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2008-05-27 09:08 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
水渠或導水隧道的基層是混凝土材料,過(guò)水時(shí),水的流速較高,對基層會(huì )帶來(lái)諸如沖刷(摩擦)、汽蝕等破壞,如果水中含有酸性物質(zhì),還會(huì )對基層造成化學(xué)腐蝕。如何選擇適當材料進(jìn)行維修與保護,對獲得預期維修效果,延長(cháng)使用壽命至關(guān)重要。本文對環(huán)氧類(lèi)材料(含聚氨脂類(lèi)材料)和優(yōu)止水在這類(lèi)工程中應用的適用性和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析比較。
一、材料結構和熱兼容性
優(yōu)止水是水泥基材料,從材料組成方面講是無(wú)機材料,微觀(guān)結構呈多細小毛細孔隙,與混凝土的微觀(guān)結構基本相同;而環(huán)氧類(lèi)和聚氨脂類(lèi)材料是有機類(lèi)材料,內部微觀(guān)結構為密實(shí)無(wú)孔隙,與混凝土類(lèi)材料完全不同。因此優(yōu)止水與基層混凝土的兼容性要遠遠好于環(huán)氧類(lèi)材料和聚氨脂類(lèi)材料。
優(yōu)止水的熱膨脹系數與混凝土基本相同,而環(huán)氧類(lèi)和聚氨脂類(lèi)材料的熱膨脹系數比混凝土要高處許多,因此在熱兼容方面,優(yōu)止水也要遠遠好于環(huán)氧類(lèi)材料和聚氨脂類(lèi)材料。
二、可呼吸性
由于水泥基材料內部微觀(guān)結構呈多細小毛細空,因此這類(lèi)材料都是可呼吸的,結構內部的潮氣可以正常地散發(fā)出來(lái),而不是被憋在內部。而環(huán)氧類(lèi)或聚氨脂類(lèi)材料,由于其內部微觀(guān)結構完全是密實(shí)無(wú)孔隙的,因此是完全不可呼吸的,基層結構內部的潮氣無(wú)法正常散發(fā)出來(lái),在水汽壓力的作用下,涂層本身將逐漸喪失與基層的黏合力,發(fā)生起層和脫落現象。如果此時(shí)涂層表面受高速水流的沖刷,將加快這個(gè)起層脫落現象發(fā)生的速度。圖1是某熱電廠(chǎng)涼水塔底座,在水流的沖刷下,2年后,涂刷在混凝土結構表面的環(huán)氧樹(shù)脂涂層發(fā)生嚴重的剝落。涼水塔的水流速度有限,如果在高速水流的沖刷下,問(wèn)題要嚴重的多,發(fā)生的時(shí)間要快的多。
三、界面應力
如果基層混凝土與環(huán)氧類(lèi)或聚氨脂類(lèi)涂層之間存有水,則會(huì )在界面出產(chǎn)生很強的“毛細應力”,從而導致涂層剝落。因此,在水渠或導水隧道等工程中,如果使用環(huán)氧類(lèi)或聚氨脂類(lèi)材料做為保護涂層而在施工過(guò)程中涂層表面形成一些細小的針孔或微小的裂縫(這類(lèi)材料的施工不可能避免完全沒(méi)有任何針孔和裂縫),水就可以通過(guò)這些細小缺陷滲入結合界面而產(chǎn)生“毛細應力”,導致涂層剝落。界面應力的影響在有高速水流作用的環(huán)境下變得愈發(fā)嚴重,因為高速水流會(huì )在涂層表面產(chǎn)生很強的剪應力,在針孔和裂縫處會(huì )產(chǎn)生一種“撕裂”作用,加速涂層的剝落。
而優(yōu)止水的情況完全不同,第一,優(yōu)止水是滲透型材料,與基層不會(huì )形成明顯的結合面,國家文物局所做的優(yōu)止水的微觀(guān)照片。第二,由于優(yōu)止水是水泥基材料,其內部的微小空隙是應力理想的釋放之處,因此不會(huì )形成應力聚積。
四、韌性
在優(yōu)止水中加入亞克力增強劑后,會(huì )大大地提高其韌性和抗開(kāi)裂能力,因此這種復合材料的韌性和抗開(kāi)裂能力遠遠高于環(huán)氧類(lèi)材料。(環(huán)氧類(lèi)材料是一種脆性材料。)
五、對基層濕度的敏感性
對濕度的敏感性是一個(gè)需要認真考慮的因素。導水隧道內部濕度很高,基層含水量也很高。優(yōu)止水對基層濕度完全沒(méi)要求,事實(shí)上如果基層過(guò)干,施工前還需要將基層濕潤后才能施工。相反,環(huán)氧類(lèi)材料對基層的濕度非常敏感,要求基層必須徹底干燥,否則將無(wú)法施工。即使現在有所謂的可以在濕基面上使用的環(huán)氧類(lèi)材料,其在濕基面上施工的失敗率也是很高的,而且耐久性也大打折扣。
六、耐摩擦性
七、安全性
環(huán)氧類(lèi)和聚氨脂類(lèi)材料都是有毒、易燃的化學(xué)品,施工和儲存時(shí)都需要采取特別的保護措施,尤其是在相對封閉的環(huán)境下施工,對現場(chǎng)人員健康的危害更大。而優(yōu)止水是水泥基材料,無(wú)味、無(wú)害、不燃,施工簡(jiǎn)單,不存在安全問(wèn)題。
綜上所述,在水渠和導水隧道的維修保護工程中,優(yōu)止水的適用性要遠遠優(yōu)于環(huán)氧類(lèi)和聚氨脂類(lèi)材料。
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