可使經(jīng)濟(jì)效益增長上億元的新技術(shù)—— 氟改性降糙及防護(hù)技術(shù)
糙率，是影響水流阻力的各種因素中反映過流邊界表面對(duì)其影響的一個(gè)綜合系數(shù)。混凝土的高糙率問題是水利水電行業(yè)普遍存在的問題。
高糙率問題不僅存在安全隱患，還將大大減少其過流能力和經(jīng)濟(jì)效益。工程設(shè)計(jì)中，水力糙率系數(shù)直接影響輸水?dāng)嗝娲笮『凸こ探ㄔO(shè)投資。據(jù)評(píng)估預(yù)計(jì)，南水北調(diào)中線工程北京干線糙率系數(shù)每降低0.001，就會(huì)使工程投資減小數(shù)億元。南水北調(diào)中線工程建設(shè)過程中，技術(shù)人員通過研發(fā)表面減阻降糙材料，降低了長距離輸水阻力，將混凝土表面糙率系數(shù)由0.014降至0.010，輸水量提高15%以上。
目前水工建筑物降糙技術(shù)包括施工降糙和涂層降糙。施工降糙采用機(jī)械磨光機(jī)提漿、輥杠或2m靠尺校正、增加人工收光工序等施工手段對(duì)大型渠道進(jìn)行襯砌，或采用巖面修整和模噴混凝土的工藝降低未襯砌和噴錨隧洞輸水糙率。涂層防護(hù)降糙材料包括彈性涂層材料（聚脲、聚氨酯類）、強(qiáng)韌性涂層材料（環(huán)氧樹脂類）和防滲膜材料（PVC、SCL類），是最有效、最快捷、最經(jīng)濟(jì)的降糙措施。涂層降糙產(chǎn)品可使混凝土表面糙率由通常的0.014～0.018降低到0.010左右的水平，仍不理想。氟改性降糙及防護(hù)技術(shù)是水工建筑物降糙領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破。
表1 各防護(hù)涂料表面粗糙度
項(xiàng)目 | 單組分聚脲防護(hù)涂料 | 環(huán)氧涂料 | 氟碳涂料 | 氟改性降糙防護(hù)涂料 |
表面粗糙度（Ra） | 0.56 | 0.43 | 0.35 | 0.004 |
氟改性降糙防護(hù)涂層是單組分聚脲（最常用降糙材料）的1/140 | ||||
表2 各防護(hù)涂料與水接觸角
項(xiàng)目 | 單組分聚脲防護(hù)涂料 | 環(huán)氧涂料 | 氟碳涂料 | 氟改性降糙防護(hù)涂料 |
與水接觸角（°） | 73.94 | 74.40 | 82.40 | 106.40 |
氟改性降糙防護(hù)涂層相比單組分聚脲（最常用降糙材料）接觸角提高44% | ||||
圖：氟改性降糙防護(hù)材料效果圖
氟改性高聚物降糙防護(hù)涂料利用氟、硅及其它兩種聚合物體系進(jìn)行四元接枝共聚反應(yīng)而成的新型降糙防護(hù)涂料，不僅具有優(yōu)異的抗沖磨、防碳化、抗凍害、防腐等性能，而且賦予其獨(dú)特的憎水性、高光潔度和自清潔功能，糙率可達(dá)0.008左右，是目前最優(yōu)異的降糙產(chǎn)品之一，適用于各類水工建筑物的降糙及防護(hù)，尤其適用于單體變形量不大水的長距離輸水建筑物，如：渡槽、隧洞、渠道等，降糙效果顯著，經(jīng)濟(jì)效益可觀。該涂料可噴涂，可刮涂/滾涂，提高了施工效率，保證了施工質(zhì)量，降低了施工成本。
常規(guī)混凝土的糙率一般為0.013，常用降糙產(chǎn)品單組分聚脲的糙率在0.010~0.012，而根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，本技術(shù)的糙率≤0.008，是目前已知的糙率最低的防護(hù)產(chǎn)品。即使降糙按照由0.010降至0.009進(jìn)行評(píng)估，電站的發(fā)電效益仍可提高3%~6%，故該技術(shù)帶來的經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。