中国水工结构抗冲磨防空蚀涂料的研究及应用现状

总结了影响水电工程冲磨损坏的影响因素和水电工程结构抗冲磨防空蚀的材料种类，重点介绍了抗冲磨防空蚀涂料的耐磨性能试验方法及其影响因素、抗冲磨防空蚀涂料的种类及其应用情况，陈述了环氧耐磨涂料、聚脲耐磨涂料和耐磨混凝土的性能差异和性价比。结果表明：影响水工结构冲磨损坏的因素主要为水的冲磨角度、水的流速、悬移质颗粒大小和悬移质的含量等；用于水工结构的抗冲耐磨涂料主要为环氧树脂涂料和聚脲类涂料；影响涂料本身耐磨性能的因素为树脂的弹性和硬度、填料的种类、微米级填料的硬度和含量等；抗冲耐磨涂料主要用于水电工程排沙洞、泄洪洞和溢流面等。     

聚脲涂层在水工混凝土表面处理中的施工技术

聚脲是一种无溶剂、涂刷型弹性材料,具有良好的力学性能、耐老化、防渗漏、抗冻融、抗冲耐磨、抗疲劳破坏、施工便捷、技术先进等特点,可用于水工混凝土裂缝及伸缩缝表面封闭处理,也可用于大面积防渗及小流速过流面的抗冲磨防护与表面耐久性防护。本文通过对聚脲涂层在水工混凝土表面处理中的施工技术探讨,以期为同类工程提供借鉴。     

水工混凝土喷涂聚脲弹性体抗冲磨涂层的相关应用技术研究

本文主要研究了SK型界面剂与潮湿混凝土基底的粘接性能，以及在潮湿混凝土基底涂敷SK型界面剂后不同时间间隔喷涂聚脲弹性体抗冲磨涂层的粘接性能。试验结果表明，在潮湿混凝土基底界面喷涂聚脲弹性体涂层具有较高的粘接强度。喷涂聚脲弹性体涂层抗高速含沙水流冲刷试验结果显示，其抗冲磨性能大大超过C60硅粉混凝土。本文从技术可行性和经济性角度，分析评价了喷涂聚脲弹性体抗冲磨层与传统高强混凝土，环氧砂浆及环氧类涂料抗冲磨层的技术优势，说明了喷涂聚脲弹性体作为水工泄水建筑物抗冲磨保护层的应用前景。     

高速水流下新型高抗冲耐磨材料的新进展

随着西部大开发和西电东送发展战略的实施,我国要兴建一批大型高水头电站,其泄水建筑物泄流流速均达40～50m/s,对抗冲磨混凝土和过流面抗冲耐磨防护材料的性能提出了更高的要求,促进了水工抗冲耐磨材料的发展。近年来在新型高抗冲磨材料研究方面取得的进展主要包括:多元胶凝粉体新型抗冲磨混凝土的开发研究;降低高强抗冲磨混凝土体积收缩技术措施的研究;“海岛结构”环氧树脂合金抗冲磨防护材料的开发研究;聚脲高抗冲耐磨防护材料和喷涂技术研究;圆环高速含沙水流冲刷试验仪的研制等。     

抗冲耐磨混凝土在阿海水电站的应用

阿海水电站主要建筑物含沙高速水流过流面抗冲耐磨混凝土原材料试验、配合比设计及质量检测等。应用水工建筑物含沙高速水流过流面抗冲耐磨混凝土和易性和入仓过程中混凝土粘结性较好,没有出现骨料分离现象,总体质量良好。经参建4方联合检测,抗耐冲磨混凝土抗压强度保证率97.7%,混凝土抗渗、抗冻、极限拉伸值等主要性能检验结果满足施工规范和设计技术要求,对今后阿海水电站水工建筑物的泄洪、消能起到积极作用。     

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。     

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。     

溪洛渡水电站抗冲耐磨混凝土性能试验研究

结合溪洛渡水电站工程实际情况，对影响水工混凝土抗冲耐磨性能的主要因素进行了探讨。对玄武岩人工骨料混凝土、硅粉混凝土、聚丙烯纤维混凝土、矿渣微粉混凝土、铁矿石混凝土及高性能抗冲耐磨混凝土的性能进行了试验研究，在此基础上推荐了适合溪洛渡水电站工程的抗冲耐磨混凝土。     

富春江水电站溢流面混凝土 抗冲磨防护试验

针对富春江水电站溢流面的运行条件,采用SK抗冲磨刮涂聚脲和SK高韧性环氧耐磨防护涂层对其抗冲磨性能进行了室内试验研究,并在现场选择1#～4#孔进行了溢流面混凝土表面抗冲磨防护试验,经历了多次泄洪的考验。实践证明,这两种柔性抗冲磨防渗涂料具有抗冲耐磨、抗紫外线能力强、能适应在潮湿环境下施工以及施工简单的特点,对溢流面混凝土的抗冲磨防护效果很好。     

