环氧砂浆和环氧混凝土在水工建筑物上的实际应用
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提要：随着我国水利水电建设进入后时代时期，水工建筑物尤其是过水建筑物过流面冲磨蚀破坏已普遍存在。本文介绍了泸定水电站消力池底板及侧墙混凝土磨损缺陷情况，环氧砂浆和环氧混凝土的施工工艺及处理效果。该施工工艺在类似工程中有借鉴作用。
关键词：磨损；修补；环氧砂浆；环氧混凝土
中图分类号：[TQ178]文献标识码A
1、工程概述
泸定水电站位于四川省甘孜藏族自治州泸定县境内,为大渡河干流水电梯级开发的第12级电站。2号泄洪洞位于大渡河右岸,进口底板高程1315.00m,出口消力池底板高程1290.00m,底板纵坡约为1.123%。隧洞衬砌后过水断面尺寸为13.0m×20.0m。2011年汛期过水运行后检查发现消力池底板及侧墙混凝土磨损较为严重，需要进行修复。
2、缺陷部位及描述
根据现场勘查，消力池混凝土磨损较为严重的部位主要为以下四个部份：
（1）消力池右侧墙下端局部磨损较为严重，普遍外露粗骨料，磨损深度约1～2cm，局部冲槽深度约3～8cm，主要集中在施工缝周边；边墙下部与底板结合部位磨损较为严重，表面粗糙，呈波浪状，普遍外露粗骨料、磨损深度2～20cm，局部外露钢筋，上游端受力钢筋被冲断。
（2）消力坎迎水面及侧墙混凝土磨损较为严重，普遍外露粗骨料，磨损深度约1～2cm，边角磨损掉块较为严重，局部外露钢筋，冲坑深度3～15cm。
（3）消力坎过水孔底板混凝土施工缝周边磨损，致使缝宽过大，缝宽3~10cm。
（4）X6和X9之间施工缝处混凝土破坏严重，形成混凝土冲坑。冲坑最深部位35cm，高13m，冲坑破损方量约2.85m3。
3、混凝土冲磨缺陷修补要求
为保证泸定水电站2#泄洪洞安全运行，建设单位于2012年4月1日召开专项会议。针对现场勘查结果，对混凝土磨损较为严重的部位提出如下修补要求：
（1）竖向施工缝在进行处理时不得改变各块的原结构形式；
（2）X6和X9之间施工缝混凝土冲坑部位在进行缺陷修补时，务必将缺陷四周切规则，然后采用修补材料填筑至原混凝土面；
（3）EL1306以下混凝土缺陷用修补材料进行修补。要求修补材料面连续、平整，与原混凝土面过渡平顺。
4、修补材料
4.1选材要求
根据修复要求，应按照以下要求选择修补材料：
（1）修补材料有较高的抗压强度和抗冲磨强度，在混凝土面形成坚固的保护层。
（2）修补材料与混凝土有较高的粘接强度，粘接强度大于混凝土本体的抗拉强度最佳。
（3）修补材料有较好的耐久性。在使用环境条件下性能稳定，不易起化学变化，不易被侵蚀破坏。
（4）修补材料施工方便，工艺简单。
4.2修补材料的选择
根据混凝土损伤程度的不同和修复要求，选择如下的修补材料：
（1）对消力池右侧墙、消力坎迎水面及消力坎过水孔底板等混凝土磨损严重、骨料外露的部位选择NE-Ⅱ型环氧砂浆进行修补处理。
NE-Ⅱ型环氧砂浆是以改性环氧树脂、新型固化剂及其特种添加料等为基料而制成的高强度、抗冲蚀耐磨损的新型修补材料。它具有性能优良、与混凝土的匹配性能良好、施工简便快捷、无毒无污染等特性。NE-Ⅱ型环氧砂浆主要性能指标如表1所示。
表1NE-Ⅱ型环氧砂浆主要技术指标
（2）对X6和X9之间施工缝的混凝土冲坑部位，选用NE-Ⅰ型环氧混凝土回填浇筑修补处理。
NE-Ⅰ型环氧混凝土具有强度高、粘结性能好、抗冲磨性能优良，成本相对较低等特点，主要用于蜂窝、冲坑等深层混凝土缺陷修补。NE-Ⅰ型环氧混凝土主要性能指标如表2所示。
表2 NE-Ⅰ型环氧混凝土主要技术指标
5 、施工工艺概述
5.1NE-Ⅱ行环氧砂浆修补施工
