SK 手刮聚脲（单组分）及其施工工艺 1 SK 手刮聚脲（单组份） SK 手刮聚脲为单组分聚脲，由含多异氰酸酯—NCO 的高分子预聚体与经封端的多元胺（包括氨基聚醚）混合，并加入其它功能性助剂所组成在无水状态下，体系稳定，一旦开桶施工，在空气中水分的作用下，迅速产生多元胺，多元胺迅速与异氰酸酯—NCO 反应，形成 SK 手刮聚脲（单组份） SK 手刮聚脲（单组份）具有优异的力学性能，抗紫外线性能和抗太阳暴晒性能，在照射下，SK手刮聚脲（单组份）本身有 30 年以上的使用寿命，并且 SK 手刮聚脲（单组份）具有-45℃的低温柔性，能适应高寒地区的低温环境，尤其是能抵抗低温时混凝土开裂引起的形变而不渗漏 2 SK 手刮聚脲（单组份）性能的室试验研究 2.1 SK 手刮聚脲（单组份）技术指标 SK 手刮聚脲（单组份）为单组分，分为“抗冲磨型”和“防渗型”两种 “抗冲磨型”和“防渗型”材料的主要技术指标见表1 和表 2 SK 手刮聚脲（单组份）主要特点如下： 表 1 手刮聚脲（防渗型）主要技术指标 项 目 技术指标 拉伸强度，MPa ＞15 扯断伸长率（常温） ，% ＞300 扯断伸长率（-45°） ，% ＞100 撕裂强度，kN/m ＞50 硬度，邵 A ＞40 附着力（潮湿面） ，MPa ＞2.5 抗冲磨强度， （h/ （kg/m2） ） ＞20 吸水率，% ＜5 颜色 浅灰色，可调 表 2 手刮聚脲（抗冲磨型）主要技术指标 项 目 技术指标 拉伸强度，MPa ＞18 扯断伸长率（常温） ，% ＞150 扯断伸长率（-45°） ，% ＞50 撕裂强度，kN/m ＞70 硬度，邵 A ＞80 附着力（潮湿面） ，MPa ＞2.5 抗冲磨强度， （h/ （kg/m2） ） ＞20 吸水率，% ＜5 颜色 浅灰色，可调 （1）材料为脂肪族，耐老化性能好，不变色； （2）无毒，可用于饮用水工程； （3）防渗、抗冲磨性能好； （4）强度高、延伸率大，与基础混凝土粘接好； （5）耐老化，耐化学腐蚀； （6）材料抗冻好，在零下 45 度条件下，材料仍为柔性； （7）对混凝土裂缝及伸缩缝表面封闭时可以复合胎基布增强； （8）局部缺陷修补使用同一种材料，施工简单、方便，便于推广。
2.2 SK 手刮聚脲（单组份）与混凝土之间的粘结强度 将 SK 手刮聚脲（单组份）用于水利水电工程中混凝土表面的保护，则 SK手刮聚脲（单组份）与混凝土之间的粘结强度至关重要，为此专门研制了潮湿型界面剂，在混凝土表面先涂刷薄层界面剂了，在涂刷 SK 手刮聚脲（单组份） ，粘接强度大大提高粘接试验结果表明，SK 手刮聚脲（单组份）的本体强度增长的比较慢，由于 SK 手刮聚脲（单组份）初凝时间较长，与混凝土表面的界面剂可以充分化学反应，故 SK 手刮聚脲 （单组份） 与混凝土之间的粘结强度很高，并且随着固化时间的延长而增大，在专用界面剂的前提下，SK 手刮聚脲（单组份）与潮湿面混凝土之间的粘结强度大于 2.5MPa（大于混凝土抗拉强度） ；SK手刮聚脲（单组份）在干燥的条件下较潮湿的环境下固化的好， 聚脲与混凝土之间的粘结强度也高SK 手刮聚脲（单组份）在室温及低温下与混凝土的粘结强度检测结果见表 3 表 3 SK 手刮聚脲（单组份）粘结强度检测结果 测试温度 编号 拉拔粘结强度，MPa 描述 23℃ 1 3.23 粘接面断 2 2.72 粘接面断 3 2.78 粘接面断 -45℃ 1 4.74 混凝土断 2 5.16 混凝土断 3 2.03 混凝土断 从表 3 所示实验结果表明，在室温或零下 45℃的极限条件下，SK 手刮聚脲 （单组份）与混凝土粘结性能都很好。
