專利名稱：一種大壩混凝土抗老化的方法
一種大壩混凝土抗老化的方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于水利水電大壩混凝土防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大壩混凝土抗老化方法。
背景技術(shù)：
混凝土大壩體積龐大，壩體表面開裂及老化在實(shí)際工程中是一個(gè)較為普遍的現(xiàn)象。導(dǎo)致壩體表面開裂及老化，除了溫度濕度變化因素之外，混凝土自生體積收縮和相關(guān)的其他收縮變形均會(huì)使大壩混凝土開裂及老化，如凍融、滲漏、碳化流沖刷、磨損、氣蝕、堿骨料反應(yīng)等多種因素共同作用的結(jié)果。
在防止大壩老化開裂方面，也有采用在壩體上噴涂聚氨酯層來保溫保濕的技術(shù)方案，通過實(shí)踐證明，這種方案忽略了一個(gè)問題，即聚氨脂屬高分子材料在光照下極容易老化變色，甚至開裂卷曲、部分脫落現(xiàn)象較為嚴(yán)重。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種防止大壩混凝土開裂及老化的方法，這種方法可以滿足各種不同的大壩混凝土因溫度濕度變化、凍融、滲漏、碳化流沖刷、磨損、氣蝕、自生體積收縮和相關(guān)的其他收縮變形均會(huì)使大壩混凝土開裂及老化的需要。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種大壩混凝土抗老化方法，包括以下步驟(1)構(gòu)建大壩保溫保濕層在混凝土大壩表面或大壩底孔、表孔的混凝土表面噴涂聚氨酯泡沫層，得到大壩保溫保濕層；(2)構(gòu)建大壩保溫保濕層保護(hù)層在大壩保溫保濕層表面覆蓋一層聚合物砂漿，得到大壩保溫保濕層保護(hù)層；(3)構(gòu)建保護(hù)加固層在大壩保溫保濕層保護(hù)層的聚合物砂漿層表面鋪設(shè)一層耐堿玻纖網(wǎng)格布或鐵絲網(wǎng)，將耐堿玻纖網(wǎng)格布或鐵絲網(wǎng)用保溫栓固定在混凝土上，得到保護(hù)加固層；(4)構(gòu)建保護(hù)面層在保護(hù)加固層的耐堿玻纖網(wǎng)格布或鐵絲網(wǎng)上再覆蓋一層聚合物砂漿，得到保護(hù)面層，完成大壩混凝土的抗老化施工。
所述的大壩保溫保濕層厚度為1 一 15cm。
所述的聚合物砂漿是在水泥砂漿中摻入聚合物粉料攪合而成。
水泥砂漿和聚合物粉料中的成份以重量份計(jì)為砂0. 5-0. 6，水泥0. 2-0. 3，水 0. 1-0. 2，聚合物粉料 0. 01-0. 02。
聚合物粉料是膠粉、纖維素醚和淀粉醚拌合而成。
聚合物粉料中的成份以重量份計(jì)為膠粉10 - 20，纖維素醚1，淀粉醚1。
所述的大壩保溫保濕層保護(hù)層的厚度小于或等于大壩保溫保濕層厚度的二分之ο
所述的保護(hù)面層的厚度小于或等于大壩保溫保濕保護(hù)層厚度的二分之一。
本發(fā)明提供的大壩混凝土抗老化方法，起到保溫保濕的效果，可以減少溫度和濕度變幅帶來的溫度應(yīng)力和干縮應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫，增強(qiáng)整個(gè)大壩的抗凍融、滲漏、碳化流沖刷、磨損、氣蝕、耐久性、抗壓、防裂、抗?jié)B的能力，使大壩混凝土處于一個(gè)相對(duì)恒溫恒濕的狀態(tài)下運(yùn)行，大大的減少了大壩因溫度變化和濕度變化產(chǎn)生的，及自身變形對(duì)大壩產(chǎn)生的開裂、老化的影響。
通過本發(fā)明提供的技術(shù)方案對(duì)壩體進(jìn)行施工得到的保護(hù)層具有外形美觀、保溫隔熱與保濕性良好、不污染環(huán)境、施工簡單方便、與混凝土表面粘合牢固、耐久性好等特點(diǎn)，其保溫隔熱與保濕性能穩(wěn)定，不因氣候變化而發(fā)生大的波動(dòng)，聚氨酯泡沫層適宜于對(duì)大壩混凝土表面實(shí)行保溫保濕，而且避免混凝土與外界環(huán)境接觸，有效地控制了溫度應(yīng)力及干縮應(yīng)力的較大的波動(dòng)產(chǎn)生疲勞造成混凝土裂縫和混凝土的老化。
在壩體最外層鋪設(shè)的保護(hù)面層目的在于加強(qiáng)聚氨脂層與大氣的相隔絕，使其不受大氣影響，發(fā)生老化、卷曲、開裂、脫落，形成聚氨脂層的防護(hù)。
控制大壩保溫保濕層保護(hù)層及保護(hù)面層的厚度可使大壩保溫保濕層保護(hù)層及保護(hù)面層附著牢固。