纤维对水工高性能混凝土抗冲耐磨特性的影响

在水工抗冲耐磨高性能混凝土中掺部分纤维,不仅可以有效地抑制混凝土的收缩裂缝,同时对混凝土的抗冲耐磨特性也有着很好的改善作用.试验结果表明:掺不同种类纤维对水工高性能混凝土抗冲耐磨特性的影响,依照纤维自身弹性模量的大小是有所差异的.掺高弹性模量纤维对水工高性能混凝土的抗冲耐磨特性的提高幅度要大于掺低弹性模量纤维.     

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.     

抗冲磨混凝土在姜射坝水电站的试验研究与应用

抗冲磨混凝土被广泛应用于水工建筑物坝体泄水孔洞、溢流面、消力池等需要抗冲磨的部位，其质量直接关系到水工建筑物运行安全及使用周期。四川姜射坝水电站在首部枢纽工程冲沙闸、泄洪闸、护坦等部位的底板面层均采用了铁钢砂混凝土和HF耐磨粉煤灰混凝土，经过试验研究与应用表明，采用掺HF外加剂配制的抗冲磨混凝土不仅具有较高的力学强度和抗冲磨强度，而且施工工艺简单、经济效益明显，是一种较理想的抗冲磨混凝土。     

碾压砼作为抗冲耐磨材料在铜街子工程的试用

本文探讨了抗冲耐磨碾压砼原材料性能、配合比选择及施工质量,通过试验试用,从而得出碾压砼比常规砼具有较好的抗冲耐磨性。     

水工建筑物混凝土新型防护材料研究与应用

水工建筑物由于经常受到水压、水流冲刷、冻融或干湿循环等作用,容易出现渗漏、老化、溶蚀破坏及腐蚀等问题,缩短了建筑物的服务寿命。以聚氨酯和聚脲为基体,通过聚合反应或物理添加的方式,开发出新型含氟聚氨酯和氟改性聚天冬氨酸酯聚脲两种防渗抗裂涂层材料;通过三氟氯乙烯与不同的乙烯基醚和乙烯基酯的共聚制得了绿色环保的水性氟碳树脂涂料;以聚脲和乙烯基酯树脂为基体,通过与纳米或微米级无机粒子复合的方式,研发了抗冲磨材料。上述一系列防渗抗裂、抗老化、抗冲磨新型防护涂层材料,已成功应用于丹江口大坝加高工程混凝土表面防护、三峡船闸闸墙混凝土抗冲撞等工程,经现场测试及较长时间的服役考验,效果良好。研究成果可为水工防护材料的开发和性能提升优化研究提供重要依据。     

聚脲材料在高坝建设及除险加固中的应用

介绍了高坝工程除险加固中存在的问题,提出喷涂聚脲材料在工程应用中的必要性和优越性。通过实际工程应用表明聚脲材料具有良好的防渗性、高附着力,出色的可修复性,优良的抗冲磨性等优点,实用价值高,值得大范围推广应用。     

新型聚脲混凝土保护材料开发及工程应用研究

船闸闸墙混凝土受过往船只的碰撞、摩擦,容易受破坏、形成擦痕,这不仅影响了船闸的美观,同时影响其耐久性;闸墙混凝土的有效防护是当务之急。以聚天门冬氨酸酯树脂为基体,制备了一系列脂肪族聚脲材料;并通过分析各材料的力学性能,选择其中性能最佳者作为船闸闸墙混凝土的新型抗冲撞保护材料。将该聚脲材料涂覆在混凝土表面,测试分析材料的抗冻融、抗碳化以及抗冲磨性能;在室内性能试验的基础上,将该材料用于葛洲坝和三峡大坝的船闸闸墙,进行现场生产性试验。试验结果表明,该聚脲材料具有显著的耐候性和抗冲撞性能,有望解决船闸闸墙混凝土保护这一世界性难题。     

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。     

官地水电站大坝溢流表面聚脲抗冲耐磨弹性体涂层施工工艺试验研究

高速含沙水流对水工混凝土建筑物过流面形成强大的冲刷磨损、空蚀作用,是水工泄流建筑物如溢流坝、泄洪洞(槽)、泄水闸等常见的病害,因此历来备受重视。文章就新一代高性能聚脲抗冲磨弹性体材料对水工泄流建筑物的抗裂性、抗冲磨能力和快速易施工性,以及适合复杂环境下的施工工艺,结合现场试验进行了探讨,对于当前及今后兴建高水头水工泄洪建筑物表面抗冲刷层和耐磨蚀层防护具有重大意义。     

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。