环氧涂料在防治腐蚀水质对混凝土表面侵蚀破坏中的应用.pdf

西北 水 电 2 0 1 1年 增刊 2 1 3 文章编号 ： 1 0 0 6 --2 6 1 0 ( 2 0 1 1 ) s 2 —0 0 1 3 —O 3 环 氧 涂 料 在 防 治 腐 蚀 水 质 对 混 凝 土 表 面 侵 蚀 破 坏 中 的 应 用 张方安， 白 新民， 许瑞刚 ( 中国水利 水 电建设 工程 咨询 西北 公 司 ， 西安7 1 0 0 6 5 ) 摘要： 中等强度腐蚀水质( H C O j 含量小于0 ． 7 mm o l ／ L ) 中的某些化学成分使混凝土表面的碳化层与混凝土中固态 游离石灰质溶于水， 降低了混凝土毛细孔中的碱度， 引起水泥结石的分解， 形成混凝土的分解类腐蚀破坏。为防止、 减少腐蚀水质对混凝土造成的侵蚀破坏， 甘再水电站采用了 N E 一 1V型环氧涂料对混凝土表面进行涂刷施工。使用 后， 有效地阻隔了腐蚀水的侵入， 改善混凝土的抗溶蚀性效果显著。 关键词 ： 腐蚀水质 ； 侵蚀破坏； 环氧涂料； 施工技术 中图分 类号 ： T V 4 4 1 ． 3 文献标识码 ： A App l i c a t i o n o f e p o x y c o a t i n g f o r p r e v e n t i n g c on c r e t e s ur f a c e c or r o s i o n da ma g e d ue t o e r o s i v e wa t e r ZHANG Fa n g-a n，BAI Xi n—mi n，XU Ru i —g a n g ( N o rt h w e s t Wa t e r a n d H y d r o p o w e r E n g i n e e r i n g C o n s u l t i n g＆S u p e r v i s i o n C o m p a n y ， X i " a n 7 1 0 0 6 5 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： C e r t a i n c h e m i c ~c o m p o n e n t s i n m o d e r a t e l y e r o s i v e w a t e r ( H C O ； c o n t e n t s l e s s t h a n 0 ． 7 m m o l／ L )m a k e t h e c a r b o n i z e d l a y e r o f c o n c r e t e s urfa c e a n d t h e s o l i d s t a t e f r e e c a l c a r e o u s ma t t e r s d i s s o l v e d i n wa t e r ，whi c h r e d uc e s t h e a l k ali n i t y o f c o nc r e t e，d e c o mp o s e s e e — me nt s t o n e a n d r e s u l t s i n d e c o mp o s i t i o n —l i k e c o r r o s i o n d a ma g e s i n c o nc r e t e ．