本發(fā)明適用于大壩保溫隔熱保濕防老化，特別適用于由于溫度梯度及濕差等變化而引起表面開裂的大體積混凝土結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提供的方法對(duì)于防止大壩表面裂縫的產(chǎn)生、 混凝土老化非常有效，和其它防護(hù)方法相比，在降低防護(hù)成本的同時(shí)能夠得到更好的防護(hù)效果。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明完成后的示意圖。
圖2是本發(fā)明試驗(yàn)例中0區(qū)不同測量深度的日溫度變幅數(shù)據(jù)。
圖3是本發(fā)明試驗(yàn)例中B區(qū)不同測量深度的日溫度變幅數(shù)據(jù)。
圖4是本發(fā)明試驗(yàn)例中C區(qū)不同測量深度的日溫度變幅數(shù)據(jù)。
圖5是不同測量深度的濕度數(shù)據(jù)。
除氣溫?cái)?shù)據(jù)外，其他數(shù)據(jù)標(biāo)簽中第一個(gè)字母表示測量位置(墩號(hào))，第二個(gè)數(shù)字表示儀器位置，即1、2、3、4分別表示0Cm、lCm、3Cm、6Cm處溫度傳感器。
濕度圖中0Cm、3Cm、5Cm表示相應(yīng)混凝土埋深處的濕度傳感器的讀數(shù)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例原料準(zhǔn)備聚合物粉料制備按重量份，取膠粉10 - 20，纖維素醚1，淀粉醚1，攪合后得到聚合物粉料。
聚合物砂漿準(zhǔn)備按重份，取砂0. 5-0. 6，水泥0. 2-0. 3，水0. 1-0. 2，聚合物粉料0. 01-0. 02，攪合后得到聚合物砂漿，得到的聚合物砂漿可達(dá)抗壓強(qiáng)度31ΜΡ 1，抗折達(dá) 6.OMpa0
在混凝土大壩6的混凝土表面覆蓋一層聚氨酯泡沫層。聚氨酯泡沫層可采用噴涂、黏貼、灌注的方法來實(shí)現(xiàn)，聚氨酯泡沫層厚度根據(jù)大壩所在地的氣候條件和大壩混凝土溫度控制的需要來決定的，層厚應(yīng)在Icm 15cm的范圍內(nèi)，形成大壩保溫保濕層1。在大壩保溫保濕層1表面采用聚合物砂漿鋪設(shè)，其主要是提高了砂漿與基層的粘結(jié)強(qiáng)度、砂漿的可變形性即柔性、砂漿的內(nèi)聚強(qiáng)度等性能，形成大壩保溫保濕保護(hù)層2。大壩保溫保濕層保護(hù)層2的厚度小于或等于大壩保溫保濕層1厚度的二分之一。
在大壩保溫保濕保護(hù)層2表面鋪設(shè)一層玻璃纖維網(wǎng)格布或一層鐵絲網(wǎng)，其網(wǎng)眼應(yīng)控制在廣5公分，采用保溫栓5將玻璃纖維網(wǎng)格布或鐵絲網(wǎng)固定在壩面上使其貼服在保溫保濕保護(hù)層表面，保溫栓采用隔熱材料制成的，用打孔的方法，讓保溫栓擊穿保溫保濕保護(hù)層2、保溫保濕層1釘入大壩的表面3、公分。形成保護(hù)加固層3。
在保護(hù)加固層玻璃纖維網(wǎng)格布或鐵絲網(wǎng)上再鋪上一層聚合物砂漿，形成保護(hù)面層 4，保護(hù)面層4的層厚應(yīng)等于或小于保溫保濕保護(hù)層2的1/2，聚合物砂漿鋪設(shè)可采用噴涂或人工抹面二種方法。
工程試驗(yàn)例試驗(yàn)為分B區(qū)、C區(qū)和0區(qū)，其中， B區(qū)噴涂8 cm厚的聚氨酯； C區(qū)噴涂8 cm厚的聚氨酯+3 cm厚的聚合物砂漿； 0區(qū)為試驗(yàn)對(duì)比區(qū)，未噴涂保溫材料，混凝土裸露。
各區(qū)在距混凝土表面0Cm、lCm、3Cm和6cm處埋設(shè)儀器，記錄混凝土溫度、濕度的變化，所埋設(shè)儀器和混凝土之間縫隙用砂漿填充。
圖2 圖4顯示了經(jīng)過60天試驗(yàn)由記錄儀記錄的溫度傳感器數(shù)據(jù)與氣溫的對(duì)比。
從圖2可以看出，0區(qū)溫度變化與氣溫變化規(guī)律基本相同，變幅較大，且測量深度由淺入深變幅逐漸減小。
對(duì)比圖2和圖3、圖4可知，B區(qū)各深度處的混凝土溫度變化較0區(qū)大幅減小，可見采用本發(fā)明進(jìn)行保溫材料的噴涂之后，聚氨酯對(duì)混凝土的溫度保護(hù)作用顯著，已經(jīng)基本看不到各深度處混凝土溫度的波動(dòng)。
對(duì)比圖3和圖4可以看出，C區(qū)在B區(qū)的基礎(chǔ)上加噴了 3 cm厚的聚合物砂漿后， 進(jìn)一步減小了混凝土不同埋深的溫度變化幅度，且相同時(shí)間下，混凝土整體的溫度也較低， 可見聚合物砂漿保證了聚氨酯保溫材料的耐久性并增強(qiáng)其抗破壞性能，同樣增強(qiáng)了保溫材料的保溫效果。
