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。     

基于ANSYS的水工混凝土碳化防护数值模拟

碳化是影响水工混凝土耐久性的重要因素,工程中针对碳化问题的防护工作早已开展。文中根据CO_2在混凝土中扩散方程和热传导方程的相似性,借助ANSYS有限元软件中热传导模块,采用分层分析方法模拟水工混凝土碳化过程,并通过碳化试验结果对模型进行校正。在此基础上,针对表面涂刷聚脲的水工混凝土防护案例,引入防护材料老化方程,构建碳化防护模型并进行数值模拟计算,为混凝土碳化防护效果评价和寿命预测提供参考。     

单组份聚脲涂层材料耐紫外性能研究

在高海拔地区，普通高分子类水工混凝土表面防护涂层材料由于受到强烈紫外辐射，易出现变色、粉化、龟裂等现象，服役寿命明显缩短。选取一种综合性能较好的单组份聚脲材料，通过设计紫外辐射-冷凝加速老化室内模拟试验，开展了聚脲材料的拉伸性能、聚脲/砂浆体系的粘接性能测试，并利用扫描电镜SEM、红外光谱等手段分析了涂层的微观形貌和结构变化。结果表明：紫外辐射-冷凝老化过程中，聚脲材料中高分子发生分解导致涂层表面产生粉化，表面的N-H、C-H、-OH化学键发生变化，粘接强度、拉伸强度、断裂伸长率与老化时间呈指数相关。研究成果可为提高聚脲涂层耐紫外性能、更准确地预测聚脲类水工混凝土防护涂层的使用寿命提供一定的理论依据。     

新型耐久性防护材料在水闸建设中的应用研究

文章着重介绍了优止水、施而固、永凝液3种新型水泥基渗透结晶型耐久性防护材料,对新材料的抗渗性和抗碳化性进行了室内试验和对比分析,对其在武障河闸和北六塘河闸分别进行了现场应用和测定。实践证明：该新型材料对提高混凝土耐久性有良好的效果,具有广泛的应用空间。     

大红门闸闸室结构混凝土防碳化处理

随着运行年限的增长,混凝土建筑物都会出现老化现象,主要表现在混凝土的碳化和内部钢筋锈蚀.处理混凝土碳化的方法分两种情况,对于表面没有产生破坏的混凝土面,采用表面涂刷刚性涂层进行保护;对于已产生碳化破坏的混凝土面,采用局部修补和全面柔性封闭进行保护.本文采用的SK防碳化涂料分别由底涂BE14、中间层ES302和表层PU16组成,适用于潮湿面混凝土表面的防护,可在潮湿环境、水位变化区等部位施工,具有防碳化效果好、与混凝土粘结强度高、耐碱性、抗渗透性、柔性好等特点.初步证明,在潮湿环境下混凝土表面防护采用这种材料及技术是成功的,可以在类似工程中推广使用.     

几种水工混凝土涂料抗渗性能试验研究

采用1种聚合物水泥型防渗涂料和3种水泥基渗透结晶型防渗涂料,试验研究了涂刷单一类型涂料和复合涂刷2种类型涂料时混凝土的抗渗性能,以及铲除涂料后混凝土的抗渗性能;并模拟大坝上游面混凝土产生贯穿裂缝,在涂刷不同防渗涂料组合下,对不同涂料涂刷厚度、涂料铲除前后的裂缝混凝土自修复性能进行研究.结果表明:渗透结晶型防渗涂料具有较好的渗透结晶及自修复能力,而聚合物水泥型防渗涂料无渗透结晶和自修复效果;混凝土产生贯穿裂缝后,抗渗能力明显降低,涂刷防渗涂料可以提高混凝土抗渗性能,其中两种类型防渗涂料复合使用较单一使用能更好地改善裂缝混凝土的抗渗性能;带裂缝的涂料混凝土90 d铲除涂料后抗渗性能有所下降,涂刷水泥基渗透结晶型防渗涂料的混凝土在铲除涂料后仍有一定的二次渗透结晶效果.     

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。     

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。     

水工混凝土防水涂料抗渗漏性能研究

模拟大坝上游面变态混凝土产生0.5 mm和1 mm裂缝工况,研究涂刷聚合物水泥防水涂料和水泥基渗透结晶型防水涂料后混凝土的抗渗性能以及涂料剥落后混凝土的抗渗性能。结果表明:混凝土产生贯穿裂缝后,抗渗能力明显降低,涂刷防水涂料可以提高混凝土抗渗性能,聚合物和渗透结晶型防水涂料复合使用对裂缝混凝土抗渗性能的改善效果比单一防水涂料要好;带裂缝的涂料混凝土90 d龄期铲除涂料后(模拟涂料剥落)抗渗性能有所下降,涂刷水泥基渗透结晶型涂料混凝土在铲除涂料后仍有一定的二次渗透结晶效果。     

渗透型防水涂料对混凝土抗盐冻性的影响

在我国西北地区,混凝土遭受着盐类侵蚀和冻融循环的双重破坏作用,研究其抗盐冻性对于工程安全及使用年限意义重大。采用3类常用的涂料即水泥基渗透结晶型防水材料、水泥基渗透非结晶型防水材料和水性渗透型无机防水剂分别2次涂刷混凝土表面,在3.5%NaCl溶液和5%Na2SO4溶液中对混凝土进行"快冻"试验。试验结果表明,3种类型的涂料都可以提高混凝土的抗盐冻性能,其中无机水性水泥密封防水剂效果最好。此研究可为渗透型防水涂料在我国西北地区混凝土工程中的应用提供理论依据。     

