张伟龙
中国水利水电第四工程局有限公司白鹤滩施工局 云南 昆明 650000
摘要：根据白鹤滩水电站气温变化特点，坝址区干湿季节分明、日照强，冬季干燥，风速大；夏季高温、多雨。坝址区温度骤降幅度大，降温频繁，混凝土表面保护、防风保湿极为重要。本课题对主坝先行施工的左岸垫座混凝土聚氨酯喷涂保温措施进行研究，可以有效防止混凝土开裂，提高混凝土浇筑质量。
关键词：白鹤滩 混凝土 聚氨酯喷涂 保温 措施研究
1.工程概述
白鹤滩水电站采用椭圆型混凝土双曲拱坝，坝顶高程834.00m，最大坝高289.0m，拱冠坝顶厚度14.0m，拱冠坝底厚度63.50m，最大中心角96.43°，顶拱中心线弧长708.7m，厚高比0.22，弧高比2.45。坝体设横缝不设纵缝，共分31个坝段。
大坝工程首次全坝采用低热水泥，开创了特高拱坝全坝应用低热水泥的先河。
电站位于金沙江高山峡谷地带，地处亚热带季风区干热河谷，河谷深切，地形高差较大，施工区干季气候干燥，风速较大，大风季节混凝土表面很容易开裂，需特别重视混凝土浇筑后表面保护工作，3月~10月平均气温均高于20.0℃，日照时间长，太阳辐射强，因此施工期应采取可靠有效的混凝土表面保护措施，加强混凝土表面保温，降低混凝土内外温差，预防混凝土裂缝产生，特对此进行必要的探讨与研究。
2.采用聚氨酯进保温的部位
垫座混凝土上游面、拱坝上游面高程600m以上、坝体导流底孔等特殊体形部位顶板、底板、侧墙及不规则结构表面上均匀喷涂4cm厚导热系数≤0.072kJ/m?h?℃的聚氨酯进行全年保温隔热保护。
3.聚氨酯喷涂表面保护施工
（一）原材料要求
聚氨酯保温材料的主要特性是具有多孔性，相对密度小，比强度高。具有优良的物理机械性能、声学性能、电学性能和耐化学性能，热导率低，是一种优质的绝热保温保湿材料。
（1）A组份：异氰酸酯（俗称黑料）
异氰酸酯全称为多苯基多次甲基多异氰酸酯，商品名简称PAPI或MDI，在-29℃左右，尺寸变化率不大，约为0.5%。
（2）B组份：聚醚多元醇（俗称白料）
聚醚多元醇、胺基多元醇、其分子量和官能团数有直接影响聚合物的支链度，支链度越高，聚合物的硬度越大。
（3）催化剂：三亚乙基二胺、有机锡、江醇胺等
催化剂主要是用来控制主反应的快慢，催化剂加入量的多少可以控制反应时间以满足喷涂条件的要求。
（4）泡沫稳定剂
稳定剂主要用来控制泡孔的均匀程度以及泡孔的大小，促进乳状液与溶液之间的混溶，降低体系的表面张力，增加泡沫的稳定性，改变体系的表面张力，改善原料的混合性，并能调节泡沫塑料的泡孔大小与结构。
（5）发泡剂
发泡剂在反应时加入低沸点氯氟烃，受热挥发形成气体，被聚氨酯料液包裹形成泡沫。带走反应生成热，使制得的泡沫塑料导热系数小。
（6）阻燃剂
添加阻燃剂主要是针对泡沫表面积大，易燃而作出的防范措施，是聚氨酯材料的重要助剂，加入适量的阻燃剂可以大大增加聚氨酯材料的阻燃性，提高它的阻燃级别，满足工程需要。
（二）施工准备
（1）清理混凝土表面，使表面洁净无附着物、无污染、无流水和润水且干燥。
（2）喷涂设备在现场安装就位后，先进行空运转检查其运行是否正常，如有问题及时检查并排除。直到运行正常。
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（3）喷涂前，对喷涂机的黑料和白料进行标识，并在喷涂基面粘贴一定数量的工程设计要求的喷涂厚度控制标点。
（4）大面积施工前，根据现场聚氨酯喷涂试验取得的工艺参数进行施工，严格每道工艺，确保施工质量。
（三）施工环境要求
（1）气候环境：喷涂施工时其气候温度宜为10～40℃，风速不大于5m/s（3级风），相对湿度小于80%，雨天不得施工。当施工时环境温度低于10℃时，采取可靠的技术措施保证喷涂质量。
（2）反应时间：物料喷涂到被喷物表面上其颜色变白的时间，控制在1～2s。
（3）固化速度：用泡沫发起后表皮不粘手时间来衡量。
（4）雾化风压：根据配方的流量不同和物料粘度大小而变化，控制在10～18kg/cm2。
（四）喷涂工艺控制
聚氨脂喷涂施工材料的反应时间、固化速度、雾化风压及施工环境达到以下要求。
反应时间：指物料喷涂到被喷物表面上，颜色变白的时间，一般控制在3～7s（指第一层发白而言），若太快易堵枪，太慢容易发生流失或滴落现象。
固化速度：通常用泡沫发起后表皮不粘手的时间来衡量.
