一种长寿命抗冲磨修复技术的制作方法

1.本发明涉及一种长寿命抗冲磨修复技术，属于水工泄水建筑物抗冲磨技术领域。


背景技术：

3.现有抗冲磨修复技术主要有二类：一类是以c50硅粉混凝土为代表，通过提高混凝土强度来提高抗冲磨性能；另一类是以环氧砂浆为代表，通过在基础混凝土表面涂覆环氧砂浆等各种有机高分子基材料来提高抗冲磨性能。前一种的优点是经济性好、施工方便，材料本身耐老化，但缺点是脆性、易开裂、抗拉强度低、抗冲击韧性差，因而抗冲磨、抗气蚀性能不足。后一种优点是抗冲蚀性能显著提升，但由于有机高分子材料与基础混凝土线膨胀系数相差较大(约3倍)，容易在环境温度荷载作用下(热胀冷缩)因变形不一致而导致界面出现错层、空鼓、脱落等病害，缩短服役寿命。而且相对成本较高，对施工环境要求苛刻，施工难度也较大。另外，做表面防护应用时，有机高分子材料耐老化性能差，也不利其长寿命服役。
4.综上，虽然水工泄水建筑物抗冲磨修复技术随着科学发展取得了长足进步，但现有技术依然存在着各自的局限。开发一种服役寿命长、全寿命经济性好、施工方便的新型抗冲磨修复技术十分必要。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，针对水工泄水建筑物现有抗冲磨修复技术服役寿命短、需要反复维修、运维成本高的缺点，提供一种长寿命抗冲磨修复技术。兼具现有技术的优点，同时又能较好克服各自缺点，达到长效使用寿命、降低运维成本的目的。
6.本发明的技术方案：一种长寿命抗冲磨修复技术，在水工泄水建筑物过流面按照涂布量2-3m2/kg涂刷亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg，然后再在其上浇筑应变强化型无机金属抗冲磨材料，当基面为斜面且倾角大于15
°
时，在应变强化型无机金属抗冲磨材料中添加高触变性流变改性剂tv；应变强化型无机金属抗冲磨材料由高强致密基体粉料usc、特种涂层金属纤维以及水组成，三者的重量比为：1000：93～95：88～101，高触变性流变改性剂tv的添加量为高强致密基体粉料usc重量的0.02％～0.2％。
7.前述的长寿命抗冲磨修复技术中，所述应变强化型无机金属抗冲磨材料为上海通洋化工有限公司研发、生产。
8.前述的长寿命抗冲磨修复技术中，所述亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg由a组分——亲水性低粘度聚氨酯改性环氧树脂pue和b组分——脂肪族胺固化剂hd均匀混合而成，混合比例为a组分:b组分＝2-3:1，所述亲水性低粘度聚氨酯改性环氧树脂pue，由液体双酚a加入其重量5-20％的聚氨酯预聚体后接枝共聚获得。
9.前述的长寿命抗冲磨修复技术中，所述高触变性流变改性剂tv由以下一种或两种以上材料按重量比1：0-1：0-1组成：羟丙基甲基纤维素醚+气相二氧化硅+插层凹凸棒土。
10.前述的长寿命抗冲磨修复技术中，浇筑应变强化型无机金属抗冲磨材料采用分仓
施工，每仓的施工面积最大为长度
×
宽度＝30m
×
30m，在垂直水流方向的结构缝处设置横向齿槽结构，并在齿槽内部设置插筋，然后按照基面施工工艺涂刷亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg以及浇筑应变强化型无机金属抗冲磨材料，施工面为斜面且倾角大于15
°
时，在应变强化型无机金属抗冲磨材料中亦添加高触变性流变改性剂tv。
11.前述的长寿命抗冲磨修复技术中，所述齿槽开挖宽度
×
深度为15-20cm
×
5-20cm，槽内成梅花形布置φ10插筋，插筋植入深度10cm，顶部与基面平齐，间隔20cm布置，齿槽内浇筑厚度与基面浇筑厚度等高。
12.前述的长寿命抗冲磨修复技术中，所述齿槽后方25cm处的基础混凝土板基面上，成梅花形再布置二排φ10插筋，前后、左右间隔均为25cm，插筋植入深度10cm，露出基面2.5cm，浇筑时，齿槽与后方布置二排插筋的50cm范围内一次性浇筑完成；当施工面所处基面为斜面且倾角大于15
