基于環氧砂漿修補技術在溢洪道工程中的應用

梁彩銘，王振田

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

基于環氧砂漿修補技術在溢洪道工程中的應用

梁彩銘1，王振田2

(1.黑龍江省水利水電集團有限公司，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境內法別拉河中游，距黑河市65 km，總庫容3.11億m3，工程于1993年開工建設，溢洪道為開敞式岸坡溢洪道，設有3孔10×8.07-7.53 m弧形工作閘門。象山水庫除險加固溢洪道底板破損補強加固施工中，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，重新澆筑；局部小范圍破壞的，利用優質環氧砂漿修補技術，取得了較好的補強效果。

關鍵詞：象山水庫；溢洪道；環氧砂漿；修補技術

1工程概況

象山水電廠溢洪道位于黑河市愛輝區境內法別拉河中游，距黑河市65 km，總庫容3.11億m3，工程于1993年開工建設，溢洪道為開敞式岸坡溢洪道，設有3孔10×8.07-7.53 m弧形工作閘門。除險加固工程設計中，修補溢洪道控制段反弧部位表面破壞混凝土，以免泄流時局部沖毀導致大規?？瘴g或沖蝕破壞[1]。對過流表面破損部位混凝土采用挖除修補、環氧砂漿修補坑點、錨筋加固等措施，將表面整平。

2環氧砂漿修補

2.1修補部位

按照設計圖紙，對溢洪道底板破損范圍較小的部位以及溢流堰面破損部位，均采用環氧砂漿進行修補。

2.2原材料

2.2.1環氧樹脂

選用雙酚A型環氧樹脂——EP01451-310型(E-44)，其技術指標見表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，且能常溫固化環氧樹脂，其固化時間符合使用單位的施工要求[3]。

(2)應選用不易揮發、毒性小、對人體皮膚和呼吸系統刺激性小的固化劑。避免選用分子量低、易揮發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平緩，反應放熱峰值溫度低，性能滿足設計要求。在潮濕或低溫環境下使用時，應選用適合潮濕或低溫條件的專用固化劑。

表1　環氧樹脂技術指標一覽表

2.2.3增塑劑

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

(2)選用活性增塑劑，使固化物性能穩定。

2.2.4稀釋劑

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

(2)稀釋劑與環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，如用硬質河砂，應注意水洗、烘干。

2.2.6原材料性能測試

原材料性能測試參照《環氧樹脂砂漿技術規程》(DL/T 5193-2004)4.2節執行。

2.3施工流程

環氧砂漿修補工程施工流程見圖1。

圖1　環氧砂漿修補施工流程圖

2.4基層混凝土的要求

(1)混凝土的強度等級：做環氧砂漿面層施工時，基層混凝土應達到一定的強度等級，不應低于C25。

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

2.5基層混凝土處理的要求和方法

(1)破壞部位開挖時，開挖邊界應采用切割機切縫，切縫深度不小于3～5 cm。切縫完成后進行鑿除時，應注意保護開挖邊界不受到破壞，保證修補完成后縫面整齊。

(2)破壞部位開挖，原則上按照設計圖紙所給出的開挖邊界和開挖深度進行，如遇局部位置破壞較深時，應繼續開挖至新鮮混凝土。

(3)開挖完成后，清除混凝土表面的灰塵、乳皮、松動顆粒等，處理過的表面應露出新鮮的混凝土骨料，且不對骨料產生擾動，用壓力水沖洗干凈、風干。

2.6拌料工藝與要求

2.6.1環氧基液拌和

(1)采用低速(≤300 r/min)專用電動攪拌器，在廣口容器中拌和。環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根據混凝土施工面積和施工人員的作業能力而定，一般一次拌料量小于4 kg。

(3)拌和時材料的各種成分應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為止(一般應攪拌3～5 min)。

2.6.2環氧砂漿拌和

(1)采用專用砂漿拌和機：轉速為30 r/min。

(2)拌和量：視施工面積和施工人員作業能力組合而定。

(3)砂漿配合比由現場試驗確定，砂漿顏色盡量與混凝土調配一致。

(4)拌和時材料的各種成分應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涂刷環氧基液

(1)首先將施工倉面清洗干凈，采用吹風或者自然晾干，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，新刷使用時應先將不牢固的刷毛揉搓掉，以免影響涂刷質量。