雾化风压：根据配方的流量不同和物料粘度大小而变化，一般控制在6～8kg/cm2。
复杂环境的施工，大量喷涂不易喷平，控制流量在1kg/min左右，枪的移动速度约0.5～0.8m/s。
被喷涂表面温度实施升温措施，喷涂物表面温度低时乳白时间较长，发泡后底层密度大，粘合不牢，泡沫容易从物体表面脱落，此时需增加催化剂用量，或者加热喷雾压缩空气，加热温度至50～60℃。
（五）施工方法
聚氨酯保温喷涂施工采用软梯、模板下操作平台或爬升系统下平台、挂吊篮、牵引式升降工作平台至仓外的方式施工。
聚氨酯发泡保温层，采用专用的喷枪施工，喷涂的材料由黑料和白料的组成，施工前按产品使用说明书配制，并在规定时间内使用完毕，不得过时使用。
喷涂开始时的料液排弃，待料液的比例正常后可正式进行喷涂作业。喷涂时，喷枪口压缩空气压力为0.3～0.4MPa，喷枪距离混凝土表面为80～150cm，不大于150cm。喷涂顺序为由下至上，枪嘴垂直墙面，喷枪移动速度均匀，一般为0.5～0.8m/min。喷涂作业过程中，随时检查发泡质量，发现问题后立即停机，待查明原因并处理正常后再重新作业。
喷涂至设计厚度后，采取有效的保护措施，防止重物、尖物碰撞或划破等损伤，不随意在喷涂层上开凿孔洞，如需要，须对孔洞或损伤处进行修补，直至合格。聚氨酯材料喷涂完后，避免雨淋，自然养护24～72h。夏季可适当缩短养护时间。
（六）质量检验
原材料检查
对使用的聚氨酯喷涂原材料，待其到场后按照国家相关规范要求进行材质试验，不满足要求的材料严禁使用。
（2）喷涂厚度检测
在喷涂过程中和对喷涂完成的聚氨酯保温层要对厚度进行检测。喷涂过程中，枪手（喷涂人员）均配有特制的厚度检测尺，采取多点取样的方式控制保温层厚度，在一个喷涂工作面2×1.5m范围内取5～8个点检测厚度，厚度达到要求后才能进行下一工作面施工。如果有2～4个样点的厚度不符合要求，整个工作面要重新喷涂聚氨酯材料。
（3）保温层平整度检测
采取压条法进行平整度测定，在施工作业平台上配备测平尺，两人在一个工作面喷涂完成后会把测平尺两端压进聚氨酯内，以测平尺为基准观察平整度。超厚部分刨平，薄的部分补喷。
4.结束语
通过在左岸垫座混凝土聚氨酯喷涂保温措施，将气温对大坝混凝土施工的影响降低至最低，保证了混凝土质量，结合白鹤滩水电站气候条件混凝土施工的经验，总结出一套完善的理论研究方法，制定出科学合理、经济实用的措施，作为后续工程建设参考资料，减少不必要的探索及浪费。
论文作者:张伟龙
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/29
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