°
时，齿槽后方的基础混凝土板基面上，成梅花形满仓布置插筋，插筋采用φ10以上钢筋，插筋植入深度为10d，d为插筋的直径，前后、左右间隔均为50cm。
13.前述的长寿命抗冲磨修复技术中，所述基面浇筑应变强化型无机金属抗冲磨材料厚度至少为3cm。
14.前述的长寿命抗冲磨修复技术中，所述应变强化型无机金属抗冲磨材料采用立轴强制式、高功率精密搅拌机搅拌，搅拌机叶片与筒壁间隙应小于2mm，500l容量的电机功率大于7.5kw，转速大于60rpm。
15.前述的长寿命抗冲磨修复技术中，浇筑完成后在其表面立即进行覆膜养护。
16.本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的修复技术具有以下几个方面的优点：
17.1、本发明通过采用新型的应变强化型无机金属抗冲磨材料，配合使用创新性的低粘度高渗透型聚氨酯改性界面胶tg和高触变性流变改性剂tv两种辅材，结合创新性的齿槽结构设计以及针对性设计的全新搅拌参数与施工技术，实现水工泄水建筑物抗冲磨修复后(浇筑厚度3cm)7年以上的使用寿命，期间无需再次维修，不仅一次造价低(比典型环氧砂浆节约一半左右费用)，而且大大节约了传统技术往往需要反复维修所投入的大量人力、物力，全寿命经济性显著。本发明的长寿命抗冲磨修复技术，从材料(主材、辅材)到结构，再到施工参数与施工技术，均具有突出的创新性和先进性。
18.2、采用的应变强化型无机金属抗冲磨材料，具有突出的材料力学性能和抗冲磨应用性能，其抗压、抗折、抗拉强度以及拉伸应变分别达到150mpa、40mpa、10mpa和2000微应变(10-6
)以上，显著高于现有典型技术(c50硅粉混凝土和以环氧为代表的有机高分子基抗冲磨材料)数倍乃至十几倍。这种新型材料具有“高强高韧”的特点，不仅强度高，而且韧性好，因而抗冲击韧性、抗冲磨强度性能十分突出，分别达到20kj/m2和200h/(kg/m2)以上，显著高于大多数现有抗冲磨技术的数倍乃至十几倍不等。而且其线膨胀系数与基础混凝土完全一致，因此在热胀冷缩的环境温度荷载作用下，能一起协调变形，避免出现界面病害如脱粘、错层、空鼓等，更好的提供长周期服役寿命。
19.3、本发明设计的创新型亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg，与现有典型界面胶相比，具有显著的优势：1)性能优越。亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg表面张力小、粒径细、粘度低，对基础混凝土界面具有更好的润湿、渗透性能，能够渗入基础混凝土一定深度，起到更好的锚固、补强作用，因而能提供更高的界面粘结强度，提高幅度达30％-100％甚至更
高(与面层材料本身粘结强度有关)，显著高于传统界面剂/胶。这是因为，传统界面剂/胶一般分子量较大、粒径粗，而且表面能大(表面张力大)，因而渗透性差，不易渗入基础混凝土起到补强、锚固作用。而且部分传统界面剂/胶部分产品由于使用条件苛刻(如需要干燥基面才能施工)，一旦实际施工条件产生偏差，反而会造成负面影响。本发明采用的应变强化型无机金属抗冲磨材料与c50素混凝土(不加界面胶)的粘结强度为3.0mpa，采用亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg后界面粘结强度提高到4.0mpa以上，提高幅度超过三分之一。2)绿色环保。亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg为亲水性无溶剂设计，无挥发性溶剂、无毒无污染，对环境十分友好。溶剂型产品涂刷时会挥发大量毒性有机溶剂，不仅损害施工人员健康，还对周围环境造成污染。3)耐老化性能好。亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg是通过先进的接枝共聚技术进行聚氨酯改性的聚合物，因而比传统的环氧类界面胶具有更好的耐老化性能，可显著提高其使用寿命。4)使用方便。因为亲水性设计，因此可在潮湿基面使用，克服了传统溶剂型界面剂/胶需要干燥基面才能施工的弊病，降低施工难度，提高工作效率，缩短施工工期。
