基于環(huán)氧砂漿修補(bǔ)技術(shù)在溢洪道工程中的應(yīng)用

梁彩銘，王振田

(1.黑龍江省水利水電集團(tuán)有限公司，黑龍江 哈爾濱 150001；2.黑河象山水電廠，黑龍江 黑河 164300)

基于環(huán)氧砂漿修補(bǔ)技術(shù)在溢洪道工程中的應(yīng)用

梁彩銘1，王振田2

(1.黑龍江省水利水電集團(tuán)有限公司，黑龍江 哈爾濱 150001；2.黑河象山水電廠，黑龍江 黑河 164300)

摘要：象山水電廠溢洪道位于黑河市愛輝區(qū)境內(nèi)法別拉河中游，距黑河市65 km，總庫容3.11億m3，工程于1993年開工建設(shè)，溢洪道為開敞式岸坡溢洪道，設(shè)有3孔10×8.07-7.53 m弧形工作閘門。象山水庫除險(xiǎn)加固溢洪道底板破損補(bǔ)強(qiáng)加固施工中，由于底板破壞程度不等，破壞程度和范圍較大的采用混凝土挖除修補(bǔ)，重新澆筑；局部小范圍破壞的，利用優(yōu)質(zhì)環(huán)氧砂漿修補(bǔ)技術(shù)，取得了較好的補(bǔ)強(qiáng)效果。

關(guān)鍵詞：象山水庫；溢洪道；環(huán)氧砂漿；修補(bǔ)技術(shù)

1工程概況

象山水電廠溢洪道位于黑河市愛輝區(qū)境內(nèi)法別拉河中游，距黑河市65 km，總庫容3.11億m3，工程于1993年開工建設(shè)，溢洪道為開敞式岸坡溢洪道，設(shè)有3孔10×8.07-7.53 m弧形工作閘門。除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)中，修補(bǔ)溢洪道控制段反弧部位表面破壞混凝土，以免泄流時(shí)局部沖毀導(dǎo)致大規(guī)?？瘴g或沖蝕破壞[1]。對(duì)過流表面破損部位混凝土采用挖除修補(bǔ)、環(huán)氧砂漿修補(bǔ)坑點(diǎn)、錨筋加固等措施，將表面整平。

2環(huán)氧砂漿修補(bǔ)

2.1修補(bǔ)部位

按照設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)溢洪道底板破損范圍較小的部位以及溢流堰面破損部位，均采用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修補(bǔ)。

2.2原材料

2.2.1環(huán)氧樹脂

選用雙酚A型環(huán)氧樹脂——EP01451-310型(E-44)，其技術(shù)指標(biāo)見表1[2]。

2.2.2固化劑

(1)采用改性胺或縮胺類固化劑，胺值在200～700 mgKOH/g，且能常溫固化環(huán)氧樹脂，其固化時(shí)間符合使用單位的施工要求[3]。

(2)應(yīng)選用不易揮發(fā)、毒性小、對(duì)人體皮膚和呼吸系統(tǒng)刺激性小的固化劑。避免選用分子量低、易揮發(fā)且有較大毒性的胺類固化劑，如二乙烯三胺、乙二胺等。

(3)選用的固化劑要求反應(yīng)平緩，反應(yīng)放熱峰值溫度低，性能滿足設(shè)計(jì)要求。在潮濕或低溫環(huán)境下使用時(shí)，應(yīng)選用適合潮濕或低溫條件的專用固化劑。

表1　環(huán)氧樹脂技術(shù)指標(biāo)一覽表

2.2.3增塑劑

(1)選用與環(huán)氧樹脂易混溶、不易揮發(fā)、基本無毒性、對(duì)人體皮膚和呼吸系統(tǒng)基本沒有刺激的增塑劑。

(2)選用活性增塑劑，使固化物性能穩(wěn)定。

2.2.4稀釋劑

(1)選用不易揮發(fā)、基本無毒性、對(duì)人體皮膚和呼吸系統(tǒng)基本沒有刺激的活性稀釋劑，苯基縮水甘油醚類稀釋劑對(duì)皮膚刺激性大，不宜采用。

(2)稀釋劑與環(huán)氧樹脂要有良好的混溶性。

2.2.5填料

(1)選用弱堿性或中性硬質(zhì)粉料和粒料。粉料有石英粉、輝綠巖鑄石粉、硅粉、普通水泥等，粒料有石英粉、硬質(zhì)河砂等。

(2)填料烘干，填料含水量不得大于0.5%。粉粒粒徑100～200目，粒料最大粒徑不得大于2 mm，宜選用石英粉，如用硬質(zhì)河砂，應(yīng)注意水洗、烘干。