双组分刮涂型聚脲防护材料在丹江口大坝中的应用

南水北调中线水源丹江口大坝经多年运行后,老坝体混凝土表面产生碳化层。为保证大坝健康运行,按照设计通知要求对其老坝体表面进行处理,并刮涂聚脲类防渗材料,以阻止老坝体混凝土碳化加重,从而保证老坝体混凝土的使用性能以及耐久性。     

高耐候性抗碳化氟碳涂层材料的研制

为了寻求高耐候性混凝土抗碳化氟碳涂层材料,以FEVE氟树脂、聚异氰酸酯固化剂、金红石钛白粉等为主要原料,研究了固化剂的种类与不同颜料体积浓度对氟碳涂层材料的硬度、耐冲击性能等力学性能的影响,并筛选出最佳配方。所得到的新材料,耐冲击性能达到50 cm;抗碳化深度为0;耐人工老化性大于2 000 h,远远优于丙烯酸酯类涂料。用新材料对混凝土进行抗碳化处理,可避免混凝土与外界CO2、酸雨等有害物质的接触,保证混凝土内部一直处在高碱性环境中,以提高混凝土的耐久性和服务年限。     

北京三家店拦河闸混凝土建筑物防护处理

北京三家店拦河闸已运行48余年,经检测发现部分混凝土的老化和病害情况比较严重,需要尽快进行局部补强加固和全面防护处理.三家店拦河闸混凝土防护施工涉及到对混凝土的防碳化处理、裂缝处理、剥蚀面处理等内容,应用了防碳化柔性涂料、改性化学灌浆、粘贴碳纤维、喷涂聚脲弹性体等新材料、新技术和新工艺,为今后处理类似工程提供了宝贵的经验.     

优止水高效防水剂在海工混凝土防腐中的应用

"优止水"高效防水剂是一种新型可呼吸的水泥基渗透结晶型防海水渗透材料.结合淮河入海水道滨海新闸工程混凝土防腐施工中"优止水"高效防水剂的应用,介绍了"优止水"高效防水剂的性能及施工工艺,并将其与传统环氧类涂料、聚氨脂类涂料在海工混凝土结构防腐领域的适用性和优缺点进行了分析比较.实践证明,这种涂料在解决海工混凝土结构抗渗及防腐蚀等方面具有广阔的应用前景.     

混凝土防护材料应用性能研究

混凝土防护材料对混凝土结构的耐久性能具有重要的影响。本文利用模拟试验,通过遴选当前国内使用较广泛的七种典型防护材料进行对比试验。研究结果表明,水泥基渗透结晶防水型涂料对混凝土的防护效果最好,氟碳类防护材料表现次之。     

某供水工程混凝土表面碳化状况调查分析

以广东省内某大型供水工程为背景,通过碳化深度测试、 回弹法检测混凝土性能,并结合各种微观组成与结构表征方法(TG/DSC、XRD、SEM和EDS)对现场钻芯所取样品进行分析,从而综合评价现场混凝土表面碳化现状,以准确把握现场建筑物混凝土表面碳化情况,同时为国内同类工程混凝土表面碳化调查提供科学的参考依据.     

混凝土表面防护涂料的试验研究

针对混凝土在空气中容易发生碳化而降低耐久性的问题,利用正交试验的方法,通过室内、室外试验,研制出了一种利用废旧塑料制成的环保型混凝土表面防碳化涂料。对防碳化涂料进行了全面的物理、化学性能测试,结果表明,该涂料造价低廉、性能稳定、防碳化能力强,是一种值得推广的产品。     

聚脲复合涂料体系的设计与耐候性研究

针对西部地区紫外辐射强、日温差大这类严苛的水工建筑材料服役环境,选用粘接性能良好的环氧材料作为底层涂料,设计出聚脲复合涂料体系,该涂料体系有效提升了耐候性聚脲复合涂层材料的粘接性能,增强了水工混凝土防护修补材料体系的整体性能,延长其使用寿命。该聚脲复合涂料体系的抗冻性能、防水抗渗能力和耐候性良好,外表美观,符合西部高寒地区水工防护修补材料的基本性能要求。     

轻骨料混凝土抗碳化性能及微结构分析

为了探究轻骨料混凝土抗碳化性能及微结构,采用绝对体积法配制全轻骨料混凝土(ALWAC)和次轻骨料混凝土(SLWAC),并与普通混凝土(NC)比对,测试混凝土在各龄期下的碳化深度,通过MIP压汞测试对比研究NC和ALWAC碳化前后微细观孔结构变化。结果表明:轻骨料混凝土特有的内养护效果,轻骨料周围水泥石日趋密实,因而ALWAC和SLWAC较NC抗碳化性能优,且随碳化时间增长碳化速率显著降低;微结构分析表明经历28 d快速碳化试验后,NC和ALWAC孔隙率分别由14.36%、30.33%下降至13.53%、28.70%,定量说明了碳元素入侵造成大量孔隙被填充细化,与水泥水化产物反应生成CaCO₃,孔径减小,密实度增加。最后给出了基于陶粒掺量的轻骨料混凝土碳化深度预测模型。研究成果可为轻骨料混凝土耐久性预测提供参考。     

掺粉煤灰再生混凝土宏观及微观碳化性能研究

为了研究不同再生粗骨料掺量和不同粉煤灰掺量下再生混凝土的抗碳化性能以及经过一段时间碳化之后再生混凝土的性能变化,对不同粉煤灰掺量(0、20%、40%)与不同再生骨料掺量(0、50%、100%)的混凝土进行了室内碳化性能试验,并且对碳化前后的混凝土试件进行电镜扫描分析。研究表明:随着再生粗骨料与粉煤灰掺量的增加,再生混凝土的碳化深度增大,再生混凝土的碳化速度随着碳化时间的增长而降低,再生混凝土抗压强度越大,碳化深度越小,并根据试验结果进行拟合得出了经不同碳化时间后抗压强度与碳化深度之间的回归方程式。