20.4、本发明设计的创新型高触变性流变改性剂tv，与常规增粘、增稠剂相比，具有以下突出的优势:1)更好的施工性能。高触变性流变改性剂tv具有极高低剪粘度，而同时又能把中剪、高剪粘度控制在相对较低水平，因而在赋予浇筑材料良好触变性能的前提下，还能有效降低材料内部粘滞力。表现在施工性能上，就是新浇筑面层抗冲磨材料，既能在斜面上停留、不流淌，满足斜面施工要求，又可以“轻松”摊铺、抹面，不粘滞、不费力，降低劳动强度，较好克服了环氧类材料由于粘度大(粘滞力大)而不易摊铺抹平、劳动强度大等弊病。2)使用方便。高触变性流变改性剂tv采用固体粉末包装，可以很方便在材料搅拌时直接外掺使用，消除了常规液体增稠剂由于溶剂和水的加入而在使用中需要调整搅拌配合比的麻烦。由于触变指数高，对粘度调节灵敏，只需少量即可满足不同斜面的施工要求。3)对浇筑材料力学性能影响小。传统增粘剂由于触变指数低，往往需要很大添加量(1-5％)才能满足不同工况的施工性能要求，而这种外掺材料的加入会在一定程度上降低被加材料本身的力学性能。本发明设计的创新性高触变性流变改性剂tv由于触变指数高，对粘度调节特别灵敏，因而掺量极小，一般掺量0.02-0.2％(重量比)即能满足倾斜度从10-90度的斜面施工要求，因而对材料力学性能的影响可以忽略不计。
21.5、本发明设计的创新性结构设计，在结构缝处巧妙运用简便的齿槽结构原理，科学又经济地消除了垂直水流方向的横向结构缝易受水力正面冲击破坏而可能形成的结构薄弱环节，大大降低了被高速水流“掀板”的潜在危害，提高了抗冲磨结构的可靠性和使用寿命。这种新型结构设计具有创新性、可靠性、实用性、便捷性和经济性特点。
22.6、采用本发明的创新施工技术后，能获得以下益处：1)通过搅拌设备参数调整，使应变强化型无机金属抗冲磨材料能够被高效、充分地搅拌均匀，实现极低水胶比下自流平、自密实的工作性能，解决了传统设备常见的搅拌时间长、效率低、搅拌不均匀、纤维结团等弊病，这些问题往往严重影响材料性能；2)通过配套辅材创新，使新旧界面的粘结强度提高30％以上，且本身收缩率为零，确保新旧界面在整个服役期内不发生界面问题，消除了传统界面胶经常出现的脱粘、错层、空鼓等病害，为抗冲磨修复技术实现长寿命服役奠定关键基础。而且绿色环保，并能在潮湿基面施工，不仅对环境十分友好，还能大大降低施工难度、有效缩短施工工期。通过高触变性流变改性剂tv，使自流平材料在斜面上应用成为可能，且能
一定程度上降低斜面的施工难度，有利工程进度。3)通过“边收面边覆膜”成套工艺创新，克服了usc材料由于极低水胶比、表面易失水产生缺陷的弊端，确保施工质量。
附图说明
23.图1为齿槽结构立体示意图；
24.图2为齿槽结构平面示意图；
25.图3为斜面插筋布置示意图。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
27.本发明的实施例1：2015年8月，山西万家寨水利枢纽5号坝段护坦底板800m2试验段(平面)首次采用本发明技术进行维修。
28.应变强化型无机金属抗冲磨材料按以下重量比采用的创新型搅拌机搅拌均匀而成：1000(高强致密无机基体粉料usc)+94(特种涂层金属纤维)+101(水)。
29.搅拌机参数如下：容量500l立轴强制式搅拌机，搅拌叶片与筒壁间隙2mm,电机功率7.5kw，转速60rpm。
30.受高速含沙水流冲磨破坏的基础混凝土(c50)进行表面凿毛处理(凿毛深度约1cm)，去除松散结构，用高压水枪冲洗干净后，涂刷亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg，涂布量2-3m2/kg。亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg为亲水性双组份，按a组分：b组分＝3:1的比例混合均匀，a组分为亲水性低粘度聚氨酯改性环氧树脂pue，b组分为脂肪族胺固化剂hd。其中a组分的聚氨酯改性比例为8％(重量比，接枝共聚)。