濕度傳感器的測量數(shù)據(jù)如圖5所示。左側(cè)、右側(cè)、上游面測得的空氣濕度值一致， 每日空氣濕度浮動(dòng)較大，浮動(dòng)規(guī)律基本相同，幅值不同。施工現(xiàn)場空氣濕度平均值約為20 %RH，每日平均幅值約為40 %RH。埋設(shè)于保溫材料下方的混凝土，濕度值隨著時(shí)間的推移趨于穩(wěn)定。混凝土表面受聚氨酯等材料保護(hù)，濕度由保護(hù)之前的8 %RH穩(wěn)定上升至50 %RH，而內(nèi)部濕度均保持在90 %RH。以上結(jié)果顯示，通過材料噴涂保護(hù)，不僅混凝土相對(duì)濕度變化減少了，表面濕度梯度也大為減少，這對(duì)混凝土抗裂是非常有利的。
權(quán)利要求
1.一種大壩混凝土抗老化方法，其特征在于包括以下步驟(1)構(gòu)建大壩保溫保濕層在混凝土大壩(6)表面或大壩底孔、表孔的混凝土表面噴涂聚氨酯泡沫層，得到大壩保溫保濕層(1)；(2)構(gòu)建大壩保溫保濕層保護(hù)層在大壩保溫保濕層表面覆蓋一層聚合物砂漿，得到大壩保溫保濕層保護(hù)層(2)；(3)構(gòu)建保護(hù)加固層在大壩保溫保濕層保護(hù)層的聚合物砂漿層表面鋪設(shè)一層耐堿玻纖網(wǎng)格布或鐵絲網(wǎng)，將耐堿玻纖網(wǎng)格布或鐵絲網(wǎng)用保溫栓(5)固定在混凝土上，得到保護(hù)加固層(3);(4)構(gòu)建保護(hù)面層在保護(hù)加固層的耐堿玻纖網(wǎng)格布或鐵絲網(wǎng)上再覆蓋一層聚合物砂漿，得到保護(hù)面層(4)，完成大壩混凝土的抗老化施工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大壩混凝土抗老化方法，其特征在于所述的大壩保溫保濕層(1)厚度為1 — 15cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大壩混凝土抗老化方法，其特征在于所述的聚合物砂漿是在水泥砂漿中摻入聚合物粉料攪合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大壩混凝土抗老化方法，其特征在于水泥砂漿和聚合物粉料中的成份以重量份計(jì)為砂0. 5-0. 6，水泥0. 2-0. 3，水0. 1-0. 2，聚合物粉料0. 01-0. 02。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的大壩混凝土抗老化方法，其特征在于聚合物粉料是膠粉、纖維素醚和淀粉醚拌合而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大壩混凝土抗老化方法，其特征在于聚合物粉料中的成份以重量份計(jì)為膠粉10 - 20，纖維素醚1，淀粉醚1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大壩混凝土抗老化方法，其特征在于所述的大壩保溫保濕層保護(hù)層(2)的厚度小于或等于大壩保溫保濕層(1)厚度的二分之一。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大壩混凝土抗老化方法，其特征在于所述的保護(hù)面層(4)的厚度小于或等于大壩保溫保濕保護(hù)層(2)厚度的二分之一。
全文摘要
一種大壩混凝土抗老化方法，在混凝土大壩表面涂裝聚氨酯泡沫層，得到大壩保溫保濕層后再覆蓋一層聚合物砂漿，得到大壩保溫保濕層保護(hù)層；再在大壩保溫保濕層保護(hù)層外鋪設(shè)一層用保溫錨栓固定的耐堿玻纖網(wǎng)格布或鐵絲網(wǎng)，在耐堿玻纖網(wǎng)格布或鐵絲網(wǎng)上再覆蓋一層聚合物砂漿，得到保護(hù)面層，完成壩體抗老化施工。通過本發(fā)明提供的技術(shù)方案對(duì)壩體進(jìn)行施工，得到的保護(hù)層可增強(qiáng)壩體的抗凍融、滲漏、碳化流沖刷、磨損、氣蝕、耐久、抗壓、防裂、抗?jié)B的能力，保護(hù)層具有外形美觀、保溫隔熱與保濕性良好、不污染環(huán)境的特點(diǎn)。保溫隔熱與保濕性能穩(wěn)定，不因氣候變化而發(fā)生大的波動(dòng)，有效地控制了氣候條件發(fā)生變化產(chǎn)生的混凝土裂縫和混凝土的老化。
文檔編號(hào)C04B41/48GK102505664SQ20111033424
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月29日
發(fā)明者張子瑞, 張敏, 杜彬, 杜鋼, 田兵, 胡昱, 譚琨 申請人:宜昌天宇科技有限公司