2.2.6原材料性能測(cè)試

原材料性能測(cè)試參照《環(huán)氧樹脂砂漿技術(shù)規(guī)程》(DL/T 5193-2004)4.2節(jié)執(zhí)行。

2.3施工流程

環(huán)氧砂漿修補(bǔ)工程施工流程見圖1。

圖1　環(huán)氧砂漿修補(bǔ)施工流程圖

2.4基層混凝土的要求

(1)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)：做環(huán)氧砂漿面層施工時(shí)，基層混凝土應(yīng)達(dá)到一定的強(qiáng)度等級(jí)，不應(yīng)低于C25。

(2)混凝土的干燥要求：按配方的要求測(cè)量并控制混凝土表面的干燥度，使用混凝土表面含水量測(cè)定儀測(cè)控干燥度。

2.5基層混凝土處理的要求和方法

(1)破壞部位開挖時(shí)，開挖邊界應(yīng)采用切割機(jī)切縫，切縫深度不小于3～5 cm。切縫完成后進(jìn)行鑿除時(shí)，應(yīng)注意保護(hù)開挖邊界不受到破壞，保證修補(bǔ)完成后縫面整齊。

(2)破壞部位開挖，原則上按照設(shè)計(jì)圖紙所給出的開挖邊界和開挖深度進(jìn)行，如遇局部位置破壞較深時(shí)，應(yīng)繼續(xù)開挖至新鮮混凝土。

(3)開挖完成后，清除混凝土表面的灰塵、乳皮、松動(dòng)顆粒等，處理過的表面應(yīng)露出新鮮的混凝土骨料，且不對(duì)骨料產(chǎn)生擾動(dòng)，用壓力水沖洗干凈、風(fēng)干。

2.6拌料工藝與要求

2.6.1環(huán)氧基液拌和

(1)采用低速(≤300 r/min)專用電動(dòng)攪拌器，在廣口容器中拌和。環(huán)氧基液攪拌器由電鉆和攪拌翅葉片兩部分組成。電鉆要求轉(zhuǎn)速不高于300 r/min；攪拌翅葉片由圓形鋼筋和鋼片焊接而成。

(2)材料拌和量的多少應(yīng)根據(jù)混凝土施工面積和施工人員的作業(yè)能力而定，一般一次拌料量小于4 kg。

(3)拌和時(shí)材料的各種成分應(yīng)按配方要求的加料順序依次倒入拌和容器中，用攪拌器拌和至顏色均勻?yàn)橹?一般應(yīng)攪拌3～5 min)。

2.6.2環(huán)氧砂漿拌和

(1)采用專用砂漿拌和機(jī)：轉(zhuǎn)速為30 r/min。

(2)拌和量：視施工面積和施工人員作業(yè)能力組合而定。

(3)砂漿配合比由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，砂漿顏色盡量與混凝土調(diào)配一致。

(4)拌和時(shí)材料的各種成分應(yīng)按配方要求的加料順序依次加料，一邊拌合，一邊加料，直到顏色拌合一致，再拌合5～10 min。

2.7涂刷環(huán)氧基液

(1)首先將施工倉面清洗干凈，采用吹風(fēng)或者自然晾干，保持倉面干燥，無浮渣。

(2)選用口齊、根硬、頭軟、不掉毛的扁形毛刷，新刷使用時(shí)應(yīng)先將不牢固的刷毛揉搓掉，以免影響涂刷質(zhì)量。

(3)涂刷方法：均勻涂刷到倉面上，涂刷厚度2 mm。涂刷要求薄厚一致，不能有遺漏、流淌等現(xiàn)象[4]。特別注意邊角部位，不能有薄厚不均、淌流、或遺漏忘刷等情況，同時(shí)表面不能有氣泡產(chǎn)生。

(4)每次涂刷的面積應(yīng)視現(xiàn)場(chǎng)氣溫、人員組合等條件而定。

(5)涂刷完畢后靜等20～60 min(具體時(shí)間視現(xiàn)場(chǎng)溫度而定)，等基液固化，連續(xù)手觸3次有拉絲至1 cm斷開為準(zhǔn)，方可進(jìn)行下步工作。

(6)基液的適用期為40～90 min，一定要用多少拌制多少，不要一次拌制過多，一般材料發(fā)熱、發(fā)粘后禁止使用。

2.8涂刷環(huán)氧砂漿

(1)當(dāng)環(huán)氧基液固化、連續(xù)手觸3次有拉絲至1 cm斷開現(xiàn)象后，進(jìn)行環(huán)氧砂漿的涂刷工作。

(2)環(huán)氧砂漿作業(yè)施工應(yīng)沿逆水流方向進(jìn)行，全斷面涂刷時(shí)應(yīng)先刷頂面、再刷側(cè)面、后刷底面，按照先上面后下面的順序施工作業(yè)。

(3)按照設(shè)計(jì)圖紙，本次采用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)的部位均開挖5 cm深，可以采用一次性澆筑，但澆筑完應(yīng)采取扣膜或者其他措施，保證表面平整不產(chǎn)生流淌。

