一种混凝土水下修补材料试验方法及试验装置与流程

本发明涉及水工混凝土建筑物水下修复试验，尤其涉及一种混凝土水下修补材料试验方法及试验装置。

背景技术：

1、现阶段的混凝土水下修补材料主要分为三个体系：水下不分散混凝土体系、环氧树脂体系、聚氨酯体系。其中水下不分散混凝土体系主要应用于深度较大缺陷或方便立模灌浆浇筑施工的补强或加固修补，其优点是施工方便，成本低；缺点是水下拉拔强度低，应用范围窄，仅适用于水下大坑洞的修补。聚氨酯体系主要应用于水下堵漏灌浆修补，优点是聚氨酯材料水下反应迅速，可以达到快速堵漏的效果，并且材料本身具有较好的柔性，有利于保持结构缝的伸缩功能；缺点是材料本体和粘接强度较弱，且随着时间的推移材料性能降低较快，不适于在长期应力工况下使用，四因此不适用于水下混凝土薄层修补。相较于上述两个体系，环氧树脂体系因其有较好的本体强度、粘接强度和一定的柔韧性，对于水下薄层修补，环氧体系在水下粘接强度上相比于其他两个体系占有绝对优势。

2、虽然环氧树脂体系具有较好的本体强度、粘接强度和一定的柔韧性，但在实际应用时，配制后的环氧树脂系水下修补材料根据应用场景的不同，应用环境的不同以应用方式的不同，为保证工程应用的可靠性，需要在工程实地进行现场试验，试验合格后进行工程应用。在工程实地进行试验，一般试验周期较长，且受到水下作业的影响，试验难度和试验成本均较高，特别是由于材料的配比不同、工程实地环境的区别，例如水深、温度、流速等，往往需要进行多次实地试验，才能得到合格的配比材料，以使水下薄层修补中材料的水下粘接强度和断裂伸长率均达到预期要求，这导致了工程改造周期较长，成本较高。

技术实现思路

1、针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种混凝土水下修补材料试验方法，该方法通过测定工程实地水环境条件，以及工程实际混凝土基层的情况，并模拟上述工程实地环境条件进行室内模拟试验，实现快速配制水下修补材料，可极大的简化混凝土水下修补材料的试验难度及试验成本，显著降低土工混凝土建筑物水下修复工程的施工周期。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种混凝土水下修补材料试验方法，包括以下步骤：

3、s1.在需要进行混凝土水下修复的工程实地进行水下探测，确定待修复的工程实地的水温、流速和压强，并探测工程实地水下面貌状况，清除混凝土基面的灰尘、乳皮、松动颗粒，凿除表面污染层后并确定混凝土基面的表面粗糙程度，包括粗糙深度和分布情况；

4、s2.按照工程实际混凝土配比制备混凝土试块，养护合格后对混凝土试块表面进行打毛，使得混凝土试块表面的粗糙程度与工程实地水下混凝土基面的粗糙程度相当；

5、s3将混凝土试块放置在室内的密闭容器底部，将室内温度和试验用水温度调节至与工程实地水下温度一致，在所述密闭容器内装满水并对所述密闭容器内加压至与工程实地压强相同；

6、s4在混凝土试块表面涂覆界面剂，涂覆时，先用少量界面剂润湿基面，5min后，再均匀满涂，先由上向下涂覆一遍，再左右横向涂覆，最后再收面休整边角，做到薄而均匀，保证无流挂、无露底，厚度以混凝土试块表面不得有积液为准；

7、s5界面剂涂覆后陈化10-30min，界面剂涂覆后按照试验预定的方案配制水下修补材料，待界面剂失去流动性时，将配制好的水下修补材料均匀涂覆到混凝土试块上；

8、s6保持试验水温、流速和压强，养护3-4天后对混凝土表面的修复层做水下粘接强度测定和断裂伸长率测定。

9、优选的方案中，重复步骤s1~s6，重复试验时其中步骤s5中按照前次或前数次试验测定数据，调整水下修补材料的配比，直至水下粘接强度和断裂伸长率测定均符合预定要求，即得到符合工程实地预定修复要求的水下修补材料。

10、本发明的另一目的，提供一种进行上述混凝土水下修补材料试验方法的混凝土水下修补材料试验装置，包括密闭容器，所述密闭容器的长径比不小于2.5:1，所述密闭容器一端连接压力水泵，另一端连接出水管；所述密闭容器内设置有用于放置混凝土试块的载物台，所述密闭容器顶部还连接有用于对所述混凝土试块表面涂覆水下修补材料的涂覆装置。