2.3 不同温度下 SK 手刮聚脲（单组分）的力学性能测试 采用高低温电子万能试验机测试 SK 手刮聚脲（单组份） （防渗型）在低温环境下的力学性能其性能见表 4 表 4 SK 手刮聚脲（单组份）力学性能检测结果 序号 测试温度 检测项目 检测结果 防渗型 抗冲磨型 1 23℃ 拉伸强度，MPa 17.3 20.2 2 拉断伸长率，% 384 208 3 -45℃ 拉伸强度，MPa 35.2 38.6 4 拉断伸长率，% 144 56 表 4 表明，SK 柔性防护涂料（防渗型）在低温环境下仍具有良好的柔性，拉断伸长率大于 100%，拉伸强度大大提高SK 柔性防护涂料（抗冲磨型）在低温环境下仍具有良好的柔性，拉断伸长率大于50%，拉伸强度也是大大提高 2.4 混凝土背水面刮涂 SK 手刮聚脲（单组份）后承压试验 为了检验SK 手刮聚脲（单组份）在背水压力作用下的防渗效果，成型 6 个水工混凝土标准抗渗试件， 养护28天以后在试块中间钻20mm的孔， 在表面喷涂0.8mm~2mm不等厚度的聚脲 养护15天以后，在背水面安装施加水压的开关， 并与渗透试验机联为一体 试验结果表明，SK 手刮聚脲（单组份） 抗渗性能很好， 在背水压力的作用下， 首先出现水泡， 随着背水压力的增大，水泡越来越大， 聚脲涂层越来越薄， 直到从一个薄弱部位破裂而气泡处突然射水。
由此可见，SK 手刮聚脲（单组份）SK 手刮聚脲（单组份）抗渗性能好，与混凝土之间的粘结强度较高，但在刮涂 照片 1 河南宝泉抽水蓄能电站上库副坝混凝土表面防渗 SK手刮聚脲（单组份）中要尽量避免部产生气泡 照片1为采用SK手刮聚脲（单组份）处理宝泉抽水蓄能电站上库副坝大面积渗漏现场，处理后的效果很好 2.5 手刮聚脲氙灯人工气候耐老化试验 氙灯人工气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谱实验中氙灯波长围300～890nm，辐射强度（1000±200）W/m2，黑板温度：55±3℃；相对湿度60%～70%，降雨周期为18min、间隔干燥102min 表 5 为 SK 手刮聚脲在氙灯人工加速老化实验0～1000h后的试验结果 表 5 SK 手刮聚脲（抗冲磨型）氙灯人工加速老化实验结果 老化时间 t（h） 拉伸强度 （MPa） 性能变化率 （％） 断裂伸长率 （％） 性能变化率 （％） 0 23.9 0 268 0 500 23.2 -3 278 4 750 22.2 -7 285 6 1000 20.5 -14 273 2 从表 5 可以看出，加速试验老化 1000h 后，SK 手刮聚脲（抗冲磨型）老化后强度仅降低了 14%，断裂伸长率略有增加，从 268％增加到 273%。