31.然后按本发明的创新施工技术浇筑应变强化型无机金属抗冲磨材料，厚度为3cm,覆膜保湿养护二周。有关材料检测性能见表1。
32.历经7年泄洪、抗冲刷考验，至2022年应变强化型无机金属抗冲磨材料层依然保持良好完整性，始终无开裂、空鼓等病害，仅有逐年均匀减薄现象(逐年逐层均匀磨损)。同期对比使用的环氧等传统技术，则几乎每年汛期后都会有局部抗冲磨面层开裂或界面空鼓、脱落等病害出现，需要反复维修。
33.本发明的修复技术，一次造价大约是典型环氧砂浆的一半左右，再加上7年周期环氧的维修费用，本发明的全寿命经济性非常显著。7年周期的实践证明，与现有抗冲磨修复技术相比，本发明具有突出的技术优势和经济价值，充分体现了其创新性和先进性。
34.本发明的实施例2：2021年5月，万家寨水利枢纽在6年前800m2试验段取得良好效果的基础上，扩大应用，采用本发明技术对6-8号坝段共3400m2护坦底板进行大面积抗冲磨维修，其中1200m2为斜面(挑坎)，其余为平面。
35.应变强化型无机金属抗冲磨材料按重量比——1000(高强致密无机基体粉料usc)+93.5(特种涂层金属纤维)+90(水)。
36.用500l立轴强制式搅拌机(搅拌叶片与筒壁间隙2mm,电机功率7.5kw，转速60rpm)搅拌均匀而成。
37.基础混凝土(c50)经凿毛处理后(深度约1cm)，涂刷亲水性低粘度聚氨酯改性界面
胶tg，涂布量2-3m2/kg。亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg为亲水性双组份，按a组分：b组分＝3:1的比例混合均匀，a组分为亲水性低粘度聚氨酯改性环氧树脂pue，b组分为脂肪族胺固化剂hd，其中a组分的聚氨酯改性比例为8％(重量比，接枝共聚)。
38.按本发明创新结构设计，横缝处设置横向齿槽结构，尺寸为15cm
×
10cm(宽度
×
深度)。依照基础混凝土分仓尺寸20m
×
19m(长
×
宽)分仓浇筑。按照本发明的创新施工技术，浇筑应变强化型无机金属抗冲磨材料，厚度为3cm,覆膜保湿养护二周。
39.1200m2斜面(挑坎)施工时，按照本发明斜面结构设计与施工工法，基面用φ10插筋增强界面连接，插筋前后左右间隔均为50cm,成梅花形布置，见图3示意图。
40.应变强化型无机金属抗冲磨材料搅拌时外掺高触变性流变改性剂tv，高触变性流变改性剂tv由单组分羟丙基甲基纤维素醚(hpmc)构成。
41.挑坎从高到低斜率不一，大致分为三段，最高段倾角60度以上(顶端达到约75度)，中间段约40-60度，下面段约20-40度。针对这三段倾角，现场试验确定流变改性剂tv的外掺量从高到低分别为：0.12％、0.10％和0.05％(相对于高强致密无机基体粉料usc重量比)，取得满意的施工效果。
42.经过近3年泄洪、抗冲刷考验，抗冲磨面层始终保持良好完整性，没有发现开裂、脱粘、错层、空鼓等病害，体现了本发明修复技术的材料先进性、结构科学性和工艺合理性，大规模应用取得了良好效果。有关材料测试性能见表1。
43.本发明的实施例3：2022年6月，万家寨水利枢纽继续采用本发明技术对剩余的5号坝段约1100m2的护坦底板进行抗冲磨维修，其中约1/3(～370m2)为斜面(挑坎)，其余为平面，并在约100m2的溢流面(曲面)进行工艺性试验应用。
44.应变强化型无机金属抗冲磨材料按重量比——1000(高强致密无机基体粉料)+93.5(特种涂层金属纤维)+88-95(水)。