To p r e v e n t c o n c r e t e f r o m c o r r o s i o n da ma g e d u e t o e r o s i v e wa — t e r ，NE - VI e p o x y c o a t i n g i s a p p l i e d o n c o n c r e t e s u rf a c e i n K a mc h a y h y d r o p o w e r s t a t i o n， wh i c h e f f e c t i v e l y c u t s o ff t h e a g g r e s s i o n o f e r o — s i v e wa t e r a nd r e ma r k a b l y i mp r o v e s t h e c o r r o s i o n— r e s i s t a nc e o f c o n c r e t e ． Ke y wor ds： e r o s i v e wa t e r ；c o rro s i o n da ma g e；e p o x y c o a t i n g；c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y 1 河水水 质及 防治措施 甘再水电站所在地 区是柬埔寨最湿润的地区之 一 。每年有 2种 季节 ， 雨 季 ( 5 —1 1月 ) 和旱季 ( 1 1 月一次年 3月) ， 大约 8 7 ％的降雨发生在 5 —1 1月 的雨 季 ， 雨季 湿 度 ( 7 8 ％ ～8 5 ％ ) 比旱 季 湿 度 ( 7 1 ％ ～ 7 7 ％) 相对较高。 湖北省水文地质工程地质勘察院对柬埔寨甘再 水 电站水质检测结果进行 了分析 ， 判定甘再水 电站 坝址附近的水质 ， 绝大 多数属低矿 化度水 和软水 。 对照 G B 5 0 2 8 7 — 9 9 { 水利水 电工程地质勘察规范》中 收稿 日期 ： 2 0 1 1 — 1 0 - 2 2 作者 简介 ： 张方安( 1 9 7 0 一) ， 男 ， 陕西 省安康市人 ， 注册 监理工程 师， 从 事水 利水电工程监理及项 目管理工作． 关于环境水对混凝土腐蚀判定的标准水 中 HC O j 含 量绝大多数小 于 0 ． 7 m mo l ／ L， 属 中等强度腐 蚀水 质 。环境水腐蚀性测定结果汇总见表 1 。 针对 K a m c h a y 河水质具有溶 出型腐蚀 的性质 ， 甘再项 目公司专门委托武汉大学对工程所处水环境 的实际溶蚀介质和可能使用 的原材料进行研究 ， 结 论是 ： “ 混凝 土防水 剂对增高混凝土 的抗溶蚀能力 有明显效果 ， 特别是表面涂刷 沥青保护层隔绝水 的 侵入 ， 可以显著改善混凝 土的抗溶蚀性 。 ” 甘再工程 管理部通过对中国国内几座水电站防治腐蚀水侵蚀 的了解 ， 以及专家组的建议 ， 对降低河水侵蚀混凝土 建筑物表面， 推荐在过流部位 的混凝土表面使用环 氧涂料进行防护的处理。项 目公 司采纳工程管理的 建议后 ， 确定在 P H1 引水发电系统进水塔正常蓄水 位高程 l 5 0 ． 0 m以下 、 引水隧洞 、 调压井高程 1 6 5 ． 0 1 4 张方安 ， 白新民， 许瑞刚 ． 环氧涂料在 防治腐蚀 水质对混凝土表 面侵蚀破坏 中的应用 m 以下 、 尾水管 、 尾水 闸墩及尾水渠高程 2 8 ． 0 m以 下 ， 以及反调节堰枢纽的引渠 、 尾水管 、 尾水渠及冲 沙 闸等部位正常水位 以下涂刷环氧涂料 ， 对混凝土 表面进行防腐蚀水侵蚀保护处理⋯。 表 l 甘再水 电站环 境水腐蚀性测定结果汇 总表 坝轴线左岸 坝轴线右岸 料场北溪水 坝址上游右岸溪水 坝区 河水 厂房区 河水 厂房下游溪水 反调节堰河水 2 环氧涂料性 能 2 ． 1 环氧涂料的主要技术指标 N E — V I 型环氧涂料是一种低黏度 、 高浸润性 的 新型涂料 ， 分为 A， B两个组份 ， A组份 的主要化 学 成分是改性环氧树脂 ， B组份 的主要化学成分是新 型固化剂。