从 SK 手刮聚脲（抗冲磨型）氙灯人工加速老化拉伸强度变化规律来看， 拉伸强度逐渐缓慢下降， 断裂伸长基本不变 从材料表面变化情况来看， 材料老化主要发生在表层 3 SK 手刮聚脲（单组份）的现场抗冲磨试验 2007 年 3 月在小浪底水利枢纽 2＃排沙洞进行了刮涂 SK 手刮聚脲（单组份） （抗冲磨型）的现场试验，SK 手刮聚脲（单组份）分别刮涂在伸缩缝、排砂洞底板、侧墙等部位小浪底 2＃排沙洞从 2007 年 6 月 20 日开始过流，过流时间 14 天，历时 300 多个小时，流速达 40m/s 以上过水后进行了现场检查，检查结果表明，SK 手刮聚脲（单组份）与混凝土之间具有较高的粘结强度，抗冲磨效果很好，在侧墙、底板及伸缩缝部位刮涂的聚脲表面无磨损迹象， 现场试验 证明 SK 手刮聚脲（单组份）可以完全满足水利水电工程泄洪建筑物薄层防护的抗冲磨要求 2010 年初在溪洛渡水电站 6 号导流底孔进行了抗冲磨试验，通过一年的泄洪考验，SK 手刮聚脲（单组份） （抗冲磨型）与混凝土的粘结强度高，抗冲磨效果很好，表面无磨损痕迹，而周边混凝土磨损较严重；2011 年、2012 年和 2013年对富春江水电站溢流面上 1~8 号孔应用， 并经过了三年的泄洪考验， 效果很好。
目前，龙羊峡水电站表孔溢洪道、家峡电站底孔泄洪道、公伯峡水电站表孔泄洪道均使用了 SK 手刮聚脲进行抗冲磨防护，并经过了泄洪的考验 4 SK 手刮聚脲（单组份）用于混凝土裂缝表面封闭 家峡水电站位于省尖扎县与化隆县交界处， 地处青藏高原， 属典型的高原大陆性气候，冬季漫长寒冷，夏季凉爽，日温差较大，太阳辐射强一月份平均最低气温-12.46℃，极端最低气温-19.8℃，七月份平均最高气温 26.06℃，极端最高气温 34.5℃2007 年采用 SK 手刮聚脲（单组份）对左中孔底板混凝土裂缝进行了表面封闭试验，2008 年进行现场检查表明，运行一年后现混凝土裂缝表面的 SK 手刮聚脲（单组份）表面光泽，颜色无变化，试验部位的所有裂缝、龟裂缝封闭良好，涂层表面没有开裂现象，尤其在伸缩缝处表面也无开裂现象，证明SK 手刮聚脲（单组份）能够适应伸缩缝及混凝土裂缝的变形现场进行拉拔测试结果表明，破坏面均发生在混凝土部，SK 手刮聚脲（单组份）与基底混凝土粘结情况良好（见照片 2） 龙羊峡水电站泄水建筑物为Ⅰ级水工建筑物， 大坝右岸紧邻右重力墩设两孔表面溢洪道，首部为由 2 个溢流坝段组成的两孔溢流坝，堰顶高程 2585.5m，单孔净宽 12m，中墩厚度 6m，边墩厚度 5m，设两道闸门。
经过 10 多年的运行，龙羊峡水电站泄水建筑物存在不同程度的缺陷， 现场检测发现， 目前龙羊峡水电站表孔溢洪道底板混凝土缺陷主要表现为混凝土底板表面出现大规模龟裂缝 （每个坝段均有） 通过现场的试验结果对比，混凝土龟裂缝表面采用单组分聚脲弹性体涂层材料进行封闭效果最好， 可以有效地封闭裂缝表面， 防止龟裂缝的进一步恶化2008 年对左表孔溢洪道进行了施工（见照片 3） ，2010 年泄洪后效果很好，2011 年对右表孔溢洪道进行了施工经过了 2012 年的泄洪考验，抗冲磨效 果显著 4 SK 手刮聚脲（单组份）用于伸缩缝表面封闭 公伯峡水电站溢洪道底板横向伸缩缝因发生挤压， 导致两侧混凝土大部分脱空，并且底板混凝土裂缝、龟裂比较严重，为防止为防止底板混凝土缺陷进一步恶化及泄洪时底板混凝土发生气蚀破坏， 2011 年对公伯峡水电站左岸溢洪道左右孔泄槽段底板破损伸缩缝、裂缝及混凝土脱空和龟裂进行了处理（底板纵向伸缩缝未处理） 公伯峡水电站左岸溢洪道 2#孔从 2012 年 8 月 23 日 12 时至 29 日8 时 50 分进行了泄洪泄洪后对左岸溢洪道 2#孔进行了检查，检查发现左岸溢洪道 2#孔已处理的 5 坝段、6 坝段、7 坝段底板砼龟裂表面涂刷的 SK 手刮聚脲表面无异常变化，处理效果很好（见照片 4） 。