45.用500l立轴强制式搅拌机(搅拌叶片与筒壁间隙2mm,电机功率7.5kw，转速60rpm)搅拌均匀而成。基础混凝土(c50)经凿毛处理后(深度约1cm)，涂刷亲水性低粘度界面胶tg，涂布量2-3m2/kg。亲水性低粘度界面胶tg为亲水性双组份，按a组分：b组分＝3:1的比例混合均匀，a组分为亲水性低粘度聚氨酯改性环氧树脂pue，b组分为脂肪族胺固化剂hd，其中a组分的聚氨酯改性比例为8％(重量比，接枝共聚)。
46.按本发明创新结构设计，结构缝横缝处设置横向齿槽结构，尺寸为15cm
×
10cm(宽度
×
深度)。依照基础混凝土分仓尺寸20m
×
19m(长
×
宽)分仓浇筑。按照本发明的创新施工技术，浇筑应变强化型无机金属抗冲磨材料，本次浇筑厚度为5cm,覆膜保湿养护二周。
47.370m2挑坎(斜面)施工时，基面用φ10插筋增强界面连接，插筋前后左右间隔均为50cm,成梅花形布置，见附图3示意图。
48.应变强化型无机金属抗冲磨材料搅拌时外掺高触变性流变改性剂tv，tv由单组分羟丙基甲基纤维素醚(hpmc)构成。
49.挑坎从高到低分为三段，最高段倾角60度以上(顶端达到约75度)，中段约40-60度，下段约20-40度。针对这三段倾角，现场试验确定流变改性剂tv的外掺量从高到低分别为：0.1％、0.08％和0.06％(相对于高强致密无机基体粉料重量比)。100m2溢流面(曲面)试验段施工工艺与斜面相同，均取得满意的施工效果。
50.经过2022年夏季泄洪、冲刷后，usc抗冲磨面层完整完好，没有发现开裂、脱粘、错
层、空鼓等病害，工程取得预期效果。有关材料测试性能见表1。
51.表1实施例1-3主要性能测试数据
[0052][0053]
上述实施例中的应变强化型无机金属抗冲磨材料为上海通洋化工有限公司研发、生产。其详情可参见中国专利cn114956723a，其中高强致密无机基体粉料usc、特种涂层金属纤维以及水均为其重要组成成分。高强致密无机基体粉料usc和特种涂层金属纤维如何制备得到在上述专利中有详细记载。
[0054]
上述实施例采用的长寿命抗冲磨修复技术，即采用专利产品——应变强化型无机金属抗冲磨材料、配合创新型亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg和高触变性流变改性剂tv，通过创新的增强结构设计和施工技术，达到受损过流面修复后长效抗冲磨目的，减少大量人力物力投入，确保大坝运营安全。抗冲磨强度达到200[h/(kg/m2)]以上，是现有大多数修复技术的数倍乃至十几倍，且能与基础混凝土协同变形，克服了有机高分子基修复技术常见的界面问题多(脱落、空鼓等)、成本高、施工难度大等弊病。3cm厚度的应变强化型无机金属抗冲磨材料抗冲磨修复层服役寿命达到7年以上，期间无需反复维修，大幅降低泄水建筑物运维成本，全寿命经济性显著。
[0055]
上述实施例中的亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg，由亲水性低粘度聚氨酯改性环氧树脂pue(a组分)和脂肪族胺固化剂hd(b组分)按比例混合均匀而成，混合比例为a组分:b组分＝2-3:1。亲水性低粘度聚氨酯改性环氧树脂pue(a组分)，在反应釜中由液体双酚a滴加5-20％(重量)聚氨酯预聚体后通过接枝共聚获得。聚氨酯预聚体中的异氰酸酯基(-nco)与环氧基反应生成烷酮结构的聚合物，形成ipn互穿网路，从而提高tg界面胶的界面粘结强度、抗冲击韧性、渗透性和耐老化性能，同时降低材料固化时的收缩率。采用该亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg后，界面粘结强度可提高30％以上。本发明中采用的应变强化型无机金属抗冲磨材料与c50混凝土的素界面粘结强度(无界面胶)为3mpa，涂刷亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg后粘结强度提高到4mpa以上，提高幅度超过三分之一，进一步确保新旧材料间的界面连接性能。亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg无挥发性溶剂，绿色环保；粘度低，流动性好，渗透性强；粘结强度高，固化后无收缩；耐化学腐蚀、耐老化性能好；而且施工方便，可在潮湿基面施工、固化，可滚涂、刷涂或喷涂。
