水泥基防水漿料涂裝保護(hù)體系在豐滿水電站的應(yīng)用

陳立秋，王 超，顧 濱

（中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司，吉林 長春 130021）

水泥基防水漿料涂裝保護(hù)體系在豐滿水電站的應(yīng)用

陳立秋，王 超，顧 濱

（中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司，吉林 長春 130021）

由于豐滿水電站三期開關(guān)站運行改造施工的實際進(jìn)度情況難以滿足豐滿水電站全面治理（重建）工程的總體進(jìn)度要求，而進(jìn)行了增加耐久性設(shè)計方案變更研究。本文介紹了三期開關(guān)站運行改造工程框架柱增加耐久性設(shè)計變更方案，采用通用型水泥基防水漿料涂裝保護(hù)體系，加快了施工進(jìn)度，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，可為其他相關(guān)工程設(shè)計提供參考和借鑒。

豐滿水電站；框架柱；耐久性；防水漿料

1　工程簡介

豐滿水電站三期擴(kuò)建工程采用引水式地面廠房，布置在距壩下約400m的左岸泄洪洞出口處，廠內(nèi)裝有2臺140 MW的立式水輪發(fā)電機(jī)組。三期開關(guān)站型式為戶外開敞式，平面尺寸48m×16.7m，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，分兩層布置：下層198.80m高程布置2臺主變壓器、斷路器、事故油池、電纜溝等；上層210.35m高程布置電流互感器與隔離開關(guān)、電壓互感器與隔離開關(guān)組合的敞開式組合電器等設(shè)備，以及設(shè)備支架、母線構(gòu)架和出線構(gòu)架等設(shè)備。

2　開關(guān)站運行改造內(nèi)容

開關(guān)站運行改造，主要對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行改造，對上層210.35m高程布置的相關(guān)電氣設(shè)備進(jìn)行更換，改造為GIS設(shè)備；下層198.80m高程布置的2臺主變壓器不變，新增高壓廠用變壓器1臺。

上層210.35m混凝土平臺結(jié)構(gòu)經(jīng)復(fù)核不滿足承載要求，經(jīng)比較采取型鋼結(jié)構(gòu)加固，型鋼梁格上覆5mm厚花紋鋼板。下部框架柱結(jié)構(gòu)承載力經(jīng)復(fù)核仍滿足設(shè)備改造后的使用要求，僅采取增加混凝土耐久性措施，在框架柱外包15 cm厚C25F250一級配混凝土，框架柱尺寸由1.0m×1.0m變?yōu)?.30m×1.30m。新增一臺高壓廠用變壓器，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。改造后上層平臺頂高程211.462m，平臺尺寸仍為48.0m×16.7m。

3　框架柱改造設(shè)計變更的必要性

根據(jù)改造施工的實際進(jìn)展情況，以及豐滿水電站全面治理（重建）工程的總體進(jìn)度安排，三期開關(guān)站運行改造施工須在一、二期廠房停機(jī)后完成并投入運行，改造施工的工期尤為緊張。

針對三期開關(guān)站運行改造施工的實際進(jìn)度情況，難以滿足豐滿水電站全面治理（重建）工程的總體進(jìn)度要求?；诩涌焓┕みM(jìn)度的角度，進(jìn)行了增加耐久性設(shè)計方案變更的研究，擬采用一種新型的材料及工藝，既能滿足增加混凝土框架柱結(jié)構(gòu)的耐久性要求，又能加快三期改造施工進(jìn)度，對三期開關(guān)站運行改造的整體施工進(jìn)度具有至關(guān)重要的作用。

4　框架柱增加耐久性設(shè)計方案比較

根據(jù)目前混凝土市場的供應(yīng)情況，對增加混凝土耐久性進(jìn)行了細(xì)致的研究，查閱了相關(guān)工程的處理實例，該工程主要從采用傳統(tǒng)的清水混凝土（方案一）、通用型水泥基防水漿料涂裝保護(hù)體系（方案二）、改性VAE防碳化防護(hù)涂料（方案三）等3種實施方案進(jìn)行分析研究，擬定以下3種方案進(jìn)行比較，見表1。

5　方案變更選擇

根據(jù)通用型水泥基防水漿料涂裝保護(hù)體系的性能、優(yōu)勢，對框架柱耐久性增加方案設(shè)計進(jìn)行變更，采用方案二以達(dá)到增加鋼筋混凝土框架柱的耐久性，既能夠滿足框架柱結(jié)構(gòu)增加耐久性的要求，又能夠加快三期開關(guān)站改造的施工進(jìn)度，以滿足豐滿水電站全面治理（重建）工程的總體進(jìn)度安排。

6　水泥基防水漿料涂裝保護(hù)體系材料特點

1）UP-2110頂立面修補(bǔ)砂漿

頂立面修補(bǔ)砂漿是一種由固體聚合物和多種功能助劑改性的高技術(shù)產(chǎn)品，專門用于結(jié)構(gòu)混凝土的破損修復(fù)，不需要模板的情況下，可快速與結(jié)構(gòu)形成整體，收縮率低、快干、不下垂，大大縮短了維修時間，節(jié)省了模板費用。

