聚脲弹性体材料在南水北调济南市区段工程中的应用

以南水北调东线济南市区段工程临空面立墙喷涂聚脲弹性体材料应用实例为基础，总结了聚脲弹性体材料特性、喷涂施工工艺及质量检测方法，为推广喷涂聚脲弹性体技术在输水工程中的应用提供了经验。     

聚硫、聚脲材料在PCCP输水管道接口渗漏处理中的应用

文章介绍了PCCP输水管道产生渗漏的原因及分类,提出了聚硫、聚脲高分子材料在渗漏处理中的优越性。通过聚硫材料在实际施工接口渗漏处理中体现出来的良好的防渗、高附着力、抗冲磨性等优点,说明了该材料实用价值高、工艺成熟,值得在类似工程中推广、应用。     

水工结构聚脲防渗涂层的力学性能与寿命预测研究

聚脲防渗涂层材料力学性能的耐久性对保障水工结构工程长久安全运行意义重大,目前缺乏考虑聚脲材料化学构成对防渗涂层使用寿命预测的理论及公式。本研究基于聚脲材料化学键构成、水解老化机理及Arrhenius老化模型,考虑聚脲材料的脲键、氨酯键含量的影响,提出了聚脲防渗涂层的老化寿命预测理论及公式,该理论能够反映不同聚脲材料的氨酯键、脲键含量与水解老化寿命的关系。根据聚脲防渗涂层中氨酯键、脲键含量定义了聚脲涂层力学性能,通过湿热加速老化试验确定了氨酯键水解老化参数,确保了聚脲材料寿命预测公式的可靠性。实现了在不同温湿度运行环境条件下,不同聚脲防渗材料的使用寿命预测及材料设计方法,对水工建筑物聚脲防渗涂层的设计及应用具有指导意义。     

高拱坝坝面防渗涂层数值模拟研究

聚脲防渗材料在大型水利水电工程中应用十分广泛,在工程不失防渗功能情况下,选择合理的铺设厚度及铺设方法对节省工程投资具有重要的现实意义。通过建立混凝土块体与聚脲接触模型,采用Ogden材料对聚脲防渗材料进行模拟,运用ADINA软件模拟涂层厚度、垫层宽度对聚脲应力、变形特性的影响进行参数化分析。研究结果表明:防渗材料最大正应力和最大厚度改变量与裂缝的开度、水深、涂层厚度及垫层宽度等相关,且垫层宽度对最大正应力和最大厚度改变量的影响较大。     

Sk手刮聚脲弹性体材料在头屯河水库放水涵洞明流段底板加固中的应用

SK手刮聚脲弹性体材料适用于处理混凝土伸缩缝、裂缝、大面积防渗及有抗冲磨要求的泄洪建筑物表面等。头屯河水库放水涵洞由于泄洪排沙造成工作闸室和明流段底板磨损非常严重,在加固中除采用C60高强混凝土补强,又采用了SK手刮聚脲弹性体材料作为抗冲磨保护层,以延长底板混凝土的使用年限。目前该材料已经在国内水利水电工程得到了应用,取得了良好的效果,其优异性能得到了充分体现,在水利水电工程中将具有广阔的应用前景。     

聚脲弹性体抗冲磨防护材料及应用技术研究

水电大坝泄水建筑物的抗冲磨和空蚀破坏一直是水工结构和水工材料工程师关注和研究的一个重要课题，多年来仍未能得到有效的解决。本主要从材料研究出发，介绍了新型抗冲磨有机高分子材料-喷涂聚脲弹性体材料及其施用技术的优异性能，以及适用于水电混凝土工程潮湿基底界面施用特点的潮湿界面剂试验研究结果。进行了喷涂聚脲弹性体涂层的室内高速含沙水流冲刷试验，与高强混凝土冲磨试验相比较的结果显示该材料具有十分优异的抗高流速含砂水流冲磨性能。简单介绍了初次在实际工程中应用喷涂聚脲弹性体技术的情况。     

深圳东江水源工程渡槽伸缩缝漏水及隧洞裂缝处理

SK手刮聚脲具有良好的延伸性、防渗性、抗冲磨性及耐久性。针对深圳市东江水源一期工程渡槽及输水隧洞中出现的缺陷,本文论述了原伸缩缝表层止水方案的缺点。由于每年停水检修时间短,提出了以SK手刮聚脲复合胎基布和GB柔性止水材料为主要材料,快速修复渡槽伸缩缝表层止水方案及快速修复隧洞裂缝的方案,并在现场进行了试验及应用。一年多的运行实践证明,选择的材料及方案是合适的,止水效果好、施工速度快,处理后的渡槽伸缩缝及输水隧洞裂缝满足工程正常运行的要求。     