[0056]
上述实施例中的高触变性流变改性剂tv，是一种具有较高低剪切粘度、较低中、高剪切粘度、具备良好触变性能的流变改性剂，由以下一种或两种材料按重量比1：(0-1)：(0-1)组成：羟丙基甲基纤维素醚(hpmc)+气相二氧化硅+插层凹凸棒土。该高触变性流变改性剂tv具有触变指数易调、对力学性能影响较小的特点，其用量为高强致密无机基体粉料重
量的0.02％～0.2％。当斜面应用时，自流平材料在斜面上会流淌，需要添加该高触变性流变改性剂tv以调整合适流动度与施工性能。
[0057]
上述实施例中在垂直水流方向的结构缝处设置横向齿槽结构，可增强横缝迎水面因受正面高速水流冲击而造成的结构薄弱点。该处新旧界面一旦遭受水冲击力破坏，高速水流就会沿界面逐步深入到层间内部，造成进一步的更大损害，严重的会造成“掀板”效应。本发明创新性的提出在横向结构缝处(垂直水流方向)，开挖宽度
×
深度为(15-20)cm
×
(5-20)cm的齿槽，槽内成梅花形布置φ10插筋，插筋植入深度10cm，露出槽底5-20cm(与基面平齐)，间隔20cm，见图1、图2所示。同时，在齿槽后方(顺水流方向)25cm处的基础混凝土板上，成梅花形再布置二排φ10插筋，前后、左右间隔均为25cm，见图2所示。插筋植入深度10cm，露出基面2.5cm。浇筑应变强化型无机金属抗冲磨材料面层时，齿槽与后方布置二排插筋的50cm范围内一次性浇筑完成，形成完整的整体，可显著提高横向结构缝处抵抗正面水利冲击的破坏能力，消除抗冲磨结构的薄弱环节，延长服役寿命。
[0058]
另外，当施工面为斜面且倾角大于15度时，基面混凝土界面增加插筋设置范围，进一步增强斜面上的界面连接性能。插筋采用φ10以上钢筋，插筋深度为10d(d为插筋的直径)，露出基面2.5cm，间隔50cm，成梅花形布置。
[0059]
上述实施例中的创新施工技术，其特点在于：
[0060]
1)新旧界面采用亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg增强，其特点是低表面张力、高渗透性，可深入基础混凝土一定深度从而提高界面粘结强度，提高幅度达到30％以上。采用本发明的亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg技术后，应变强化型无机金属抗冲磨材料与c50基础混凝土的界面粘结强度从3.0mpa提高到4.0mpa以上，提高幅度超过三分之一。tg涂布量2-3m2/kg，干燥、潮湿基面均可使用，但不可有明水。
[0061]
2)采用高触变性流变改性剂tv，其优点是既能方便调节应变强化型无机金属抗冲磨材料的流动度以满足不同斜面的施工工况，又能满足“容易摊铺、抹面，不粘滞”的良好施工性能，其核心技术在于低、中、高三种剪切粘度的合理搭配。低剪粘度高，可使材料具备良好的触变性(可在斜面上停留、不流淌)；但如果中、高剪粘度也高，那就会使施工变得非常费力(粘滞力大)，不容易摊铺、抹面。因此，为在斜面上达到“既能停留、又不费力”的良好施工性能，需要材料具备高的低剪粘度和低的中、高剪粘度。
[0062]
3)调整搅拌参数，搅拌机叶片与筒壁间隙应小于2mm，500l容量的电机功率应大于7.5kw，转速大于60rpm。
[0063]
4)浇筑时采用创新的“边收面边覆膜”工艺，克服由于usc材料的极低水胶比而导致的表面易失水产生表面缺陷的弊病。

技术特征：
1.一种长寿命抗冲磨修复技术，其特征在于：在水工泄水建筑物过流面按照涂布量2-3m2/kg涂刷亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg，然后再在其上浇筑应变强化型无机金属抗冲磨材料，当基面为斜面且倾角大于15
°
