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水性聚脲材料在水利水电工程防渗与防护中的创新应用

引言

随着我国水利水电工程规模的不断扩大及老旧工程除险加固需求的日益增长，工程防渗、防腐及抗冲磨等问题愈发突出。传统防护材料如沥青、环氧树脂等存在耐候性差、施工复杂、环境污染大等局限性。水性聚脲作为一种新型绿色高性能防护材料，凭借其卓越的物理性能、环保特性及施工便捷性，正逐步成为水利水电工程防渗防腐领域的理想选择。本文结合水性聚脲的材料特性，重点探讨其在蓄能电站、大坝、调压井等关键部位的防渗防护应用。

一、水性聚脲材料的核心优势

1. 环保安全：以水为分散介质，无挥发性有机物（VOC），符合绿色施工要求，适用于饮用水工程及生态敏感区。

2. 超强耐候性：可抵抗紫外线、臭氧及温变循环，在-40℃至120℃环境下性能稳定，适用于高寒、高温及强日照地区。

3. 卓越防渗能力：涂层连续无接缝，拉伸强度达20MPa以上，断裂伸长率超过500%，能有效覆盖裂缝并适应基体变形。

4. 耐化学腐蚀：对酸、碱、盐及水力冲刷具有优异抵抗性，适用于泄洪道、调压井等高速水流环境。

5. 施工便捷：采用喷涂或刮涂工艺，固化速度快（表干≤30分钟），对复杂曲面适应性极强，大幅缩短工期。

二、水性聚脲在水利水电工程的具体应用

1. 蓄能电站综合防护

• 上下水库坝面迎水面：水性聚脲形成弹性防渗层，抵御水位频繁波动引起的应力变化，防止混凝土碳化与渗漏。

• 库盆与调压井：整体喷涂防护，解决库盆地基沉降与调压井内壁高压渗流问题，减少维护频率。

• 坝体裂缝与结构缝：材料的高延展性可覆盖宽度≤2mm的动态裂缝，实现“以柔克刚”的长效密封。

2. 大坝关键部位防护

• 混凝土坝溢流面与泄洪道：通过喷涂2-3mm厚涂层，抵抗高速水流冲磨（耐冲磨强度≥50h·cm⁻¹），延长结构寿命。

• 进水阀、蜗壳与渡槽：在金属或混凝土表面形成防腐衬里，降低空蚀与化学腐蚀风险，保障输水系统安全。

3. 各类坝型迎水面防渗

• 重力坝与拱坝：在混凝土迎水面喷涂水性聚脲，弥补冷缝、微裂缝缺陷，提升整体抗渗等级（可达P12以上）。

• 土石面板坝：替代传统沥青砂浆，为混凝土面板提供柔性防渗层，适应坝体沉降变形。

4. 除险加固工程

针对老旧坝体渗漏、剥蚀等问题，水性聚脲可直接在潮湿基面施工，实现“带水作业”，显著提升加固效率。例如在输水隧洞内壁喷涂，可恢复结构防渗功能并抑制钢筋锈蚀。