5.1.1基面清洁干燥处理
用电动钢丝刷清除混凝土基面的污染物、薄弱层、松散颗粒；再用高压水反复冲洗基面，基面清洗干净后，对局部潮湿的基面还需进行干燥处理，干燥处理采用喷灯烘干或自然风干。
5.1.2底层基液拌制和涂刷
（1）底层基液的拌制
按比例将底层基液A、B组份倒入拌料桶中，用基液搅拌器搅拌均匀后使用。
（2）底层基液的涂刷
基液拌制后，用毛刷均匀地涂在基面上，基液刷得尽可能薄而均匀、不流淌、不漏刷。
（3）基液涂刷后静停一段时间后，手触拉丝现象，即可涂抹环氧砂浆。
5.1.3环氧砂浆的拌制
取环氧砂浆A组份倒入拌和机内，初拌1分钟后停机，将B组份徐徐加入拌和机内，搅拌均匀。
5.1.4涂抹环氧砂浆
将拌制好的环氧砂浆用抹刀涂抹到已刷好基液的基面上，涂抹时尽可能同方向连续摊料,并注意衔接处压实排气。边涂抹、边压实找平，表面提浆。涂层压实提浆后，间隔1小时左右，再次抹光，表面不得有连接缝和下滑现象。
用于小面积砼表层修补时，要先将砂浆用力摊铺压实，然后用抹刀拍打出浆，对边角接缝处要反复找平。必要时，用拍打出来的浆液填充细微接缝，并反复压实，消除缝茬。当边墙和顶拱的修补涂层厚度大于15mm时，应视涂层厚度的大小分层施工，并注意每层厚度不得大于10mm，施工间隔期不得少于24h。
5.1.5修补块边界缝的处理
各修补块周边的基液要求涂刷得均匀，无挂滴、无露白。环氧砂浆涂抹要求仔细压实，消除缝茬，保证修补区与未修补区的平顺衔接。
5.1.6施工面养护
施工面养护期为7天，养护期间的环氧砂浆面应避免硬物撞击、刮擦等。
5.2NE-Ⅰ型环氧混凝土回填浇筑施工
5.2.1混凝土基面处理
用电动切割机将修补区域边界切割规整，再用人工手钎将混凝土基面松动骨料凿除，直至砼表面外露新鲜、密实的骨料。
5.2.2基面洁净干燥
基面处理后，用电动钢丝刷清除混凝土基面的污染物、薄弱层、松散颗粒；再用钢丝刷和高压风清除表面砂粒、粉尘，基面清理干净后，对局部潮湿的基面还需进行干燥处理，干燥处理采用喷灯烘干或自然风干。
5.2.3底层基液拌制
将A、B组份用基液搅拌器搅拌均匀后使用。
5.2.4底层基液的涂刷
基液拌制后，用毛刷均匀地涂在混凝土基面上，要求基液刷得尽可能薄而均匀、不流淌、不漏刷。
5.2.5环氧混凝土砂浆的拌制和施工
取环氧混凝土A组份倒入拌和机内，初拌1～2min，然后将环氧混凝土B组份再慢慢倒入拌和机，拌和均匀后使用。
将拌制好的环氧混凝土填筑到已刷好基液，架立好模板的的混凝土缺陷冲坑部位里，每次摊铺厚度不应超过5cm，分层压实。
5.2.6 施工面养护
施工面养护期为24h，养护期间的环氧混凝土面应避免硬物撞击、刮擦、水浸和油渍等，养护期结束后即可在表面涂抹环氧砂浆。
6、效果检测
6.1平整度检测
用标准直尺对施工层面进行纵向和横向的平整度检测。经检测，各施工层面的平整度误差在2mm以内，符合施工质量要求。
6.2粘接强度检测
用专用拉拔仪对左边墙施工层面做28d粘接强度检测。共检测6个点，断裂面均在混凝土本体上，说明环氧砂浆粘接强度大于混凝土本体的抗拉强度，符合施工质量要求。
7、结语
经过一个汛期的运行，泸定电站消力池为出现任何质量缺陷。通过对环氧砂浆材料性能的不断提高，施工工艺和技术措施的不断改进，环氧砂浆逐渐成为水工建筑物混凝土缺陷修补、抗冲磨层保护的理想材料之一，为水工建筑物混凝土缺陷修补和泄水建筑物抗冲磨层修复施工探索出一条成功之路。
参考文献：
[1]张涛，NE-Ⅱ型环氧砂浆的研制及其在水电工程上的应用，水利水电施工，2007，（03）.
[2]高富龙、张涛、黄俊伟，水工泄水建筑物抗冲磨机理及新型抗冲磨材料的研究与应用，谢水建筑物安全及新材料新技术应用论文集，2010.