一种用于地下工程渗漏整治的高效防水自修复结构及施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种用于地下工程混凝土渗漏整治的高效防水自修复结构及施工方法。
【背景技术】
[0002]据统计，截至2005年底，我国修建铁路隧道7500多座，430多万延长米，其中长度超过万米的特长隧道7座，隧道数量和总长度均居世界前列；公路运营隧道2889座，152万延长米，其中特长隧道43座，16.59万延长米。近年来，随着基础设施建设的迅猛发展，隧道的数量增长迅速。
[0003]然而，据不完全统计显示，全国的70%铁路隧道出现渗漏，严重的有1362座，约占运营隧道的30%，诸如地铁、地下人防、地下车库等地下工程也面临渗漏等问题。显然，隧道及地下工程渗漏成为当前地下工程建筑中较为突出的质量问题，也造成了重大的经济损失和人员伤亡。在各种导致地下工程渗漏水的原因中，材料及施工原因占67%以上，设计及其他原因占21 %，维修养护不善占2%。由此可见，地下工程发生渗漏的原因是多方面，其中材料及施工质量为主要影响因素，但目前地下工程防水结构及施工技术尚不完善，因此进行地下工程高效防水体系的研究尤为关键，对提高地下工程结构防水质量起到重要的作用。
[0004]中国专利(CN 203742002)公开了一种具有渗透及自修复功能的防水堵漏结构，该技术必须依靠吸水物质吸水膨胀，同时以水为介质才能发挥自修复功能。现有技术中，针对地下工程渗漏处理德尔结构及施工方法已有所应用，但从应用环境及整治效果上仍存在以下几点问题:(I)大多治理结构仅采用二至三层结构进行处理，无法实现高效憎水防水和自修复能力的双重需要；(2)即使具备自修复或自愈合功能，也必须要求在潮湿环境下才能发挥自修复作用，而这与渗漏治理的最终效果相违背，受环境因素所制约，无法满足干燥情况下地下工程结构裂缝自修复的需要，导致混凝土碳化，钢筋锈蚀，耐久性失效，甚至给结构安全带来重大隐患。
【发明内容】
[0005]发明目的:本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供了一种施工性能好、界面粘结牢、高效憎水防水、干燥和潮湿条件下均可实现自修复效果及耐候性优越的自修复结构及施工方法，本发明的另一个目的是作为一种高效防水自修复结构和施工方法对高速铁路、公路、轨道交通等地下工程结构渗漏进行修复。
[0006]技术方案:为了实现以上目的，本发明提供了一种用于地下工程渗漏整治的高效防水自修复结构及施工方法，所述结构由有机硅底涂层、聚合物水泥砂浆调整层、有机硅憎水层、自修复层及聚合物水泥防水涂料修饰层组成，所述自修复层是一种在干燥和潮湿双重环境均可实现自修复功能的水泥基涂层，内含内核为低粘度胶黏剂的液芯纤维和渗透结晶活性物质；
[0007]所述液芯纤维内核为低粘度聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸酯胶黏剂中的一种，外壳为聚酯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇缩甲醛纤维中的一种；
[0008]所述有机娃底涂层是由N- (β -氨乙基)-γ _氨丙基二甲氧基娃烧，3-异氛酸丙基三乙氧基硅烷，正硅酸乙酯中的一种或几种；
[0009]所述聚合物水泥砂浆调整层为含有模量调整组分、聚合物胶粉组分、保水组分的水泥基砂浆；所述模量调整组分为比表面积为40?80m2/g聚合物空心微球、玻化微珠中的一种或两种；所述聚合物胶粉组分为可再分散乳胶粉，具体为聚醋酸乙烯酯胶粉、苯乙烯与丁二烯共聚胶粉中的一种或两种；所述保水组分为聚乙烯醇类吸水树脂，聚丙烯酸类吸水树脂中的一种或两种，掺量为120?180g/m2;
