PAGE第4頁共8頁環氧砂漿在水電站修補工程中的應用余騰洪（四川大渡河龍頭石水力發電有限公司，四川石棉625400）摘要：本文介紹了環氧砂漿在各水電站混凝土修補中的成功應用。對長期承受高水流、強沖刷的水工建筑物來說，有個強壯的表面抗沖刷是必須的。通過已有的成功案例，建議類似修補工程可采用此方法。關鍵詞：水電站；修補；環氧砂漿；混凝土；抗沖刷簡介19世紀末20世紀初，德國Lindmann用兩種有機化合物對苯二酚和環氧氯丙烷反應，生成樹脂狀產物；俄國化學家Prileschajaw用過氧化苯甲醚和烯烴反應，生成環氧化合物，揭開了環氧樹脂發明的序幕。我國1956年開始研制環氧樹脂，1958年開始工業化生產。水利水電行業對環氧樹指材料的需求很迫切，水工建筑物裂縫的修補，砼表面抗沖刷、磨損、空蝕作用的防護及處理，砼表面溶蝕、凍融剝蝕破壞的修補，表面缺陷的補強加固等等，往往都是用環氧砂漿進行涂層修復加固。環氧砂漿是以環氧樹脂為主劑，配以促進劑等一系列助劑，經混合固化后形成一種高強度、高粘結力的固結體，具有優異的抗沖、抗滲、抗凍、耐鹽、耐堿、耐弱酸防腐蝕性能。環氧砂漿是AB雙組份環氧樹脂，A組份為白色（膏狀），B組份為（稠狀液體）黑色。熱變化溫度48℃，施工溫度：最低5℃、最高二、新型NE-Ⅱ型環氧砂漿主要特性2.1常溫施工常溫條件下各組分材料、施工器具及混凝土基面均不需要加熱，易于施工操作。2.2不粘器具、施工方便快捷外觀顏色與混凝土基本一致，施工時類似于水泥砂漿不粘工器具，成品包裝，使用操作簡單，施工方便快捷，施工面平整、光潔，易于保證施工質量。2.3無毒、無污染國家建筑材料測試中心的毒性試驗檢測結果表明：NE-Ⅱ型環氧砂漿的各項主要毒性成份的含量均遠低于國家室內裝修材料標準。2.4柔韌性良好具有良好的柔韌性和抗沖擊性能，能夠抵抗外力引起的變形，降低體系產生的內應力，提高材料的適應性能。2.5與混凝土的匹配性和耐久性能優良具有良好的抗老化和抗碳化性能，其線性熱膨脹系數（9.2×10-6/℃）較普通環氧砂漿（一般為[30~60]×10-6/℃）大大降低，與混凝土（一般為[8~11]×10-6/℃）基本一致，涂層能與混凝土在不同溫度條件下實現同步變形，避免了因兩種材料的脹縮性能差異太大而使界面應力過大，造成涂層脫空、開裂。2.6主要力學性能優良主要力學性能優良，抗沖磨強度是C50硅粉混凝土的3~5倍，與混凝土粘結牢固。適用于建筑物的梁、柱、樁承臺等的裂縫、混凝土構筑物表面的蜂窩、漏洞和露筋等的缺陷處理。2.7主要性能指標抗壓強度≥80.0MPa，抗拉強度≥12.0MPa，抗沖磨強度≥7.0h/kg/m2，抗沖擊性≥2.1KJ/m2，抗壓彈性模量2150MPa，線性熱膨脹系數≤15×10-6/0C，與砼粘結抗拉強度＞4.0MPa,“＞”表示破壞在C50砼本體應先將坡面清理干凈，涂刷基液并靜停后再涂抹環氧砂漿；對接縫處應仔細壓實，消除縫茬，保證連接的平滑性。四、環氧砂漿在水電站應用的成功范例4.1我國環氧砂漿首次在新安江水電站起用1963年，水科院與新安江電廠率先將環氧樹脂砂漿應用于電站溢流壩面的抗沖磨、抗氣蝕保護層，面積達3860m2。