专利名称：一种大坝混凝土抗老化的方法
一种大坝混凝土抗老化的方法技术领域
本发明属于水利水电大坝混凝土防护技术领域，具体涉及一种大坝混凝土抗老化方法。
背景技术：
混凝土大坝体积庞大，坝体表面开裂及老化在实际工程中是一个较为普遍的现象。导致坝体表面开裂及老化，除了温度湿度变化因素之外，混凝土自生体积收缩和相关的其他收缩变形均会使大坝混凝土开裂及老化，如冻融、渗漏、碳化流冲刷、磨损、气蚀、碱骨料反应等多种因素共同作用的结果。
在防止大坝老化开裂方面，也有采用在坝体上喷涂聚氨酯层来保温保湿的技术方案，通过实践证明，这种方案忽略了一个问题，即聚氨脂属高分子材料在光照下极容易老化变色，甚至开裂卷曲、部分脱落现象较为严重。发明内容
本发明的目的在于提供一种防止大坝混凝土开裂及老化的方法，这种方法可以满足各种不同的大坝混凝土因温度湿度变化、冻融、渗漏、碳化流冲刷、磨损、气蚀、自生体积收缩和相关的其他收缩变形均会使大坝混凝土开裂及老化的需要。
本发明的目的是这样实现的一种大坝混凝土抗老化方法，包括以下步骤(1)构建大坝保温保湿层在混凝土大坝表面或大坝底孔、表孔的混凝土表面喷涂聚氨酯泡沫层，得到大坝保温保湿层；(2)构建大坝保温保湿层保护层在大坝保温保湿层表面覆盖一层聚合物砂浆，得到大坝保温保湿层保护层；(3)构建保护加固层在大坝保温保湿层保护层的聚合物砂浆层表面铺设一层耐碱玻纤网格布或铁丝网，将耐碱玻纤网格布或铁丝网用保温栓固定在混凝土上，得到保护加固层；(4)构建保护面层在保护加固层的耐碱玻纤网格布或铁丝网上再覆盖一层聚合物砂浆，得到保护面层，完成大坝混凝土的抗老化施工。
所述的大坝保温保湿层厚度为1 一 15cm。
所述的聚合物砂浆是在水泥砂浆中掺入聚合物粉料搅合而成。
水泥砂浆和聚合物粉料中的成份以重量份计为砂0. 5-0. 6，水泥0. 2-0. 3，水 0. 1-0. 2，聚合物粉料 0. 01-0. 02。
聚合物粉料是胶粉、纤维素醚和淀粉醚拌合而成。
聚合物粉料中的成份以重量份计为胶粉10 - 20，纤维素醚1，淀粉醚1。
所述的大坝保温保湿层保护层的厚度小于或等于大坝保温保湿层厚度的二分之ο
所述的保护面层的厚度小于或等于大坝保温保湿保护层厚度的二分之一。
本发明提供的大坝混凝土抗老化方法，起到保温保湿的效果，可以减少温度和湿度变幅带来的温度应力和干缩应力产生的裂缝，增强整个大坝的抗冻融、渗漏、碳化流冲刷、磨损、气蚀、耐久性、抗压、防裂、抗渗的能力，使大坝混凝土处于一个相对恒温恒湿的状态下运行，大大的减少了大坝因温度变化和湿度变化产生的，及自身变形对大坝产生的开裂、老化的影响。
通过本发明提供的技术方案对坝体进行施工得到的保护层具有外形美观、保温隔热与保湿性良好、不污染环境、施工简单方便、与混凝土表面粘合牢固、耐久性好等特点，其保温隔热与保湿性能稳定，不因气候变化而发生大的波动，聚氨酯泡沫层适宜于对大坝混凝土表面实行保温保湿，而且避免混凝土与外界环境接触，有效地控制了温度应力及干缩应力的较大的波动产生疲劳造成混凝土裂缝和混凝土的老化。
在坝体最外层铺设的保护面层目的在于加强聚氨脂层与大气的相隔绝，使其不受大气影响，发生老化、卷曲、开裂、脱落，形成聚氨脂层的防护。
控制大坝保温保湿层保护层及保护面层的厚度可使大坝保温保湿层保护层及保护面层附着牢固。