SK单组分聚脲在水利水电工程中的应用进展

针对水工建筑物混凝土裂缝渗漏、碳化、冻融剥蚀、钢筋锈蚀等劣化问题,通过SK单组分聚脲性能研究,在以往大面积防渗和耐久性防护工程应用基础上,结合不同工程领域和技术特点,对SK单组分聚脲技术进行工程应用研究。结果表明:(1)SK单组分聚脲作为一种综合性能优异、耐磨损、耐冲刷、施工简单方便的新型高分子环保型防护涂层材料,适用于处理面板伸缩缝和接缝防渗、泄洪建筑物抗冲磨防护、混凝土结构耐久性防护、混凝土裂缝防渗封闭等问题;(2)由于该材料具有良好的低温柔性且耐候性强,能够适用于我国北方寒冷地区水工建筑物混凝土修补防护处理工程;(3)SK单组分聚脲技术应用在输水工程中,可有效降低过水建筑物表面糙率,大幅度提高工程运行效益。     

CW系水免疫纳米聚脲防护修补材料与配套技术

正成果概况CW系水免疫纳米聚脲防护修补材料与配套技术系长江水利委员会长江科学院主要针对三峡"千年工程"而研发,结合西部高寒地区水利水电工程环境昼夜温差大,混凝土结构缝开度随气温超幅变化,要求潮湿和明水环境下粘结强度高,基面附着力强等技术难题,以脂肪族聚脲原料为基材,通过添加纳米材料以及各种助剂制备而成的一种水免疫纳米聚脲防护修补材料。     

聚脲材料的特性、分类及其应用范围

聚脲材料分为双组分喷涂聚脲和单组分涂刷聚脲,两种材料均具有较高的抗冲耐磨性、良好的防渗效果、耐腐蚀性强以及优异的综合力学性能等。本文介绍了这两种材料的定义、原理、优缺点、应用范围及在水利水电工程中的应用实例。提出单组分涂刷聚脲宜用于水工混凝土建筑物的迎水面防渗、裂缝和伸缩缝表层防渗,以及流速小于30m/s的过流面的抗冲磨防护与表面耐久性防护;双组分喷涂聚脲宜用于水工混凝土建筑物的迎水面防渗、流速小于5m/s的过水面保护及表面耐久性防护。     

水工混凝土抗冲耐磨防护技术研究进展

简要介绍了抗冲耐磨混凝土和钢板衬护等现有水工混凝土抗冲耐磨技术,阐述了喷涂聚脲弹性体技术应用于水工建筑物防护的可行性和优越性。工程应用表明,聚脲材料具有优异的抗冲耐磨性能、良好的复杂环境适应性、超强的耐老化性能以及便捷的施工性能等特点,使其成为解决水工混凝土磨损和空蚀问题的有效手段。     

高拱坝迎水面聚脲涂层防渗结构动力变形性能试验研究

为研究高拱坝坝体表面增加聚脲防渗涂层在地震作用下的动力变形性能,以西南地区某高拱坝上游面聚脲防渗体系为研究对象,在圆柱体全级配混凝土试件表面喷涂聚脲涂层作为基础试件,采用MTS 15MN大型动态材料试验机,模拟坝体在地震作用下的横缝或裂缝瞬时张开工况,测试不同厚度聚脲涂层和不同结构形式横缝表面止水结构的动力变形性能。动力变形试验结果表明,在坝体混凝土横缝或裂缝瞬时张开时,聚脲涂层在一定开度范围内表现出柔性特性。模拟横缝动力变形试验结果表明,采用双峰结构型式的表面止水结构适应横缝大变形能力好,可推荐作为高震区拱坝横缝表面有效的止水结构型式。     

新型水免疫聚脲混凝土表面防护材料研究

长江科学院自主研发的水免疫聚脲混凝土表面防护材料以改性聚天门冬氨酸酯和异氰酸酯为组份,通过结构调控制备得到,其不受所处环境中水的作用而产生劣化,对水具有免疫功能即水免疫性,从而降低服役环境对材料施工和性能的影响,解决了聚脲工程应用关键性问题。该材料通过近10 a来在丹江口水库、南水北调中线高填方渠道、穿黄隧洞、溪洛渡水电站以及尚家河水库等大中型重点工程中的应用,显示出优异的防护效果。在水利水电领域具有较大的开发价值与应用前景,并可向市政、交通、海洋工程等其它基础建设和国民生活领域拓展。     

