環(huán)氧類材料與優(yōu)止水在水渠維修保護

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水渠或?qū)淼赖幕鶎邮腔炷敛牧?，過水時，水的流速較高，對基層會帶來諸如沖刷（摩擦）、汽蝕等破壞，如果水中含有酸性物質(zhì)，還會對基層造成化學(xué)腐蝕。如何選擇適當(dāng)材料進行維修與保護，對獲得預(yù)期維修效果，延長使用壽命至關(guān)重要。本文對環(huán)氧類材料（含聚氨脂類材料）和優(yōu)止水在這類工程中應(yīng)用的適用性和優(yōu)缺點進行了分析比較。

　　一、材料結(jié)構(gòu)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機材料，微觀結(jié)構(gòu)呈多細小毛細孔隙，與混凝土的微觀結(jié)構(gòu)基本相同；而環(huán)氧類和聚氨脂類材料是有機類材料，內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)為密實無孔隙，與混凝土類材料完全不同。因此優(yōu)止水與基層混凝土的兼容性要遠遠好于環(huán)氧類材料和聚氨脂類材料。

　　優(yōu)止水的熱膨脹系數(shù)與混凝土基本相同，而環(huán)氧類和聚氨脂類材料的熱膨脹系數(shù)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)氧類材料和聚氨脂類材料。

　　二、可呼吸性

　　由于水泥基材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)呈多細小毛細空，因此這類材料都是可呼吸的，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的潮氣可以正常地散發(fā)出來，而不是被憋在內(nèi)部。而環(huán)氧類或聚氨脂類材料，由于其內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)完全是密實無孔隙的，因此是完全不可呼吸的，基層結(jié)構(gòu)內(nèi)部的潮氣無法正常散發(fā)出來，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(xiàn)象。如果此時涂層表面受高速水流的沖刷，將加快這個起層脫落現(xiàn)象發(fā)生的速度。圖1是某熱電廠涼水塔底座，在水流的沖刷下，2年后，涂刷在混凝土結(jié)構(gòu)表面的環(huán)氧樹脂涂層發(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，問題要嚴重的多，發(fā)生的時間要快的多。

　　三、界面應(yīng)力

　　如果基層混凝土與環(huán)氧類或聚氨脂類涂層之間存有水，則會在界面出產(chǎn)生很強的“毛細應(yīng)力”，從而導(dǎo)致涂層剝落。因此，在水渠或?qū)淼赖裙こ讨?，如果使用環(huán)氧類或聚氨脂類材料做為保護涂層而在施工過程中涂層表面形成一些細小的針孔或微小的裂縫（這類材料的施工不可能避免完全沒有任何針孔和裂縫），水就可以通過這些細小缺陷滲入結(jié)合界面而產(chǎn)生“毛細應(yīng)力”，導(dǎo)致涂層剝落。界面應(yīng)力的影響在有高速水流作用的環(huán)境下變得愈發(fā)嚴重，因為高速水流會在涂層表面產(chǎn)生很強的剪應(yīng)力，在針孔和裂縫處會產(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，與基層不會形成明顯的結(jié)合面，國家文物局所做的優(yōu)止水的微觀照片。第二，由于優(yōu)止水是水泥基材料，其內(nèi)部的微小空隙是應(yīng)力理想的釋放之處，因此不會形成應(yīng)力聚積。

　　四、韌性

　　在優(yōu)止水中加入亞克力增強劑后，會大大地提高其韌性和抗開裂能力，因此這種復(fù)合材料的韌性和抗開裂能力遠遠高于環(huán)氧類材料。（環(huán)氧類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需要認真考慮的因素。導(dǎo)水隧道內(nèi)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要求，事實上如果基層過干，施工前還需要將基層濕潤后才能施工。相反，環(huán)氧類材料對基層的濕度非常敏感，要求基層必須徹底干燥，否則將無法施工。即使現(xiàn)在有所謂的可以在濕基面上使用的環(huán)氧類材料，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)氧類和聚氨脂類材料都是有毒、易燃的化學(xué)品，施工和儲存時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(xiàn)場人員健康的危害更大。而優(yōu)止水是水泥基材料，無味、無害、不燃，施工簡單，不存在安全問題。

　　綜上所述，在水渠和導(dǎo)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)氧類和聚氨脂類材料。