本发明适用于大坝保温隔热保湿防老化，特别适用于由于温度梯度及湿差等变化而引起表面开裂的大体积混凝土结构，本发明提供的方法对于防止大坝表面裂缝的产生、 混凝土老化非常有效，和其它防护方法相比，在降低防护成本的同时能够得到更好的防护效果。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明完成后的示意图。
图2是本发明试验例中0区不同测量深度的日温度变幅数据。
图3是本发明试验例中B区不同测量深度的日温度变幅数据。
图4是本发明试验例中C区不同测量深度的日温度变幅数据。
图5是不同测量深度的湿度数据。
除气温数据外，其他数据标签中第一个字母表示测量位置(墩号)，第二个数字表示仪器位置，即1、2、3、4分别表示0Cm、lCm、3Cm、6Cm处温度传感器。
湿度图中0Cm、3Cm、5Cm表示相应混凝土埋深处的湿度传感器的读数。
具体实施方式
实施例原料准备聚合物粉料制备按重量份，取胶粉10 - 20，纤维素醚1，淀粉醚1，搅合后得到聚合物粉料。
聚合物砂浆准备按重份，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，搅合后得到聚合物砂浆，得到的聚合物砂浆可达抗压强度31ΜΡ 1，抗折达 6.OMpa0
在混凝土大坝6的混凝土表面覆盖一层聚氨酯泡沫层。聚氨酯泡沫层可采用喷涂、黏贴、灌注的方法来实现，聚氨酯泡沫层厚度根据大坝所在地的气候条件和大坝混凝土温度控制的需要来决定的，层厚应在Icm 15cm的范围内，形成大坝保温保湿层1。在大坝保温保湿层1表面采用聚合物砂浆铺设，其主要是提高了砂浆与基层的粘结强度、砂浆的可变形性即柔性、砂浆的内聚强度等性能，形成大坝保温保湿保护层2。大坝保温保湿层保护层2的厚度小于或等于大坝保温保湿层1厚度的二分之一。
在大坝保温保湿保护层2表面铺设一层玻璃纤维网格布或一层铁丝网，其网眼应控制在广5公分，采用保温栓5将玻璃纤维网格布或铁丝网固定在坝面上使其贴服在保温保湿保护层表面，保温栓采用隔热材料制成的，用打孔的方法，让保温栓击穿保温保湿保护层2、保温保湿层1钉入大坝的表面3、公分。形成保护加固层3。
在保护加固层玻璃纤维网格布或铁丝网上再铺上一层聚合物砂浆，形成保护面层 4，保护面层4的层厚应等于或小于保温保湿保护层2的1/2，聚合物砂浆铺设可采用喷涂或人工抹面二种方法。
工程试验例试验为分B区、C区和0区，其中， B区喷涂8 cm厚的聚氨酯； C区喷涂8 cm厚的聚氨酯+3 cm厚的聚合物砂浆； 0区为试验对比区，未喷涂保温材料，混凝土裸露。
各区在距混凝土表面0Cm、lCm、3Cm和6cm处埋设仪器，记录混凝土温度、湿度的变化，所埋设仪器和混凝土之间缝隙用砂浆填充。
图2 图4显示了经过60天试验由记录仪记录的温度传感器数据与气温的对比。
从图2可以看出，0区温度变化与气温变化规律基本相同，变幅较大，且测量深度由浅入深变幅逐渐减小。
对比图2和图3、图4可知，B区各深度处的混凝土温度变化较0区大幅减小，可见采用本发明进行保温材料的喷涂之后，聚氨酯对混凝土的温度保护作用显著，已经基本看不到各深度处混凝土温度的波动。
对比图3和图4可以看出，C区在B区的基础上加喷了 3 cm厚的聚合物砂浆后， 进一步减小了混凝土不同埋深的温度变化幅度，且相同时间下，混凝土整体的温度也较低， 可见聚合物砂浆保证了聚氨酯保温材料的耐久性并增强其抗破坏性能，同样增强了保温材料的保温效果。