Abrasion test of flexible protective materials on hydraulic structures简

In this study, several kinds of flexible protective materials sprayed with polyurea elastomers （hereinafter referred to as polyurea elastomer protective material） were adopted to meet the abrasion resistance requirement of hydraulic structures, and their abrasion resistances against the water flow with suspended load or bed load were studied systematically through tests. Natural basalt stones were adopted as the abrasive for simulation of the abrasion effect of the water flow with bed load, and test results indicate that the basalt stone is suitable for use in the abrasion resistance test of the flexible protective material. The wear process of the polyurea elastomer protective material is stable, and the wear loss is linear with the time of abrasion. If the wear thickness is regarded as the abrasion resistance evaluation factor, the abrasion resistance of the 351 pure polyurea is about twice those of pure polyurea with a high level of hardness and aliphatic polyurea, and over five times that of high-performance abrasion-resistant concrete under the abrasion of the water flow with suspended load. It is also about 50 times that of high-performance abrasion-resistant concrete under the abrasion of the water flow with bed load. Overall, the abrasion resistance of pure polyurea presented a decreasing trend with increasing hardness. Pure polyurea with a Shore hardness of D30 has the best abrasion resistance, which is 60 to 70 times that of high-performance abrasion-resistant concrete under the abrasion of the water flow with bed load, and has been recommended, among the five kinds of pure polyurea materials with different hardness, in anti-abrasion protection of hydraulic structures.     

300m级拱坝喷涂聚脲防渗仿真模型试验及应用

针对300 m级拱坝可能出现上游坝面裂缝的问题,提出了增设柔性防渗层的防渗方案。根据300 m级拱坝的受力特点,选择了以喷涂聚脲为主的3种复合防渗方案,并进行了抗折试验、黏结强度试验、高水头迎水面抗渗试验及仿真模型试验。为了检验现场施工的可行性,进行了现场工艺性试验,选定了粘贴3 mm厚GB板+喷涂4 mm厚聚脲和直接喷涂7 mm厚聚脲2种防渗方案。试验结果表明:当聚脲厚度与缝宽之比大于0.57时,聚脲可以承受3 MPa的水压力不渗漏;喷涂聚脲技术可以满足大面积快速施工的要求,聚脲与GB板的配合使用,克服了混凝土开裂而聚脲变薄的缺陷,提高了聚脲的防渗效果。     

新型水工混凝土表面防护涂层抗冻融性能研究

西部高寒地区地理位置独特,水文地质气候条件复杂,自然环境恶劣,造成该区域内水利工程混凝土材料易发生冻融劣化破坏。对此,选取课题组已研发的3种新型水工混凝土表面防护涂层材料(耐候型环氧涂层、不饱和聚酯树脂和聚脲涂层体系),进行室内加速冻融试验。试验结果表明,以环氧胶泥为底漆,聚脲材料为面漆的水工混凝土表面防护涂层的抗冻性能最优。随后在西藏地区水利水电工程进行了现场生产性试验,通过观测发现,新型聚脲材料起到了很好的抗冻防护效果。该材料有望应用于西部高寒地区水工建筑物的表面防护,提高水利水电工程建筑物的耐久性。     

单组分聚脲材料在寒冷地区某大坝溢流面防护中的应用

水利水电工程泄洪建筑物表面经常遭受高速含沙水流或携带推移质的冲刷,经过一段时间的运行,往往会出现不同程度的磨损及气蚀破坏,采用性能优越的水工混凝土抗冲耐磨材料修复和防护尤为重要。本文通过单组分聚脲材料性能试验揭示了材料的特点,介绍了其在新疆某大坝溢流面防护中的应用情况,其处理技术对类似工程具有良好的借鉴意义。     

南水北调中线淅川段高填方渠段新型聚脲结构缝修补材料研究

为了加强南水北调中线一期工程总干渠未实施防渗墙、土工膜加厚等加强措施的高填方渠段止水功能,需在渠坡和渠底衬砌板混凝土结构缝处涂抹聚脲材料进行止水。所用聚脲材料不仅要与混凝土粘接良好,还应能够适应结构缝伸缩应变。试验选取长江科学院长江工程技术公司研所发的CW680新型慢反应聚脲裂缝修补材料系统,在淅川六标段渠坡的结构缝(通缝)处进行试验,经过3个月的现场应用与试验,效果良好,能够满足该渠段输水的安全运行。     

混凝土面板坝表面喷涂聚脲防护试验研究

面板堆石坝混凝土防渗面板属于薄型结构,为了防止面板因裂缝渗漏、提高混凝土的耐久性,有必要在面板表面增加一层有效的防护层。本文提出了面板表面增设防护材料的基本要求,选择了喷涂聚脲弹性体涂膜对面板进行防护。针对混凝土面板坝的运行特点,对聚脲进行了抗弯曲、抗渗、抗冻、氙灯人工气候老化及湿热老化等项目的室内试验,在十三陵抽水蓄能电站上库混凝土面板进行了现场试验,并进行了三年多的跟踪检查和测试。研究结果表明,在混凝土面板表面喷涂聚脲涂膜的防护效果很好,值得推广应用。