我国该领域的科研队伍及主要成果分析

(1)防腐蚀涂料。我国从事涂料研究的工作者众多,但在水利水电工程领域的研究队伍和力量明显薄弱。很多技术是拿来就用,发现不适合时才考虑进一步研究。在水利水电行业,国家电力总公司资助的由南京水利科学研究院承担的“九五”重点项目“水电工程金属结构防腐蚀及安全检测技术研究”第2专题“水电工程金属结构防护涂料的研究”已通过鉴定。该项成果针对水电工程金属结构的不同运行工况研制了三类长效防腐蚀涂料:耐候涂料(针对大气腐蚀)、抗微生物腐蚀涂料(针对水中微生物腐蚀)和耐磨涂料(针对挟沙水流的磨蚀),在工程中应用效果明显。水利部资助的由南京水利科学研究院承担的2003年科技创新项目“环境友好型喷涂弹性聚氨酯涂料”,包括聚脲弹性喷涂材料,是针对水利工程目前防护涂料基本上是有大量有机挥发物污染环境的情况进行开发的。原电力工业部资助的由南京水利科学研究院承担的项目“火电厂钢结构的防腐研究——T—90水性富锌涂料保护的试验研究及应用”,该项研究成果同样是有利于环境保护的涂料,已通过部级鉴定并在工程中得到推广应用。长江科学院近年研究的环氧树脂纳米涂层材料,已通过部级鉴定。

(2)土工合成材料。我国从事土工合成材研究的科技人员众多,主要涉及水利水电、交通、环保等领域的高等院校和科研院所。水利水电行业在土工合成材料领域起步较早,其成果有一定的代表性,其中以清华大学、河海大学、中国水利水电科学研究院、南京水利科学研究院、长江科学院等为代表,均有一支长期从事土工合成材料研究的稳定的科研队伍。

自国内开展土工合成材料的研究和应用以来,水利部、交通部、铁道部等均成立重大项目和专题进行各方面的研究。特别是在1998年洪水后,土工合成材料研究得到大力发展,给该领域带来了新的机遇和挑战。国家拨专款成立多个研究课题,内容涉及:①新产品的开发研制(如土工合成材料在堤防除险加固中的应用研究课题,开发和研制了抢护堤防管涌破坏的装配式围井和滤垫,取得了国家发明专利,并被列为国家防汛储备物资);②国外研究工作调研(出版了专著《国外土工合成材料的应用研究》);③示范工程(如长江嘶马弯道应用土工模袋示范工程,治理深圳河土工合成材料示范工程等)。

(3)高分子灌浆材料。这类材料水利行业使用最多,大多新材料的开发是本行业的科技工作者自行或联合研究的。这方面的研究队伍相对比较集中。(www.xing528.com)

国家电力公司华东勘测设计研究院于20世纪80年代即研究出LW 和HW 高分子灌浆材料,用于混凝土裂缝修补或防渗堵漏,已在工程中推广应用,效果良好。原电力工业部资助的“八五”攻关项目“普定碾压混凝土拱坝诱导缝灌浆技术研究”1995年通过电力工业部鉴定。主要得到如下研究成果:根据普定碾压混凝土拱坝诱导缝设置的特点,提出了可满足重复灌浆要求的诱导缝板和管路的埋设技术等。根据诱导缝二次灌浆的需要,对当时常用的几种化学灌浆材料进行了分析对比,针对存在问题,研制了三种不同组合的互穿聚合物网络复合物灌浆材料,这在化灌材料的研究上有所发展和创新,其性能也较好,随后进行的现场应用,效果较好。国家电力总公司资助的由中国水利水电科学研究院和南京水利科学研究院共同承担的“九五”重点项目“大坝水下裂缝补强加固技术研究”研发了可用于混凝土坝水下裂缝和伸缩缝渗漏修补与加固的弹性高分子灌浆材料。长江科学院研制的CW型高分子灌浆材料已大量应用于三峡等工程,效果良好。

(4)高分子密封材料。这方面的研究队伍随密封材料使用范围而基本成正比例的分布,建筑密封胶最多,机械次之,水利工程随着使用范围的拓展,研究队伍也在不断壮大,如中国水科院、南京水科院、国电华东勘测设计研究院等,均有专门从事该领域开发研究的科技人员,有关成果均已在工程中推广应用。

国家从“七五”一直到“十五”均在开展密封材料的研制、规范制定以及设备引进上设立项目。在水利工程上,中国水利水电科学研究院承担了“九五”攻关项目“水布垭混凝土面板堆石坝新型止水结构与新型止水材料研究”。正在兴建的中国清江水布垭混凝土面板坝,是当今世界上最高(234m)的面板堆石坝,对于水布垭这一高面板堆石坝,究竟应当采用何种型式的止水结构和止水材料是工程建设中的关键技术问题。本项研究的目的是,提出适合于水布垭面板坝的止水结构和止水材料,并加以试验验证、达到工程设计要求,从而解决水布垭面板坝的接缝止水设计与施工问题。研究的具体技术指标是:表、中、底各层止水结构或表、中层联合及底层止水结构均能够承受10cm 的沉陷变形、5cm 的张开度和5cm 的剪切变形以及230m 以上的水头作用。研究主要开展了以下几方面工作:①调查总结国内外高混凝土面板堆石坝的止水结构、止水材料,对水布垭面板坝的止水结构型式和止水材料提出了建议。②提出了新型止水结构形式,采用各种尺寸的模型进行了论证。③进行了2种大模型仿真试验,测试了止水结构在高水头和三向变位情况下的性能。④在工程调查的基础上,对铜止水的型式、接头焊接方法、现场施工工艺等进行了研究论证;对橡胶止水带的型式以及现场接头焊接工艺进行了研究。⑤对GB嵌缝材料,进行了与混凝土的粘接性、抗渗性、抗击穿性及耐久性实验研究。⑥开发了新型混凝土潮湿面粘接剂,并进行了性能试验研究。⑦对GB嵌缝材料与小区料相互作用机理进行了试验研究,尤其是论证了当面板厚度为1.1m 时,GB嵌缝材料流动1.1m 后的抗渗可靠性问题。此外,国家电力公司华东勘测设计研究院研制的SR型嵌缝材料、南京水利科学研究院研制的PU 型嵌缝材料等也已在工程中得到较广泛的应用,效果良好。