技術(shù)介紹
水工建筑物(如泄洪洞、水墊塘、沖砂底孔、閘墩等)混凝土結(jié)構(gòu)在高速含砂水流沖刷或中低等水流速的長期沖刷下會產(chǎn)生磨損、氣蝕和沖擊破壞。沖磨破壞是水工泄水建筑物常見的病害之一,也是影響水工混凝土耐久性的重要因素,解決這些結(jié)構(gòu)的薄層抗沖磨修補是個難題。
沖磨破壞的特點主要有三點:(1)沖擊破壞。推移質(zhì)砂石對混凝土的沖擊,混凝土表面產(chǎn)生凹凸不平、沖擊坑槽及線性溝槽,結(jié)構(gòu)抗沖擊破壞能力是材料的韌性。(2)磨蝕破壞。懸移質(zhì)泥沙在水流中以較小的角度(5°~15°)對混凝土均勻磨損,磨損后的表面相對平整、細骨料外露、無混凝土乳皮手感粗糙,抗沖磨強度的主要因素是材料的硬度。(3)空蝕破壞。高速水流對混凝土基本沒有破壞作用,但由于消能摻氣不良、表面不平整、工程質(zhì)量差等原因,使水流流態(tài)變化,局部產(chǎn)生負壓,在混凝土表面形成剝蝕,抗空蝕強度的主要因素是材料的硬度和表面平整度。
巨成公司在水工建筑抗沖磨領(lǐng)域進行了多年的研究和探索,針對不同的使用部位,通過提高水工混凝土的抗沖磨強度、加強對過流面混凝土的防護、對薄層沖磨破壞進行修補等途徑提高水工混凝土耐久性,研制出了JME改性環(huán)氧砂漿抗沖磨修補材料、UHPA超高性能水泥基抗沖磨材料和JEA改性環(huán)氧膠泥抗氣蝕修補材料,自身強度高,抗沖磨效果好,有效修復(fù)水工建筑混凝土結(jié)構(gòu)的沖磨病害,加強水工混凝土結(jié)構(gòu)的防護,延長服役壽命,目前已成功應(yīng)用于二灘水電站水墊塘、四川大渡河雙江口水電站等幾十個項目的抗沖磨修補。
巨成公司研發(fā)的三種不同抗沖磨修補材料具有如下特點:
(1)JME改性環(huán)氧砂漿抗沖磨修補材料,自身強度高、與混凝土的粘結(jié)強度高、耐磨蝕性能優(yōu)良;有一定的彈性和韌性及抗沖擊性能好,能有效的抵御高速水流對材料的剝蝕和高速水流中推移質(zhì)對瀉洪洞表面的沖擊;線脹性能與混凝土的脹縮性能基本匹配,修復(fù)層能與混凝土基本協(xié)同工作,避免了因兩種材料的脹縮性能差異太大而使修復(fù)界面層脫離。該材料適用于水墊塘、泄洪洞等溫差變化小、流速高的區(qū)域。
(2)UHPA超高性能水泥基抗沖磨材料,利用其超高強、高韌性來實現(xiàn)抗沖磨;其強粘結(jié)、低收縮、體積穩(wěn)定,且密實度高、宏觀缺陷少、抗?jié)B、抗凍融,熱膨脹系數(shù)與混凝土一致,兩種相容性好;施工靈活,可披刮施工、可自流密實澆筑。該種材料適用于溢流面、閘敦等溫差變化大、有凍融破壞的區(qū)域。
(3)JEA改性環(huán)氧膠泥抗氣蝕修補材料,是以改性環(huán)氧樹脂、固化劑及特種超細填料等為基料而制成的高強度、抗沖磨蝕、粘結(jié)牢固的新型薄層修補材料。該材料適用于泄洪洞等高氣蝕區(qū)域。