富春江水电站溢流面表面抗冲磨防护试验

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1、富春江水电站溢流面表面抗冲磨防护试验AbrasionResistantProtectionTestsofConcreteontheSpillwaySurfaceofFuchunjiangHydropowerstation12221孙志恒朱德康王健平蔡昌渊方文时中国水利水电科学研究院国网新源富春江水力发电厂摘要：针对富春江水电站溢流面的运行条件，采用SK抗冲磨刮涂聚脲和SK高韧性环氧耐磨防护涂层进行了室内试验研究，并在富春江水电站现场选择1～4号孔进行了溢流面混凝土表面抗冲磨防护试验,经历了多次泄洪的考验。实践

2、证明，这两种柔性抗冲磨防渗涂料具有抗冲耐磨、抗紫外线能力强、能适应在潮湿环境下施工以及施工简单的特点，对溢流面混凝土的抗冲磨防护效果很好。关键词：溢流面抗冲磨刮涂聚脲高韧性环氧涂层1工程概况富春江水电站位于浙江省桐庐县富春江镇，该电站建成于60年代初。电站大坝由主厂房、鱼道、溢流坝和船闸组成，其中溢流面共有17孔。由于新安江和兰江之水在此汇集，因此溢流面需经常泄洪。经现场检查发现，溢流面经过多年的泄洪冲刷和日照老化，目前溢流面混凝土出现大面积磨损、裂缝及局部伸缩缝破损等缺陷，为了保证溢流面的安全泄洪，提高泄水

3、建筑物的使用年限，需要对富春江水电站溢流面混凝土表面进行抗冲磨防护。2抗冲磨材料的选择2.1SK抗冲磨刮涂聚脲材料性能针对富春江水电站溢流面的运行特点，首选了SK抗冲磨刮涂聚脲。SK抗冲磨刮涂聚脲为单组分材料，具有拉伸强度大、硬度高、柔性好、耐老化、耐低温等特点，适用于混凝土泄洪建筑物溢流面、泄洪洞等具有抗冲磨要求的泄水建筑物表面的防护及裂缝表面封闭。其主要物理力学性能见表1。1表1SK抗冲磨刮涂聚脲主要物理力学性能序号检测项目性能指标检测结果1表干时间，h≤65.02粘度，mPa·s≥3000238403拉

4、伸强度，MPa≥1820.54拉断伸长率，%≥2002245硬度，ShoreA80±5806撕裂强度，kN/m≥7083.77粘结强度，MPa≥2.53.2（混凝土断）2.2SK高韧性环氧耐磨防护涂层材料性能为了适应潮湿面快速施工的要求，选择了SK高韧性环氧耐磨防护涂层材料，该材料是采用环氧/聚氨酯杂合体系对冷固化环氧树脂进行内增塑，通过分子结构设计，采用不同链段固化剂进行固化，通过其协同效果，具有一定的韧性及断裂伸长率。SK高韧性环氧耐磨防护涂层材料具有高韧性、抗冲磨好、粘结强度高等特点，可用于大坝溢流面混

5、凝土表面抗冲磨防护。其主要物理力学性能见表2。表2SK高韧性环氧耐磨防护材料力学指标及检测结果序号项目指标检测结果1拉伸强度（MPa）≥1517.152断裂伸长率（%）≥56.723冲击韧性（kJ/m）≥2.52.94与混凝土拉拔粘结强度（MPa）＞3.03.76（混凝土断）5潮湿砂浆粘结强度（MPa）＞2.53.35（砂浆断）2.3两种材料的室内抗冲磨试验高速含砂水流抗冲磨试验是通过测定混凝土或其他材料在表面受水下高速流动介质磨损的相对抗力，来研究和评定混凝土或其他抗冲磨材料抵抗高速含砂水流冲磨作用的性能。

6、水工混凝土的冲磨试验普遍采用SL325-2006《水工混凝土试验规程》中推荐的圆环法和水下钢球法。圆环法抗冲磨试验是通过模拟高速含砂水流对圆环试件的内环面进行冲磨，其表面冲磨破损状态与多数实际工程混凝土的磨损状态相似，可以很好地比较和评价混凝土的抗冲磨能力。本次试验采用圆环高速含砂水流冲刷试验仪，设定名2义流速为40m/s，冲磨介质采用粒径为0.4mm～2.0mm的金刚砂，水流含砂率为20%（质量比）。每组试件重复冲磨3次，每次20min，总冲磨时间60min。表3抗冲磨试验结果平均累计冲磨量平均累计冲磨体积

7、抗冲磨强度材料名称（g）（cm3）（h/（kg/m2））C60混凝土549.0224.1（密度2.45g/cm3）0.17SK高韧性环氧耐磨35.526.3（密度1.35g/cm3）2.65防护涂层材料SK抗冲磨刮涂聚脲3.52.92（密度1.2g/cm3）26.7在同等试验条件下，与C60混凝土进行比较，表3为冲磨试验结果。从表3可以看出，SK高韧性环氧耐磨防护涂层材料抗冲磨强度是混凝土材料的10倍以上，SK抗冲磨刮涂聚脲抗冲磨强度是混凝土材料的100倍以上。2.4两种材料的氙灯人工气候耐老化试验氙灯人工气

8、候老化试验是以氙灯为光源的模拟和强化光、热、空气、温度、湿度和降雨等主要因素的一种人工气候老化试验方法。用来加速材料的老化，测试材料的光稳定性和抗老化性。氙弧灯达到试样表面的光谱非常接近太阳的光2谱。实验中氙灯波长范围300～890nm，辐射强度（1000±200）W/m，黑板温度：55±3℃；相对湿度60%～70%，降雨周期为18min、间隔干燥102min。（1）SK抗冲磨刮涂聚脲老化实验结果表