(4)大面積施工時(shí)，應(yīng)采用分塊施工的方法，每一施工塊寬3～5 m，塊與塊之間預(yù)留30～50 mm的縫隙，1～3 d環(huán)氧砂漿固化后再填補(bǔ)塊與塊之間的縫隙。填補(bǔ)施工時(shí)要求壓實(shí)抹平，施工面要與兩邊的施工塊保持平齊，無錯(cuò)臺(tái)、無明顯接縫。

(5)施工前先在施工塊的邊緣固定厚度標(biāo)尺，然后再涂環(huán)氧砂漿。施工時(shí)要邊涂刷、邊抹平，刷完環(huán)氧砂漿30～60 min后，等到砂漿初步凝結(jié)時(shí)再進(jìn)行提漿、收面(表面提漿、收面的時(shí)間以環(huán)氧砂漿即將失去塑性，仍能壓光為宜)。

(6)涂層提漿收面后，表面要求平實(shí)，不得有明顯的搭接錯(cuò)縫痕跡，不允許出現(xiàn)表面塌落下墜，出現(xiàn)裂紋、起泡、麻面等現(xiàn)象。一旦發(fā)現(xiàn)，應(yīng)及時(shí)處理，必要時(shí)必須鑿除重抹。

(7)施工中出現(xiàn)的施工縫宜做成斜面(即與水平面成45°)。再次施工時(shí)，應(yīng)先將斜面做清潔處理，涂刷環(huán)氧砂漿基液，要做好搭接縫處砂漿的壓實(shí)、抹平，不能出現(xiàn)冷縫接茬。

(8)環(huán)氧砂漿一定要用多少拌多少，避免一次拌制過多，環(huán)氧砂漿一般在60～90 min內(nèi)使用狀態(tài)最佳，材料發(fā)粘、發(fā)硬后禁止使用。

2.9質(zhì)量控制與檢測(cè)

(1)基層混凝土面必須符合施工要求。

(2)施工期間每批進(jìn)料都要進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)(主要包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度)。

(3)做好施工記錄，主要包括材料的稱量與拌和情況、施工現(xiàn)場(chǎng)溫度、施工人員組合、施工部位、施工工作量等。

(4)修補(bǔ)面與周邊原混凝土表面保持平整一致，且環(huán)氧砂漿本身施工面保證平整、光潔、無龜裂、無塌落下墜等現(xiàn)象，接縫橫平豎直無錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。

(5)環(huán)氧砂漿厚度檢測(cè)：采用插針法進(jìn)行厚度抽檢，每平方米抽檢點(diǎn)數(shù)應(yīng)大于等于3個(gè)，不合格的地方應(yīng)及時(shí)處理，直到厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。

(6)平整度檢測(cè)：砂漿表面的平整度用2 cm直尺檢測(cè)，允許空隙小于等于5 mm。

(7)環(huán)氧砂漿施工面與基礎(chǔ)混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)：采用拉拔強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)法，檢測(cè)齡期為7 d或28 d，每200 m2為一個(gè)取樣單元(不足200 m2者，按200 m2計(jì)算)，每單元取5個(gè)試樣。環(huán)氧砂漿施工面與基礎(chǔ)混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度要求大于等于1.5 MPa或者試驗(yàn)被破壞混凝土本身的粘結(jié)強(qiáng)度。

(8)拉拔試驗(yàn)方法按《環(huán)氧樹脂砂漿技術(shù)規(guī)程》(DL/T 5193-2004)附錄B執(zhí)行。

2.10養(yǎng)護(hù)

(1)環(huán)氧砂漿施工完成后一般需要養(yǎng)護(hù)3～7 d，在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)盡量避免受到人為撞擊、鑿、碰等，以免環(huán)氧砂漿受到外力破壞，影響工程質(zhì)量。

(2)養(yǎng)護(hù)期內(nèi)環(huán)氧砂漿不能受到浸泡。

(3)養(yǎng)護(hù)溫度應(yīng)在材料允許使用范圍內(nèi)。

3結(jié)論

從整個(gè)施工過程來看，本次施工過程中采用的環(huán)氧砂漿材料是合理的，選用的施工隊(duì)伍是專業(yè)的，從而保證了在施工過程中沒有大面積的開挖鑿除混凝土底板及溢流面，節(jié)約了資金，也確保了原混凝土底板及溢流面的整體穩(wěn)定性。這充分說明實(shí)際施工時(shí)選用合理的施工建筑材料和專業(yè)的施工隊(duì)伍的重要性，為以后的溢洪道等水工建筑物混凝土局部破損部位補(bǔ)強(qiáng)施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：梁彩銘(1970-)，男，高級(jí)工程師，主要從事水利水電工程管理工作。

中圖分類號(hào)：TV651

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：2096-0506(2016)06-0051-03