(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，同時表面不能有氣泡產生。

(4)每次涂刷的面積應視現場氣溫、人員組合等條件而定。

(5)涂刷完畢后靜等20～60 min(具體時間視現場溫度而定)，等基液固化，連續手觸3次有拉絲至1 cm斷開為準，方可進行下步工作。

(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，一般材料發熱、發粘后禁止使用。

2.8涂刷環氧砂漿

(1)當環氧基液固化、連續手觸3次有拉絲至1 cm斷開現象后，進行環氧砂漿的涂刷工作。

(2)環氧砂漿作業施工應沿逆水流方向進行，全斷面涂刷時應先刷頂面、再刷側面、后刷底面，按照先上面后下面的順序施工作業。

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

(4)大面積施工時，應采用分塊施工的方法，每一施工塊寬3～5 m，塊與塊之間預留30～50 mm的縫隙，1～3 d環氧砂漿固化后再填補塊與塊之間的縫隙。填補施工時要求壓實抹平，施工面要與兩邊的施工塊保持平齊，無錯臺、無明顯接縫。

(5)施工前先在施工塊的邊緣固定厚度標尺，然后再涂環氧砂漿。施工時要邊涂刷、邊抹平，刷完環氧砂漿30～60 min后，等到砂漿初步凝結時再進行提漿、收面(表面提漿、收面的時間以環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，不得有明顯的搭接錯縫痕跡，不允許出現表面塌落下墜，出現裂紋、起泡、麻面等現象。一旦發現，應及時處理，必要時必須鑿除重抹。

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

(8)環氧砂漿一定要用多少拌多少，避免一次拌制過多，環氧砂漿一般在60～90 min內使用狀態最佳，材料發粘、發硬后禁止使用。

2.9質量控制與檢測

(1)基層混凝土面必須符合施工要求。

(2)施工期間每批進料都要進行質量檢測(主要包括抗壓強度、抗拉強度、與混凝土粘結強度)。

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

(4)修補面與周邊原混凝土表面保持平整一致，且環氧砂漿本身施工面保證平整、光潔、無龜裂、無塌落下墜等現象，接縫橫平豎直無錯臺現象。

(5)環氧砂漿厚度檢測：采用插針法進行厚度抽檢，每平方米抽檢點數應大于等于3個，不合格的地方應及時處理，直到厚度達到設計要求為止。

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

(7)環氧砂漿施工面與基礎混凝土的粘結強度檢測：采用拉拔強度實驗法，檢測齡期為7 d或28 d，每200 m2為一個取樣單元(不足200 m2者，按200 m2計算)，每單元取5個試樣。環氧砂漿施工面與基礎混凝土的粘結強度要求大于等于1.5 MPa或者試驗被破壞混凝土本身的粘結強度。

(8)拉拔試驗方法按《環氧樹脂砂漿技術規程》(DL/T 5193-2004)附錄B執行。

2.10養護

(1)環氧砂漿施工完成后一般需要養護3～7 d，在養護期內盡量避免受到人為撞擊、鑿、碰等，以免環氧砂漿受到外力破壞，影響工程質量。

(2)養護期內環氧砂漿不能受到浸泡。

(3)養護溫度應在材料允許使用范圍內。

3結論

從整個施工過程來看，本次施工過程中采用的環氧砂漿材料是合理的，選用的施工隊伍是專業的，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，節約了資金，也確保了原混凝土底板及溢流面的整體穩定性。這充分說明實際施工時選用合理的施工建筑材料和專業的施工隊伍的重要性，為以后的溢洪道等水工建筑物混凝土局部破損部位補強施工積累了經驗。

參考文獻：

[1]中水東北勘測設計研究有限責任公司.黑龍江省黑河市象山水庫除險加固工程初步設計報告[R].長春：中水東北勘測設計研究有限責任公司，2004.

[2]中華人民共和國國家發展和改革委員會.環氧樹脂砂漿技術規程：DL/T 5193-2004[S].北京：中國電力出版社，2005.

[3]中華人民共和國住房和城鄉建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.混凝土外加劑應用技術規范：GB 50119-2013[S].北京:中國建筑工業出版社,2013.

[4]楊春升.高壓無氣噴涂環氧厚漿涂料在水工混凝土結構防護處理中的應用[J].黑龍江水利科技，2011,39(1):95-96.

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

中圖分類號：TV651

文獻標志碼：B

文章編號：2096-0506(2016)06-0051-03