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【摘 要】本文介绍了环氧砂浆在各水电站混凝土修补中的成功应用。对长期承受高水流、强冲刷的水工建筑物来说，有个强壮的表面抗冲刷是必须的。通过已有的成功案例，建议类似修补工程可采用此方法。
【关键词】水电站；修补；环氧砂浆；混凝土；抗冲刷
1 引言
19世纪末20世纪初，德国Lindmann用两种有机化合物对苯二酚和环氧氯丙烷反应，生成树脂状产物；俄国化学家Prileschajaw用过氧化苯甲醚和烯烃反应，生成环氧化合物，揭开了环氧树脂发明的序幕。
我国1956年开始研制环氧树脂，1958年开始工业化生产。水利水电行业对环氧树指材料的需求很迫切，水工建筑物裂缝的修补，砼表面抗冲刷、磨损、空蚀作用的防护及处理，砼表面溶蚀、冻融剥蚀破坏的修补，表面缺陷的补强加固等等，往往都是用环氧砂浆进行涂层修复加固。传统环氧砂浆在常温下各化工原材料粘度和稠度较大，必须加热施工，环氧砂浆涂层易于产生脱空、脆裂等形式的破坏，影响其使用耐久性，部分原材料有毒，特别是施工加热又会放出大量强刺激性气体，对人体皮肤和呼吸道等器官产生过敏性反应，严重者甚至影响人体的其它生理功能。
2 新型NE-Ⅱ型环氧砂浆主要特性
2.1 常温施工
常温条件下各组分材料、施工器具及混凝土基面均不需要加热，易于施工操作。
2.2 不粘器具、施工方便快捷
外观颜色与混凝土基本一致，施工时类似于水泥砂浆不粘工器具，双组份成品包装，使用操作简单，施工方便快捷，施工面平整、光洁，易于保证施工质量。
2.3 无毒、无污染
国家建筑材料测试中心的毒性试验检测结果表明：NE-Ⅱ型环氧砂浆的各项主要毒性成份的含量均远低于国家室内装修材料标准。
2.4 柔韧性良好
具有良好的柔韧性和抗冲击性能，能够抵抗外力引起的变形，降低体系产生的内应力，提高材料的适应性能。
2.5 与混凝土的匹配性和耐久性能优良
具有良好的抗老化和抗碳化性能，其线性热膨胀系数（9.2×10-6/℃）较普通环氧砂浆（一般为[30~60]×10-6/℃）大大降低，与混凝土（一般为[8~11]×10-6/℃）基本一致，涂层能与混凝土在不同温度条件下实现同步变形，避免了因两种材料的胀缩性能差异太大而使界面应力过大，造成涂层脱空、开裂。
2.6 主要力学性能优良
主要力学性能优良，抗冲磨强度是C50硅粉混凝土的3~5倍，与混凝土粘结牢固。适用于建筑物的梁、柱、桩承台等的裂缝、混凝土构筑物表面的蜂窝、漏洞和露筋等的缺陷处理。
其间进行了多次修补和维护。1983年，对新安江电站老化涂层进行了修补，采用当时新研究出的弹性环氧砂浆，至今该涂层仍然没有开裂、脱空、起砂，而且与基层砼粘结良好，20多年的现场应用证明了弹性环氧砂浆的优势。
4.2 环氧砂浆在辽宁太平湾水电站的应用
1985年，太平湾电站22孔泄洪道在浇筑二期砼后，发现几乎每孔泄洪道中部垂直水流方向都出现贯穿性裂缝，工期紧迫，水库要按计划蓄水发电。当时决定采用弹性环氧砂浆修补，具体做法是沿裂缝凿出宽20cm、深2.5cm的梯形槽，用潮湿水下环氧砂浆找平，填平开凿面的凹凸不平处，上面铺1mm厚的橡胶板，再浇筑弹性环氧砂浆，砂浆面与两侧砼面之间压实、抹平。全部22孔泄洪道均采用这种方法处理。施工后水库按期蓄水，运行至今末发现任何问题。
4.3 NE环氧砂浆在二滩水电站的应用
二滩水电站1#泄洪洞为C50硅粉混凝土衬砌，设计最大流量为3700m3/s，最高流速为45m/s。2001年汛后检查发现，1#泄洪洞2#掺气坎下游直至出口段底板、边墙遭遇大面积损坏，其中底板混凝土衬砌大面积损坏，局部完全损毁，外露基岩；边墙4m以下区域磨损严重，大多外露粗骨料，高速水流挟带推移质冲刷后形成的线形凹槽分布广泛；边墙4m以上区域受磨损程度较轻，大多外露细骨料、无混凝土乳皮、手感粗糙。
为保证二滩水电站的安全运行，需要对1#泄洪洞损坏部位进行修复，但选择何种材料来抵抗高速水流的冲刷和磨损，却成为摆在设计者面前的一道难题，为此2002年设计和业主派代表在全国各大中型水电站进行考察，初选了HF抗冲磨混凝土、NE环氧砂浆、高强喷涂树脂三种材料，经过对材料性能、施工方法、应用效果的比对，最终设计确定1#泄洪洞底板修复采用C50硅粉混凝土衬砌；边墙4m以下部位的表面修复采用环氧砂浆保护层，边墙4～7m部位的表面修复采用环氧胶泥保护层。通过现场工艺性试验，业主最终选定NE环氧砂浆做为边墙修复的抗冲磨材料。