[0010]所述有机硅憎水层为含有异丁基三乙氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷中的一种或两种的硅烷浸渍材料，溶剂含量为O?35% ;
[0011]所述聚合物水泥基防水涂料修饰层液料为纯丙乳液、苯丙乳液中一种或两种，干料为白水泥、普硅水泥、钛白粉、槽法炭黑中的一种或几种，修饰层颜色通过干料进行调整，液料比为1:1?0.6: I ；
[0012]所述施工方法为先采用“十字交叉法”刷涂2?3遍有机硅底涂层，单层湿膜厚度控制在75?125 μ m，表干后喷射聚合物水泥砂浆调整层，待调整层初凝后喷涂有机硅憎水层，喷涂量为200?300g/m2，然后刮涂厚度为2?6mm的自修复层，最后进行聚合物水泥防水修饰层施作。
[0013]工作机理:
[0014]本发明是由有机硅底涂层、聚合物水泥砂浆调整层、有机硅憎水层、自修复层及聚合物水泥防水涂料修饰层组成。其中，有机硅底涂层主要作用是:对基材混凝土进行界面处理，通过化学键合和物理吸附作用有效提高界面粘结性；聚合物水泥砂浆调整层，作为渗漏修复的主体结构，一方面起到填充及调整伤损区域厚度作用，另一方面通过添加模量调整组成以实现与基材混凝土模量匹配，添加聚合物胶粉可增加砂浆层内聚力，提高抗开裂能力，提供触变和抗垂性，利于喷射施工；添加保水组分，为聚合物水泥砂浆调整层硬化过程中提供水分，使其具有抗裂性；然后利用有机硅憎水层进行浸渍处理，利用小分子结构特性，深层渗透混凝土毛细孔壁与水化的水泥发生反应形成互穿网络结构，并与混凝土材料形成稳定的共价键连接，形成一牢固的憎水层，使毛细孔壁憎水化，大幅减少混凝土对氯离子和水的吸收率，同时对紫外线辐射、热、腐蚀性化学物质以及微生物等具有良好的抵抗力，延长混凝土结构耐久性；自修复层采用含单组份或双组份低粘度胶黏剂的液芯纤维和渗透结晶活性物质组成的水泥基涂层，在干燥环境下，一旦混凝土产生开裂，部分含低粘度胶黏剂的液芯纤维就会断裂，内部胶黏剂流出，在裂缝界面固化形成粘结，实现了干燥环境下的混凝土自修复性能激发；在湿润环境下，渗透结晶活性物质在化学势梯度(浓度差)与压力差的一同作用下，活性化学物质会借助混凝土孔隙中存在的水(包括侵入的外来水)，渗透到混凝土结构内部，与孔隙中的游离钙离子与氧化物发生结晶沉淀反应，生成不溶于水的结晶体，封堵混凝土中的毛细管孔隙网、微细孔及微裂缝，实现自修复功能激发，两者协同作用，具有干燥及潮湿双重环境下均可实现自修复功能的性能。既起到高效憎水防水的作用，又能实现任何环境下的裂缝自愈合能力，达到二次抗渗的效果。
[0015]本发明通过将憎水剂和自修复活性物质合理有效的复配，优选涂覆顺序及涂层厚度，有效地解决了二者在界面粘结强度低的不足，无法共存于同一体系的问题，既实现了该技术既满足地下工程高效憎水防水需求，又解决了仅有在潮湿情况下活性物质的自修复性會K。
[0016]有益效果:本发明提供的一种用于地下工程混凝土渗漏整治的高效防水自修复结构及施工方法，经过大量试验对比研究发现，相对现有技术具有以下优异的性能:
[0017](I)工作性能好，施工便捷，工序之间间隔时间短，提高施工效率；
[0018](2)模量与基材混凝土相匹配，保证结构体受力承力均匀；
[0019](3)界面粘结性能好，新老界面粘结牢；
[0020](4)具有憎水性，减少混凝土对氯离子和水的吸收率；
[0021](5)具有干燥及湿润环境下的裂缝自修复能力和二次抗渗能力。
【具体实施方式】
[0022]下面通过实施例对本发明作进一步详述。这些实施实例仅限用于解释说明本发明，而不限制本发明的范围。
[0023]实施例1
[0024]清除渗漏区域灰尘及破损混凝土，先采用“十字交叉法”刷涂2遍Ν_(β -氨乙基)-γ -氨丙基三甲氧基硅烷有机硅底涂层，每层湿膜厚度控制在100 μ m，表干后喷射含有聚合物空心微球(比表面积40m2/g)、聚醋酸乙烯酯胶粉和聚丙烯酸类吸水树脂的聚合物水泥砂浆调整层，调整层厚度与基材混凝土结