湿度传感器的测量数据如图5所示。左侧、右侧、上游面测得的空气湿度值一致， 每日空气湿度浮动较大，浮动规律基本相同，幅值不同。施工现场空气湿度平均值约为20 %RH，每日平均幅值约为40 %RH。埋设于保温材料下方的混凝土，湿度值随着时间的推移趋于稳定。混凝土表面受聚氨酯等材料保护，湿度由保护之前的8 %RH稳定上升至50 %RH，而内部湿度均保持在90 %RH。以上结果显示，通过材料喷涂保护，不仅混凝土相对湿度变化减少了，表面湿度梯度也大为减少，这对混凝土抗裂是非常有利的。
权利要求
1.一种大坝混凝土抗老化方法，其特征在于包括以下步骤(1)构建大坝保温保湿层在混凝土大坝(6)表面或大坝底孔、表孔的混凝土表面喷涂聚氨酯泡沫层，得到大坝保温保湿层(1)；(2)构建大坝保温保湿层保护层在大坝保温保湿层表面覆盖一层聚合物砂浆，得到大坝保温保湿层保护层(2)；(3)构建保护加固层在大坝保温保湿层保护层的聚合物砂浆层表面铺设一层耐碱玻纤网格布或铁丝网，将耐碱玻纤网格布或铁丝网用保温栓(5)固定在混凝土上，得到保护加固层(3);(4)构建保护面层在保护加固层的耐碱玻纤网格布或铁丝网上再覆盖一层聚合物砂浆，得到保护面层(4)，完成大坝混凝土的抗老化施工。
2.根据权利要求1所述的大坝混凝土抗老化方法，其特征在于所述的大坝保温保湿层(1)厚度为1 — 15cm。
3.根据权利要求1所述的大坝混凝土抗老化方法，其特征在于所述的聚合物砂浆是在水泥砂浆中掺入聚合物粉料搅合而成。
4.根据权利要求3所述的大坝混凝土抗老化方法，其特征在于水泥砂浆和聚合物粉料中的成份以重量份计为砂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.根据权利要求3或5所述的大坝混凝土抗老化方法，其特征在于聚合物粉料是胶粉、纤维素醚和淀粉醚拌合而成。
6.根据权利要求5所述的大坝混凝土抗老化方法，其特征在于聚合物粉料中的成份以重量份计为胶粉10 - 20，纤维素醚1，淀粉醚1。
7.根据权利要求1所述的大坝混凝土抗老化方法，其特征在于所述的大坝保温保湿层保护层(2)的厚度小于或等于大坝保温保湿层(1)厚度的二分之一。
8.根据权利要求1所述的大坝混凝土抗老化方法，其特征在于所述的保护面层(4)的厚度小于或等于大坝保温保湿保护层(2)厚度的二分之一。
全文摘要
一种大坝混凝土抗老化方法，在混凝土大坝表面涂装聚氨酯泡沫层，得到大坝保温保湿层后再覆盖一层聚合物砂浆，得到大坝保温保湿层保护层；再在大坝保温保湿层保护层外铺设一层用保温锚栓固定的耐碱玻纤网格布或铁丝网，在耐碱玻纤网格布或铁丝网上再覆盖一层聚合物砂浆，得到保护面层，完成坝体抗老化施工。通过本发明提供的技术方案对坝体进行施工，得到的保护层可增强坝体的抗冻融、渗漏、碳化流冲刷、磨损、气蚀、耐久、抗压、防裂、抗渗的能力，保护层具有外形美观、保温隔热与保湿性良好、不污染环境的特点。保温隔热与保湿性能稳定，不因气候变化而发生大的波动，有效地控制了气候条件发生变化产生的混凝土裂缝和混凝土的老化。
文档编号C04B41/48GK102505664SQ20111033424
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月29日 优先权日2011年10月29日
发明者张子瑞, 张敏, 杜彬, 杜钢, 田兵, 胡昱, 谭琨 申请人:宜昌天宇科技有限公司