其 比重约为 1 ． 1 k g ／ L 。 环氧涂料能侵入混凝土的表面碳化层将其 固结 成一体 ， 把混凝土表层渗透通路的毛细管堵塞 ， 使腐 蚀介质不能渗透从而达到防护屏障的效果 。其具有 高的粘接强度和抗冲击性能 ， 适用于混凝 土结构 的 防介质侵蚀 、 防碳化和防渗处理 ， 以及水工建筑物过 流面混凝土表面抗冲磨保护。 表 2 N E 一 1 V 型环 氧涂 料的主要技术指标表 备 注 ①试 验 龄 期为2 8 d ； ②养 护温 度： ( 2 3 + 1 ． 0 ) ℃ 2 ． 2环氧 涂料 施工 工 艺流程 图 环氧涂料施工工艺流程见图 1 所示。 图 1 环氧涂料施工工艺流程 图 回 3 施工方法 3 ． 1 混 凝土 基面 处理 混凝土基面处理结合混凝土表面缺陷修补 同时 进行。对混凝 土面的渗水裂缝或渗水 点 ， 按《 混凝 土缺陷处理措 施》 进行灌浆处理 ， 对混凝土表面上 的孔洞 、 蜂窝 、 麻 面等缺 陷用 高强水泥砂 浆进行修 补 ， 待达到龄期后 ， 用 电动钢 丝刷配合手钎 清除蜂 窝 、 麻面中的薄弱层 、 松动颗粒直至密 实混凝土面 ， 再用磨平机对整个混凝土表面进行处理 ， 磨 除混凝 土表面上的乳皮或疏松层等 ， 然后用高压风吹除混 凝土面上的浮尘等 ， 达到混凝土表面洁净 、 无浮尘 、 无松动颗粒 ， 待混凝土表面风干并经管理部工程师 验收合格后进行环氧涂料 的施工。 3 ． 2 环 氧涂 料 的称量 与 拌和 在平台上称量 、 拌制环氧涂料 ， 拌合好的环氧涂 料 ， 在常温下可施工时间约为 4 5～ 5 0 rai n ， 每次称量 时以能保证涂刷强度为宜 。实际施工时是先后称量 出 A组成份 5 k g ， B组成份 1 k g ， 然后在塑料桶内进 行拌制 ， 使称量出的混合料充分拌和均匀 ， 拌和好 的 环氧涂料外观颜色均匀一致。称量和拌制时 ， 不随 意变动与更改配合 比， 不随意添加其 它任何非厂家 要求的材料 ， 并且 防止混入水分 。 3 ． 3 环 氧涂 料施 工 环氧涂料施工前 ， 项 目公司及工程管理部派员 参加项 目部进行的生产性试验 ， 根据试验结果 ， 决定 混凝土表面只涂刷 1层环氧涂料 ， 确定现场按材料 单位消耗量 0 ． 4～ 0 ． 6 k g ／ m 进行控制 ， 每次拌制 以 6 k g为宜 ， 施工 中可采用滚筒滚 刷或用毛刷 涂刷。 在环氧涂料施工前 ， 管理部审批项 目部提交 的施工 组织设计 ， 审查项 目部制定质量保证措施 、 安全保证 措施 ； 对混凝土表面缺陷处理进行验收 ， 检查混凝土 ∞∞∞∞∞∞们∞ 1 l nv nu n u nu nu 0 ∞∞∞如如∞∞如 1 4 0 1 O 1 1 O “ O 0 O O 0 0 踞 加 弛 7 7 8 8 8 8 8 8 拼 拼 O 2 O O O O O 0 装方 内试 室测 家料测 国材检 按修法 。 二 砉 ； 姗 m 时 西北 水 电 2 0 1 1 年 增 刊 2 1 5 表面清洁程度 ， 是否干燥 ， 合格后方允许进行环氧涂 料施工 。环氧涂料拌制好后 ， 用毛刷或用滚筒均匀 地涂在混凝土基面上 ， 对基 面上 的小气孑 L 要反 复攒 刷或往复滚动 ， 以确保气孔内一样涂刷均匀 ， 刷得尽 可能薄而均匀 、 不流淌、 不漏刷 ； 涂刷施工依 照 自上 而下 ， 从高到低 ， 先顶拱后边拱再底板 的顺序进行 ； 涂刷作业 采用简易钢管 台车或搭设脚手架 进行施 工 。 施工期间出现漏刷时在 7 2 h内及时予以补刷 ， 出现的较大气泡 ， 先把气孔剔除干净 ， 然后用环氧砂 浆( 环氧涂料加适量干燥沙) 回填修补密实， 2 4 h后 再涂刷环氧涂料 ； 当气泡较小时 ， 用钢丝刷或钢钎清 除气泡 ， 然后补刷环氧涂料 。