单组份聚脲弹性体具有优良的抗紫外线性能和抗太阳暴晒性能, 在阳光照射下, 聚脲本身有20 a以上的使用寿命, 并且聚脲具有- 40℃的低温柔性, 能适应高寒地区的低温环境(- 35~ - 40℃) , 尤其是能抵抗低温时混凝土开裂引起的形变。单组份聚脲弹性体物理力学性能见表1。
表1 单聚脲物理力学性能检测结果
室内试验研究结果表明, 单组分聚脲材料与干燥混凝土的黏接强度大于3. 2MPa, 潮湿混凝土面的黏接强度为2. 0~ 2. 4M Pa, 均大于混凝土材料的抗拉强度。为了检验其抗裂性能, 把聚脲喷涂在10 cm×10 cm×40 cm的混凝土试件上, 对混凝土进行弯曲破坏试验, 观察并测试当混凝土产生不同宽度裂缝时聚脲的拉伸情况。试验结果表明, 混凝土从底部开始出现裂缝, 并且裂缝逐渐张开, 当底部混凝土裂缝张开10 mm后, 底部表面喷涂的聚脲未断裂; 喷涂聚脲后, 混凝土的破坏不是突然断裂, 而是逐渐开裂, 喷涂的聚脲越厚, 裂缝表面张开的开度越大。试验表明聚脲弹性体柔韧性很好, 具有较高的延伸率和抗撕裂强度。根据相关反水压力试验, 1 mm 厚聚脲材料在0. 5M Pa的反水压力作用下只会出现鼓包, 但不会发生破坏; 当外水压力小于0. 5MPa时, 大于2 mm厚的聚脲涂层不会发生脱落。
聚脲弹性体表面止水系统在工程中的应用宝泉电站为抽水蓄能电站, 由下水库、输水发电系统和上水库等建筑物组成, 安装有4台单机容量为300MW 的立轴单级混流可逆式水泵水轮发电机组, 总装机容量为1 200MW。宝泉电站上水库进出水口设计最大水深为45 m, 前池分缝及建筑物结合部止水原设计均为两道止水, 底部为紫铜止水, 表面为GB柔性填料止水, 2008年底初期蓄水后发现进出水口部位混凝土渗漏比较严重, 前池廊道渗水及水下摄影检查发现, 结构缝有漏水通道, 两道止水已经失效。考虑进出水口前池面板表面原混凝土基础面不平整, 拆除后重新打孔安装比较困难,且进出水口前池面板和进出水口箱涵结合部的止水结构缝化学灌浆打孔比较困难, 难以施工, 因此现场设计决定在拆除表面柔性止水后, 采用聚脲弹性体表面止水, 同时打斜孔进行止水缝面化学灌浆处理。
聚脲弹性体材料是一种具有优异力学性能的新型防渗材料, 施工方便, 抗老化能力强, 具有良好的低温柔性, 具有广泛的适应性, 可以替代铜止水或普通柔性止水, 特别是渠道、渡槽、隧洞等输水建筑物的表面止水, 具有广阔的推广应用前景,经济效益显著。
