝土大面相平。

此过程需进行3道施工修补：

（1）第一道采用D450混凝土专用底涂对表面进行刷涂，以保证表面结构坚固，无粉尘，且使基材与腻子更好地结合。

（2）第二道采用N100混凝土专用修补腻子对混凝土表面凹凸不平、开裂部位及表面空洞和局部不平整的部位进行修补和打磨处理。

（3）第三道继续对主要阴角、阳角、金属预埋件、变形缝等部位进行找平，不能有漏刮及流挂现象，并对重点部位进行仔细检查。

3.滚涂配套底漆

封闭底漆的作用主要有两点：一是封闭基层表面毛细孔中的空气和水分，避免聚脲喷涂层喷涂后出现鼓泡和针孔现象；二是封闭底漆可以起到胶黏剂的作用，提高聚脲层与基层底材的附着力，提高防护效果。

底漆可采用滚涂或者喷涂施工，施工时应均匀、无漏点、无流挂。底漆涂装完成后应在3～4h内进行聚脲喷涂施工。

4.喷涂聚脲材料

Air++1102聚脲防腐防水材料为双组份材料，因反应速度快，必须采用专用的高压喷涂设备，该工程采用美国Graco公司聚脲喷涂机H-xp3和AP喷枪进行喷涂作业。

聚脲防水层喷涂施工前应确保底漆干燥，通常时间为3h以后，底涂与聚脲施工间隔不易太长，应控制在24h内。

喷涂作业时，喷枪垂直于待喷涂基面，距离适中并匀速移动，按照先细部构造后整体的作业顺序，一次喷涂至设计要求的厚度。

喷涂作业须由专业枪手进行喷涂操作。先在喷涂范围薄喷一遍，施工聚脲涂层时，下一道要覆盖上一道的50%，俗称“压枪”，同时下一道与上一道的喷涂方向要垂直，只有这样才能保证涂层均匀。

对于平面施工，除注意压枪和喷涂方向外，还要注意及时清理底材上未处理干净的渣子以及喷涂过程中落到底材上的杂物。喷涂时如发现明显的针孔，则应由非喷涂配合人员在聚脲凝胶前赶快刮平填满。

图1 混凝土结构表面喷涂聚脲构造图

聚脲喷涂每道之间最好连续喷涂完成，两次施工时间间隔不易超过12h。如超过12h，则在下道聚脲喷涂前用聚脲搭接剂满涂一遍。

5.重涂及修补

喷涂完毕后，马上进行检查，找到缺陷并进行处理。对于针孔和大的缺陷，使用快速固化的聚脲修补料进行修补，对于因表面杂质而造成的凸起，可用裁纸刀割除。一般处理两次后，表面已基本无缺陷。

对于未达到厚度要求的涂层须按照重涂要求再次喷涂。

四、涂层结构及特殊部位节点处理

1.涂层结构

混凝土结构表面喷涂聚脲构造见图1。

2.阳角的处理

阳角的处理须用角磨机把直角打磨圆滑过渡，并设置附加层，以增加接触面积，保证涂层厚度。另外，上口收边需外翻池壁外侧（约10cm左右），同时建议进行3×30mm镀锌扁铁压条加固处理。

五、施工中容易出现的问题与解决方案

1.涂层颜色不均匀和固化不均匀

这主要是因为颜料的沉淀，在喷涂之前材料没有被搅动或者循环。

2.鼓泡

鼓泡一般是由以下几种原因所造成的：①A、B两组份比例失调，A或B组份过量；②A或B组份从枪口中飞溅出来；③A或B组份从手动阀中泄漏到基材上；④计量失误。

在施工中发现鼓泡后，为了判断鼓泡原因，首先要割开起泡处，仔细检查断面，判断是哪种类型的鼓泡，然后对应进行解决。

六、结论

该项目目前已经完工，通过对比可发现：表面喷涂Air++1102聚脲后U型渠渡槽的渗水、漏水现象得到明显解决，杜绝了水资源浪费。同时，聚脲涂层能够有效控制混凝土表面的碳化腐蚀，延长渡槽的使用年限