經過了近50年，現在該環氧涂層仍在繼續使用，當然，其間進行了多次修補和維護。1983年，對新安江電站老化涂層進行了修補，采用當時新研究出的彈性環氧砂漿，至今該涂層仍然沒有開裂、脫空、起砂，而且與基層砼粘結良好，20多年的現場應用證明了彈性環氧砂漿的優勢。4.2環氧砂漿在遼寧太平灣水電站的應用1985年，太平灣電站22孔泄洪道在澆筑二期砼后，發現幾乎每孔泄洪道中部垂直水流方向都出現貫穿性裂縫，工期緊迫，水庫要按計劃蓄水發電。當時決定采用彈性環氧砂漿修補，具體做法是沿裂縫鑿出寬20cm、深2.5cm的梯形槽，用潮濕水下環氧砂漿找平，填平開鑿面的凹凸不平處，上面鋪1mm厚的橡膠板，再澆筑彈性環氧砂漿，砂漿面與兩側砼面之間壓實、抹平。全部22孔泄洪道均采用這種方法處理。施工后水庫按期蓄水，運行至今末發現任何問題。2、環氧砂漿近代在水電站中的應用2002年，彈性環氧砂漿在我國陜西安康水電站水工砼裂縫處理中使用，處理裂縫長度100m；之后又在消力池底板進行試驗性施工，使用面積150m2。4.3環氧砂漿在二灘水電站的應用二灘水電站1#泄洪洞為C50硅粉混凝土襯砌，設計最大流量為3700m3/s，最高流速為45m/s。1#泄洪洞作為主要泄水建筑物，自1998年運行以來，在高速水流及其推移質的不斷沖刷作用下，洞身混凝土襯砌磨損比較嚴重。2001年汛后檢查發現，1#泄洪洞2#摻氣坎下游直至出口段底板、邊墻遭遇大面積損壞，其中底板混凝土襯砌大面積損壞，局部完全損毀，外露基巖；邊墻4m以下區域磨損嚴重，大多外露粗骨料，高速水流挾帶推移質沖刷后形成的線形凹槽分布廣泛；邊墻4m以上區域受磨損程度較輕，大多外露細骨料、無混凝土乳皮、手感粗糙。為保證二灘水電站的安全運行，需要對1#泄洪洞損壞部位進行修復，但選擇何種材料來抵抗高速水流的沖刷和磨損，卻成為擺在設計者面前的一道難題，為此2002年設計和業主派代表在全國各大中型水電站進行考察，初選了HF抗沖磨混凝土、NE環氧砂漿、高強噴涂樹脂三種材料，經過對材料性能、施工方法、應用效果的比對，最終設計確定1#泄洪洞底板修復采用C60硅粉混凝土襯砌；邊墻4m以下部位的表面修復采用環氧砂漿保護層，性能要求為28天抗壓強度大于90Mpa，與混凝土粘結強度大于5Mpa；邊墻4～7m部位的表面修復采用環氧膠泥保護層，性能要求為28天抗壓強度大于60Mpa，與混凝土粘結強度大于3Mpa。2003年1月，在1#泄洪洞下游直坡段邊墻進行了環氧砂漿抗磨層工藝性試驗，以考察材料各方面性能，試驗塊高4m，長8m，由四個熟練工人12個小時完成，施工過程中現場抽取抗壓試件，施工環境溫度20度，施工完畢后7天，進行現場粘結拉拔試驗和室內抗壓強度試驗，試驗結果均滿足設計要求。二灘1#泄洪洞邊墻表面修復工程環氧砂漿保護層的設計工程量為5100m2，平均層厚7mm；環氧膠泥保護層的設計工程量為4500m2，平均層厚約1mm。工程施工于2003年2月17日開工，2003年6月20日通過竣工驗收，施工質量滿足設計和有關文件的要求。1#泄洪洞于2003年6月修復完畢后,7月中旬即投入汛期使用，至今已歷經四個汛期近2000小時的泄水運行，業主在每年汛后都組織人員進洞詳細檢查過流面情況，發現底板及邊墻上部混凝土表面局部有推移質沖擊后造成的線性凹槽，而邊墻環氧砂漿保護層未發現有此類情況，也無損壞脫落現象。