2）US-1111通用型水泥基防水漿料

水泥基防水漿料與基層混凝土同質(zhì)，其彈性模量、變形系數(shù)基本一致，在溫度影響下不會出現(xiàn)分層、剝離現(xiàn)象；強(qiáng)堿性材料，為結(jié)構(gòu)提供堿基保護(hù)的同時，快速恢復(fù)結(jié)構(gòu)表面已經(jīng)碳化的部分，使其再堿性化。水泥基防水漿料直接應(yīng)用于混凝土表面，其生成物滲入墻體的微孔和縫隙中，堵塞這些過水通道并與墻體結(jié)合為一體，同時在墻體表面形成附著力極強(qiáng)的密實、堅硬涂層，有效地防止水分侵入、碳化反應(yīng)，恢復(fù)結(jié)構(gòu)堿性環(huán)境。

表1　框架柱增加耐久性設(shè)計方案比較表

3）UA-4210S60界面劑

提高新老材料間的粘結(jié)性能；滲透能力強(qiáng)，堵塞毛細(xì)孔洞；涂刷后形成均勻的涂膜，能降低基面吸水率。界面劑涂刷后，一部分快速滲透到結(jié)構(gòu)內(nèi)部，堵塞毛細(xì)孔洞，防止由于基面過于光滑或者表面結(jié)構(gòu)多孔吸水過多等引起的新施工砂漿與基面粘結(jié)不牢、出現(xiàn)空鼓、脫落及開裂等質(zhì)量問題；另一部分留在結(jié)構(gòu)表面，這樣當(dāng)新施工砂漿固化后，就能與基面形成牢固的整體，從而在根本上改善新老材料間的粘結(jié)性能。同時，聚合物在表面成膜，能有效降低基面的吸水率，防止基面吸水而影響新施工砂漿增加耐久性和可靠性。

4）LOG混凝土防中性化高彈保護(hù)涂料

增加耐久性，LOG可以抵御鹽類及其他各類化學(xué)物質(zhì)和氣候變化的侵蝕，耐紫外線照射，可以永久地密封裂縫并保持良好的彈性及色彩穩(wěn)定性；具有良好的彈性和柔韌性，使其既可以永久彌合結(jié)構(gòu)本身小于0.25mm的固定裂縫和活動裂縫，又可以抵抗由于結(jié)構(gòu)膨脹、收縮和震動而引起的新的開裂的產(chǎn)生，即使在-50℃時，涂層仍然可以保持良好的彈性；具有優(yōu)良的防水性能，可以有效防止外界雨水對結(jié)構(gòu)的侵蝕；具有抗有害氣體（如二氧化碳、鹽霧、汽車尾氣、燃煤產(chǎn)生的硫化物氣體等）滲透性能，防止混凝土結(jié)構(gòu)中性化反應(yīng)發(fā)生；具有良好的單向透氣性，既可以防止外界雨水和有害氣體向結(jié)構(gòu)內(nèi)滲透，又可以使結(jié)構(gòu)中潮氣散發(fā)出來，同時不影響涂層與結(jié)構(gòu)的粘結(jié)。

混凝土防中性化高彈保護(hù)涂料是一種柔韌性和增加耐久性優(yōu)良的高彈涂裝保護(hù)材料，可以抵御鹽類及其他各類化學(xué)物質(zhì)和氣候變化的侵蝕。LOG以交聯(lián)丙烯酸共聚物乳液為載體，輔以橡膠樹脂和特種添加劑組成，產(chǎn)品抗紫外線輻射能力強(qiáng)，具有良好的色彩保持性能。其中特有的橡膠樹脂，使其具有良好的柔韌性，可以彌合結(jié)構(gòu)表面的裂縫。由于其固有的良好彈性，使其可以長期經(jīng)受氣候變化或外界其他因素而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)本身的膨脹、收縮與震動，不會造成涂層本身開裂，也不會影響涂層的各項物理性能。

7　水泥基防水漿料涂裝保護(hù)體系的施工方案

1）表面處理：將基層混凝土的灰塵、雜物、油污等清洗干凈，徹底鑿除表面松散無強(qiáng)度的混凝土，露出堅固的混凝土基底；

2）破損修補(bǔ)：采用頂立面修補(bǔ)砂漿恢復(fù)結(jié)構(gòu)輪廓；

3）界面劑涂刷：在清潔干燥的混凝土基面上，涂刷S60界面劑兩遍；

4）保護(hù)層恢復(fù)：在涂刷界面劑的界面上，均勻涂抹5 mm厚的頂立面修補(bǔ)砂漿，以增加鋼筋保護(hù)層的厚度；

5）保護(hù)涂料涂刷：在頂立面修補(bǔ)砂漿表面，整體涂刷US-1111通用型水泥基防水漿料；

6）防碳化彈性涂料涂刷：在US-1111通用型水泥基防水漿料表面，涂刷LOG混凝土防中性化高彈保護(hù)涂料。

8　結(jié)　語

豐滿水電站三期開關(guān)站運行改造已實施完成并投入運行，水泥基防水漿料涂裝保護(hù)體系的成功應(yīng)用，加快了三期開關(guān)站運行改造施工進(jìn)度，為豐滿水電站全面治理（重建）工程主體全面開工提供了有力的保障，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，可為其它相關(guān)工程設(shè)計提供參考和借鑒。通過該工程的成功實踐，設(shè)計應(yīng)該平衡好與施工的關(guān)系，同時密切關(guān)注新材料、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用與發(fā)展，以創(chuàng)造更好的設(shè)計思路和良好的實踐效果。

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