11、优选的方案中，所述压力水泵的出口连接第一球阀，所述出水管上连接第二球阀，所述第一球阀和第二球阀用于调节开度后使得所述密闭容器内的试验用水在压力水泵的加压作用达到预定压强。

12、优选的方案中，所述涂覆装置包括涂覆管，所述涂覆管的端部连接涂覆头，所述涂覆管外壁上上下对称的连接两个限位球壳，所述密闭容器盖板上连接限位球环，所述限位球环中部开设供所述涂覆管穿过的通孔，其中，所述限位球壳的内壁与所述限位球环的外壁处于同一圆球面上。

13、优选的方案中，所述涂覆管上连接单向阀和闸阀。

14、优选的方案中，所述载物台顶部构造用于放置混凝土试块的凹台。

15、相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

16、1.本发明提供的一种混凝土水下修补材料试验方法，通过测定工程实地水环境条件，以及工程实际混凝土基层的情况，并模拟上述工程实地环境条件进行室内模拟试验，实现快速配制水下修补材料，可极大的简化混凝土水下修补材料的试验难度及试验成本，显著降低土工混凝土建筑物水下修复工程的施工周期。

17、2.本发明提供的一种混凝土水下修补材料试验装置，能够模拟工程实地水环境条件，并模拟上述工程实地环境条件进行室内模拟试验，对配制的水下修补材料进行快速试验和检测，得到达到预定要求的水下修补材料，为将工程实地试验替换为室内模拟试验提供了技术支撑。

技术特征：

1.一种混凝土水下修补材料试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种混凝土水下修补材料试验方法，其特征在于：重复步骤s1~s6，重复试验时其中步骤s5中按照前次或前数次试验测定数据，调整水下修补材料的配比，直至水下粘接强度和断裂伸长率测定均符合预定要求，即得到符合工程实地预定修复要求的水下修补材料。

3.一种混凝土水下修补材料试验装置，其特征在于，包括密闭容器，所述密闭容器的长径比不小于2.5:1，所述密闭容器一端连接压力水泵，另一端连接出水管；所述密闭容器内设置有用于放置混凝土试块的载物台，所述密闭容器顶部还连接有用于对所述混凝土试块表面涂覆水下修补材料的涂覆装置。

4.根据权利要求3所述的一种混凝土水下修补材料试验装置，其特征在于，所述压力水泵的出口连接第一球阀，所述出水管上连接第二球阀，所述第一球阀和第二球阀用于调节开度后使得所述密闭容器内的试验用水在压力水泵的加压作用达到预定压强。

5.根据权利要求3所述的一种混凝土水下修补材料试验装置，其特征在于，所述涂覆装置包括涂覆管，所述涂覆管的端部连接涂覆头，所述涂覆管外壁上上下对称的连接两个限位球壳，所述密闭容器盖板上连接限位球环，所述限位球环中部开设供所述涂覆管穿过的通孔，其中，所述限位球壳的内壁与所述限位球环的外壁处于同一圆球面上。

6.根据权利要求3所述的一种混凝土水下修补材料试验装置，其特征在于，所述涂覆管上连接单向阀和闸阀。

7.根据权利要求3所述的一种混凝土水下修补材料试验装置，其特征在于，所述载物台顶部构造用于放置混凝土试块的凹台。

技术总结
本发明涉及一种混凝土水下修补材料试验方法及试验装置，该装置包括密闭容器，所述密闭容器的长径比不小于2.5:1，所述密闭容器一端连接压力水泵，另一端连接出水管；所述密闭容器内设置有用于放置混凝土试块的载物台，所述密闭容器顶部还连接有用于对所述混凝土试块表面涂覆水下修补材料的涂覆装置。本发明提供的一种混凝土水下修补材料试验方法及试验装置，能够模拟工程实地水环境条件，并模拟上述工程实地环境条件进行室内模拟试验，对配制的水下修补材料进行快速试验和检测，得到达到预定要求的水下修补材料，为将工程实地试验替换为室内模拟试验提供了技术支撑。

技术研发人员：王随玲,牟猷,徐腾,张易,贾洪刚,毛远平,龚兴勇
受保护的技术使用者：中国长江电力股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14