二灘水電站在2003年汛后檢查中發現2#泄洪洞兩側邊墻及底板表面因高速水流及其推移質的磨損，局部出現了砼表層原聚合物砂漿修補塊脫落、砼表層磨損、邊角沖蝕造成的小坑小槽等缺陷；1#泄洪洞龍抬頭段及修復段底板局部發現混凝土表面有推移質沖擊后造成的線性凹槽和小沖坑。為保證1#、2#泄洪洞今后的安全運行，設計采用環氧砂漿對磨損、沖蝕等缺陷部位進行修補。二灘水電站1#、2#泄洪洞缺陷修補工程環氧砂漿修補設計工程量800m2，平均厚度20mm。工程施工于2004年3月15日開工，2004年4月25日通過竣工驗收，施工質量滿足設計和有關文件的要求。4.4環氧砂漿在紫坪鋪水利樞紐工程的應用NE－Ⅱ型環氧砂漿在紫坪鋪水利樞紐工程中主要應用在沖砂放空洞挑流鼻坎段邊墻，1#、2#泄洪排砂洞進水塔閘室段、導泄結合段及挑流鼻坎段邊墻和溢洪道挑流鼻坎底板及邊墻等部位，總面積約25000余m2。其中泄洪排砂洞導泄結合段環氧砂漿抹面工程量最大，已完成的施工部位有沖砂放空洞和1#泄洪排砂洞，從施工工序、質量控制及試驗檢測情況的等方面來看，環氧砂漿施工質量滿足設計和技術規程（DL/T5193-2004）要求。4.5環氧砂漿在大渡河龍頭石水電站的應用龍頭石水電站2#泄洪洞(深孔兼排砂孔)于2008年開始過水運行,當時洞身混凝土末完全達強度,經08、09兩年汛期高速水流的沖刷，部份底板和邊墻受到破壞，出現沖坑、拉槽。受破壞部分大面積為表面淺層，如果采用高標號混凝土進行修補，強度能達到，但薄層混凝土與老混凝土容易脫縫，很容易被高速水流再次沖掉。經研究決定，最終選取高粘性、高強度、適于表面涂層的環氧砂漿進行修補，修補樁號為0+80m~0+260m，范圍為底板及2m以下的邊墻全補，2m以上的選擇性修補。2010年3月，共完成環氧砂漿修補約1700m2011年枯期安全檢查時，發現修補過的底板和邊墻沒有再被高速水流沖刷破壞。末修補的0-37m~0+80m的閘室段和洞身段經歷三個汛期沖刷后也出現了沖坑、拉槽、露筋等現象。為防止損壞進一步擴大，決定對0-37m~0+80m進行環氧砂漿修補，底板全面修補，環氧砂漿涂層20mm層，邊墻局部修補，總修補面積約1800m2五、結束語環氧砂漿近代在水利水電工程修補中是大顯身手。除上面提到的幾個電站外，還有很多其它電站如：陜西二郎壩溢洪洞混凝土修補工程、小浪底修補工程、三峽水電工程等等。

從水利水電工程混凝土修補工程的施工實踐來看，環氧砂漿的涂抹性能十分優良。對不平整的混凝土表面進行修補，環氧砂漿的涂抹厚度不均，從5mm到20mm不等。在實際施工過程中，據中國環氧樹脂行業協會()專家介紹，由于環氧砂漿具有易涂抹、不粘抹刀、不下墜等特點，比水泥砂漿還要好涂抹，不會給施工帶來麻煩。施工完成后，環氧砂漿涂抹面十分光滑平整。

從拉拔試驗情況來看，環氧砂漿的性能還是十分可靠的。在施工過程中，進行了拉拔試驗，所有的試驗結果都是把混凝土拉斷了，這表明環氧砂漿與混凝土的黏結強度大于混凝土的抗拉強度、環氧砂漿的線膨脹系數與混凝