左岸溢洪道 2#孔处理后的 365m长的裂缝和 412.5m 长的横向伸缩缝，处理效果很好（见照片5） 照片 2 青海李家峡水电站座中孔表面 涂刷 SK 手刮聚脲 （单组份） （运行一年后） 照片 3 青海龙羊峡水电站座表孔 混凝土表面涂刷 SK 手刮聚脲（单组份） 照片 5 混凝土伸缩缝及裂缝过水后完好情况 照片 4 混凝土龟裂缝表面过水后的情况 5 施工要求及施工设备 SK 手刮聚脲施工前原料的准备要检查原料的包装是否完整，是否在保质期施工前要进行底面处理，清除表面的灰尘、浮渣和表面的污物，刷涂或刮涂界面剂 施工中的施工设备、保障条件及防护用品如下： （1）打磨机、高压清洗剂 （2）专用手刮板若干套、与手刮板配套使用的塑料桶若干套； （3）清洗工具及清洗剂自备； （4）卷尺、记号笔、塑料布、胶带、裁纸刀若干； （5）刮刀和料板、电钻、搅拌棒、油漆刷或辊子若干； （6）底材处理工具 1 套； （7）工作服、工作帽、防毒面具、手套若干 6 混凝土表面涂刷 SK 手刮聚脲施工工艺 6.1 底材处理 混凝土底面处理首先用角磨机对混凝土表面进行打磨（见照片 6） ，清除原水泥基涂层及表面的棱角，用高压水枪冲洗表面的灰尘、浮渣，待水分完全挥发后，对混凝土表面局部孔洞用高强找平腻子填补，使用的腻子要求不流淌，并且与混凝土粘结良好，找平材料固化后，再使用角磨机对混凝土表面进行打磨、清洗，要求混凝土表明平整、坚固、无孔洞。
对伸缩缝和大于 0.15mm 的混凝土裂缝表面要增加胎基布 对于漏水裂缝需要化学灌浆处理 6.2 界面剂施工 SK 手刮聚脲涂层与底材的粘接面采用 BE14 专用潮湿面界面剂，这是一种100%固含量的环氧底漆，该底漆可在饱和水或干表面施工底面处理后，在混凝土表面涂刷 BE14 界面剂，涂刷厚度要求薄而均匀，无漏涂现象 6.3 防冲磨层涂刷 （1） 大面积涂刷 SK 手刮聚脲厚度为 2mm （2） 大面积聚脲刮涂遍数为3遍， 第一遍涂刷0.5mm厚， 第二遍涂刷0.8mm厚，第三遍涂刷 0.7mm 厚，三遍厚度不小于设计厚度 2mm（见照片 7） （3）在 SK 手刮聚脲涂刷围的周边，为了保证 SK 手刮聚脲涂层与周围混凝土的搭接牢固可靠，避免在高速水流冲刷下开口掀起，收边处混凝土打磨成倒三角， 边缘聚脲厚度大于 2mm， 并保证 SK 手刮聚脲与周围混凝土搭接边处采用平滑过渡（见图 1） （4）SK 手刮聚脲涂层厚度要均匀，涂刷一次成型，不要来回涂，防止出现小包 6.4 手刮聚脲涂层养护 在涂刷 SK 手刮聚脲施工过中， 如果遭遇到大风和下雨， 必须立刻停止施工，用帆布等防护材料对聚脲涂层进行遮盖保护。
待雨停后，擦干净 SK 手刮聚脲涂层上的附着物，可以继续施工聚脲涂刷完工后，12 小时尽量不要有水浸泡，常温养护即可 7 混凝土裂缝表面封闭施工工艺 （1）先在裂缝 25cm 围打磨，在裂缩缝两侧 20cm 围打磨成倒三角形（见图 1 混凝土表层涂刷 SK 手刮聚脲收边示意图 混凝土 与混凝土搭接边 （2mm 高的三角形） SK 手刮聚脲 照片 6 混凝土龟裂处打磨、清洗 照片 7 混凝土表面涂刮手刮聚脲 图 2） ，要求混凝土表明平整、坚固、无孔洞 （2）清扫干净后在 30cm 围涂刷 BE14 专用潮湿面界面剂界面剂配比按厂家要求配置， 一次配置量要少， 用完后再配置 界面剂涂刷厚度要求薄而均匀，无漏涂现象，保证 SK 手刮聚脲与混凝土之间的粘结强度大于2.5MPa （3）界面剂表干后（粘手部拉丝） ，在裂缝两侧 20~25cm 围涂刷 1mm 厚的SK 手刮聚脲， 粘贴 15cm 胎基布， 然后再涂刷聚脲 裂缝中部聚脲厚度大于 3mm，两侧厚度大于 2mm（见照片 8、9） （4）SK 手刮聚脲涂层厚度要均匀，涂刷一次成型，不要来回涂，防止出现小包，SK 手刷聚脲各层之间的粘接很好。