对施 工时出现 的流挂 及时进行清理。 对施工后 的环 氧涂料面进行保 护 ， 3 d内防止 浸水 、 碰触等 ； 2 8 d内防止刮擦 、 撞击等 ； 并且 避免 火源 、 热源的炽烤和破坏性接触 。 4 质量控 制与验收 对环氧涂料 的原材料进行严格控制 ， 若涂料超 过保质期或 由于贮存 不当而影 响到涂料 的质量时 ， 必须重新进行检测 ， 如各项物理力学性能达到标准 要求 ， 方可继续使用 。施工 中严格按管理部批准 的 施工工艺进行施工 ， 不得随意更改 ， 如果确实有实际 难度 ， 应及 时通知管理工程师 ， 现场研究解决 。涂料 施工过程 中， 质检人员应随时监控 ， 施工期间每班次 对施工拌和料 的均匀性进行抽检 ， 发现 问题及时上 报工程管理部并提 出处理意见 。 环氧涂料 完工后 ， 项 目部 填写 “ 环氧涂料 单元 验收表” 申请 验收 ， 管理工程师针对涂刷表 面是否 平整 、 光滑 ， 有无漏刷 、 起泡等现象进行检查 。对流 挂 、 起皮等缺陷要求项 目进行刮除 、 重新涂刷。 全技术生产制度和安全技术操作规程 ， 现场施工人 员必须配戴好安全帽等劳保防护用 品， 高空作业必 须戴安全绳 和安全带 ， 特殊工种作业必须按照操作 规程 进行 。 环氧涂料具有一定的毒性 ， 施工过程中应加强 个人防护 ， 避免人体直接接触 ， 如果不慎粘到皮肤或 衣服上时 ， 首先擦去 ， 然后再用丙酮或酒精等有机溶 剂擦拭干净 ， 若不慎将材料溅人眼中， 应立即用清水 冲洗 ， 避免用手搓揉。必要时 ， 请医生处理。 5 ． 2 环 境保 护措 施 针对本部位 的施工特点 ， 施工 中特采取 以下措 施 ， 以保护施工区环境 ： ( 1 )施工部位清理出的普通淤泥和碴子运至指 定碴场堆放或掩埋。 ( 2 )安设必要的专用垃圾集 中斗 ， 统一收集施 工 中的废料 、 废浆 ， 并妥善处理 ， 防止人 、 畜中毒和污 染环境 、 水源。 ( 3 )每班次 的工 器具使用完毕后 及时进行 清 理 ， 用有机溶剂( 如丙酮 、 酒精等 ) 清洗干净 ， 并将清 洗废液统一处理 ， 不随意倾倒 、 丢放。 6 结语 K a m c h a y河水经检测分析， 判定坝址附近水质属 低矿化度水和软水 ， 属 中等强度分解类溶 出形腐蚀 水。甘再水电项 目在中国国内已实践 的新技术成果 的基础上， 对过流水工建筑物进行了 N E — V I 型环氧 涂料施工， 从甘再水 电项 目上应用 的环氧涂料实践 看 ， 对混凝表面进行涂刷环氧涂料后 ， 有效地 隔绝了 腐蚀水的侵入 ， 并且其施工工艺简单 ， 涂刷后混凝土 表面平整、 光滑 ， 满足混凝土防碳化、 耐腐蚀 、 防渗的 要求 ， 具有较强的抗 冲击性能， 改善混凝土的抗溶蚀 性效果显著 ， 混凝土外观缺陷同时也得到 良好修补。 5 安全 、 环保 措施 参考文献： 5 ． 1安全保 证 措施 甘再水电站现场施工人员大多是柬埔寨劳务人 员 ， 安全部 门坚持对 高危作业实施班前 5 m i n安全 教育和安全技术交底 ， 并通过现场翻译进行讲解 ， 以 提高全体员工的安全意识。施工时严格执行有关安 [ 1 ] 刘永智 ， 韩建博 ， 张玮． 柬埔寨 甘再水 电站混 凝土抗 软水侵蚀 措施浅析 [ J ] ． 西北水电 ， 2 0 1 1 ， ( 0 4 )： 3 4 — 3 6 ， 4 1 ． [ 2] 狄 大鹏 ， 王志堂 ， 薛锋 ， 陈斌． 水工混凝 土环 氧涂料 防碳化施 工 工 艺[ J ] ． 水利技术监督 ， 2 0 0 5 ， ( 4 )： 7 4 — 7 5 ．