二滩1#泄洪洞边墙表面修复工程环氧砂浆保护层的设计工程量为5100m2，平均层厚7mm；环氧胶泥保护层的设计工程量为4500m2，平均层厚约1mm。1#泄洪洞于2003年6月修复完毕后，7月中旬即投入汛期使用，至今已历经八个汛期近2000小时的泄水运行，业主在每年汛后都组织人员进
【关键词】水电站；修补；环氧砂浆；混凝土；抗冲刷
1 引言
19世纪末20世纪初，德国Lindmann用两种有机化合物对苯二酚和环氧氯丙烷反应，生成树脂状产物；俄国化学家Prileschajaw用过氧化苯甲醚和烯烃反应，生成环氧化合物，揭开了环氧树脂发明的序幕。
我国1956年开始研制环氧树脂，1958年开始工业化生产。水利水电行业对环氧树指材料的需求很迫切，水工建筑物裂缝的修补，砼表面抗冲刷、磨损、空蚀作用的防护及处理，砼表面溶蚀、冻融剥蚀破坏的修补，表面缺陷的补强加固等等，往往都是用环氧砂浆进行涂层修复加固。传统环氧砂浆在常温下各化工原材料粘度和稠度较大，必须加热施工，环氧砂浆涂层易于产生脱空、脆裂等形式的破坏，影响其使用耐久性，部分原材料有毒，特别是施工加热又会放出大量强刺激性气体，对人体皮肤和呼吸道等器官产生过敏性反应，严重者甚至影响人体的其它生理功能。
2 新型NE-Ⅱ型环氧砂浆主要特性
2.1 常温施工
常温条件下各组分材料、施工器具及混凝土基面均不需要加热，易于施工操作。
2.2 不粘器具、施工方便快捷
外观颜色与混凝土基本一致，施工时类似于水泥砂浆不粘工器具，双组份成品包装，使用操作简单，施工方便快捷，施工面平整、光洁，易于保证施工质量。
2.3 无毒、无污染
国家建筑材料测试中心的毒性试验检测结果表明：NE-Ⅱ型环氧砂浆的各项主要毒性成份的含量均远低于国家室内装修材料标准。
2.4 柔韧性良好
具有良好的柔韧性和抗冲击性能，能够抵抗外力引起的变形，降低体系产生的内应力，提高材料的适应性能。
2.5 与混凝土的匹配性和耐久性能优良
具有良好的抗老化和抗碳化性能，其线性热膨胀系数（9.2×10-6/℃）较普通环氧砂浆（一般为[30~60]×10-6/℃）大大降低，与混凝土（一般为[8~11]×10-6/℃）基本一致，涂层能与混凝土在不同温度条件下实现同步变形，避免了因两种材料的胀缩性能差异太大而使界面应力过大，造成涂层脱空、开裂。
2.6 主要力学性能优良
主要力学性能优良，抗冲磨强度是C50硅粉混凝土的3~5倍，与混凝土粘结牢固。适用于建筑物的梁、柱、桩承台等的裂缝、混凝土构筑物表面的蜂窝、漏洞和露筋等的缺陷处理。
其间进行了多次修补和维护。1983年，对新安江电站老化涂层进行了修补，采用当时新研究出的弹性环氧砂浆，至今该涂层仍然没有开裂、脱空、起砂，而且与基层砼粘结良好，20多年的现场应用证明了弹性环氧砂浆的优势。
4.2 环氧砂浆在辽宁太平湾水电站的应用
1985年，太平湾电站22孔泄洪道在浇筑二期砼后，发现几乎每孔泄洪道中部垂直水流方向都出现贯穿性裂缝，工期紧迫，水库要按计划蓄水发电。当时决定采用弹性环氧砂浆修补，具体做法是沿裂缝凿出宽20cm、深2.5cm的梯形槽，用潮湿水下环氧砂浆找平，填平开凿面的凹凸不平处，上面铺1mm厚的橡胶板，再浇筑弹性环氧砂浆，砂浆面与两侧砼面之间压实、抹平。全部22孔泄洪道均采用这种方法处理。施工后水库按期蓄水，运行至今末发现任何问题。
4.3 NE环氧砂浆在二滩水电站的应用
二滩水电站1#泄洪洞为C50硅粉混凝土衬砌，设计最大流量为3700m3/s，最高流速为45m/s。2001年汛后检查发现，1#泄洪洞2#掺气坎下游直至出口段底板、边墙遭遇大面积损坏，其中底板混凝土衬砌大面积损坏，局部完全损毁，外露基岩；边墙4m以下区域磨损严重，大多外露粗骨料，高速水流挟带推移质冲刷后形成的线形凹槽分布广泛；边墙4m以上区域受磨损程度较轻，大多外露细骨料、无混凝土乳皮、手感粗糙。
为保证二滩水电站的安全运行，需要对1#泄洪洞损坏部位进行修复，但选择何种材料来抵抗高速水流的冲刷和磨损，却成为摆在设计者面前的一道难题，为此2002年设计和业主派代表在全国各大中型水电站进行考察，初选了HF抗冲磨混凝土、NE环氧砂浆、高强喷涂树脂三种材料，经过对材料性能、施工方法、应用效果的比对，最终设计确定1#泄洪洞底板修复采用C50硅粉混凝土衬砌；边墙4m以下部位的表面修复采用环氧砂浆保护层，边墙4～7m部位的表面修复采用环氧胶泥保护层。通过现场工艺性试验，业主最终选定NE环氧砂浆做为边墙修复的抗冲磨材料。
二滩1#泄洪洞边墙表面修复工程环氧砂浆保护层的设计工程量为5100m2，平均层厚7mm；环氧胶泥保护层的设计工程量为4500m2，平均层厚约1mm。1#泄洪洞于2003年6月修复完毕后，7月中旬即投入汛期使用，至今已历经八个汛期近2000小时的泄水运行，业主在每年汛后都组织人员进