8 施工中的注意事项 （1）SK 手刮聚脲施工温度要求大于 10℃，施工期间最低温度小于 10℃时要使用冬季型手刮聚脲 图 1 混凝土裂缝表层柔性防护的示意图 混凝土 与混凝土搭接边 （2mm 高的三角形） SK 手刮聚脲 胎基布 裂缝 照片 9 裂缝处涂刷手刮聚脲复合胎基布 照片 8 伸缩缝处粘贴胎基布 （2）对结构突变处，应确保涂刷到位阳角要全部涂刷，对阴角及凹陷处不能有涂料的过厚的沉积，否则在堆积处可能开裂 （3）混凝土基础打磨后一定要清洗干净，晾干后再涂刷界面剂 （4）界面剂配比按厂家要求的 A、B 组分进行混合均匀，一次混合量不易多，用多少配置多少 （5） SK 手刮聚脲涂层与底材的粘接面采用BE14 专用潮湿面界面剂 界面剂的涂刷要求薄而均匀，无漏涂现象，界面剂的涂刷面积一定要大于涂刷 SK 手刮聚脲的面积 （6）涂刷 SK 手刮聚脲时间要在界面剂初始固化（沾手而不拉丝时）时实施，如果时间过长，需要增加 HM 活化剂； （7）SK 手刮聚脲涂层要求均匀涂刷时应用力纵横涂刷，保证凹凸处均能均匀涂上并达到均匀，涂刷面积要在界面剂涂刷围以。
（8）施工人员必须配备劳动防护用品施工现场要保证有良好的通风，同时要隔绝火源、远离热源，如果溅到皮肤上，应立即用自来水冲洗如果不慎将涂料飞溅入眼中，应立即用自来水对眼部进行清洗，如仍感不适，请速去医院治疗 （9）SK 手刮聚脲在 15~40°C 下，干燥、避光保存的保质期为 9 个月超过贮存期可按企业标准进行复检，若符合技术要求仍可使用 9 验收标准 （1）SK 手刮聚脲基层应牢固，基面应洁净、平整，不得有空鼓、松动、起砂和脱皮现象，基层阴阳角处应做成圆弧形 （2） SK 手刮聚脲应与基层粘结牢固，表面平整、涂刷均匀，不得有流淌、皱褶、鼓泡、露胎体等缺陷，粘接强度大于 2.5MPa（或大于混凝土本体强度） 10 结语 SK 手刮聚脲（单组份）适用于处理混凝土伸缩缝、裂缝、大面积防渗及有抗冲磨要求的泄洪建筑物等水利水电工程以及防止海水腐蚀的海港工程该材料已经在东江 5 号引水隧洞、 观山渡槽、 龙茜引水 PCP 管承插接口、 南水北调 PCCP管承插接口、引黄北线 PCCP 管承插接口、构皮滩水电站水垫塘、清水河混凝土 防渗、 云桥上库混凝土面板、 宝泉抽水蓄能电站上库进水口混凝土面板及伸缩缝、梨园混凝土面板接缝、宝泉水电站混凝土副坝上游面大面积防渗、新疆台混凝土面板、新疆温泉水电站面板、蒲石河抽水蓄能电站混凝土面板裂缝、双沟混凝土面板裂缝、龙羊峡水电站左右表孔溢洪道、公伯峡水电站表孔溢洪道、家峡水电站泄洪左底孔和右中孔、回龙水电站溢流面、太平哨水电站溢流面、白山水电站溢流面、富春江水电站溢流面、水电站厂房顶、新疆克腊塑客水电站溢流面、十三陵抽水蓄能电站面板及尾水洞、小湾水电站上游面防渗等工程进行了应用，取得了良好的效果。
由于它的优异的力学性能及施工方便，不需要专门的设备的特点，在水利水电工程的抗冲磨领域具有广阔的应用前景 联系人：志恒 sunzhhiwhr. 。