时，在应变强化型无机金属抗冲磨材料中添加高触变性流变改性剂tv；应变强化型无机金属抗冲磨材料由高强致密基体粉料usc、特种涂层金属纤维以及水组成，三者的重量比为：1000：93～95：88～101，高触变性流变改性剂tv的添加量为高强致密基体粉料usc重量的0.02%～0.2%。2.根据权利要求1所述的长寿命抗冲磨修复技术，其特征在于：所述应变强化型无机金属抗冲磨材料为上海通洋化工有限公司研发、生产。3.根据权利要求1所述的长寿命抗冲磨修复技术，其特征在于：所述亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg由a组分——亲水性低粘度聚氨酯改性环氧树脂pue和b组分——脂肪族胺固化剂hd均匀混合而成，混合比例为a组分:b组分=2-3:1，所述亲水性低粘度聚氨酯改性环氧树脂pue，由液体双酚a加入其重量5-20%的聚氨酯预聚体后接枝共聚获得。4.根据权利要求1所述的长寿命抗冲磨修复技术，其特征在于：所述高触变性流变改性剂tv由以下一种或两种以上材料按重量比1：0-1：0-1组成：羟丙基甲基纤维素醚+气相二氧化硅+插层凹凸棒土。5.根据权利要求1所述的长寿命抗冲磨修复技术，其特征在于：浇筑应变强化型无机金属抗冲磨材料采用分仓施工，每仓的施工面积最大为长度
×
宽度=30m
×
30m，在垂直水流方向的结构缝处设置横向齿槽结构，并在齿槽内部设置插筋，然后按照基面施工工艺涂刷亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶tg以及浇筑应变强化型无机金属抗冲磨材料，施工面为斜面且倾角大于15
°
时，在应变强化型无机金属抗冲磨材料中亦添加高触变性流变改性剂tv。6.根据权利要求5所述的长寿命抗冲磨修复技术，其特征在于：所述齿槽开挖宽度
×
深度为15-20cm
×
5-20cm，槽内成梅花形布置φ10插筋，插筋植入深度10cm，顶部与基面平齐，间隔20cm布置，齿槽内浇筑厚度与基面浇筑厚度等高。7.根据权利要求5所述的长寿命抗冲磨修复技术，其特征在于：所述齿槽后方25cm处的基础混凝土板基面上，成梅花形再布置二排φ10插筋，前后、左右间隔均为25cm，插筋植入深度10cm，露出基面2.5cm，浇筑时，齿槽与后方布置二排插筋的50cm范围内一次性浇筑完成；当施工面所处基面为斜面且倾角大于15
°
时，齿槽后方的基础混凝土板基面上，成梅花形满仓布置插筋，插筋采用φ10以上钢筋，插筋植入深度为10d，d为插筋的直径，前后、左右间隔均为50cm。8.根据权利要求1所述的长寿命抗冲磨修复技术，其特征在于：所述基面浇筑应变强化型无机金属抗冲磨材料厚度至少为3cm。9.根据权利要求1所述的长寿命抗冲磨修复技术，其特征在于：所述应变强化型无机金属抗冲磨材料采用立轴强制式、高功率精密搅拌机搅拌，搅拌机叶片与筒壁间隙应小于2mm，500l容量的电机功率大于7.5kw，转速大于60rpm。10.根据权利要求1所述的长寿命抗冲磨修复技术，其特征在于：浇筑完成后在其表面立即进行覆膜养护。

技术总结
本发明公开了一种用于水工泄水建筑物的长寿命抗冲磨修复技术，采用应变强化型无机金属抗冲磨材料，配合两种创新性辅材——亲水性低粘度聚氨酯改性界面胶TG和高触变性流变改性剂TV，通过创新结构设计和施工技术，使修复后的抗冲磨面层结构拥有高强高韧、高抗裂、高抗冲击耐磨蚀、高耐老化的优异抗冲磨性能，并可与基础混凝土协调变形，消除传统修复技术常见的界面问题如错层、脱粘、空鼓等，实现长效服役寿命。3cm厚抗冲磨面层的使用寿命达到7年以上，期间无需二次维修，节约传统技术因反复冲磨破坏而需要投入的大量人力物力，显著提高抗冲磨结构的全寿命经济性，更好保障大坝运营安全。全。全。


技术研发人员：王金亮 董同亮 孙新宁 张涛 刘国平
受保护的技术使用者：上海罗洋新材料科技有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/9/20