[发明专利]基于温湿耦合的大坝抗裂及防老化的方法

说明书

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，特别涉及大坝保温、保湿、防渗、 防裂和防老化技术。

背景技术

混凝土大坝体积庞大，坝体开裂在实际工程中是一个较为普遍的 现象。在国内外坝工史上，受裂缝损害的混凝土大坝比比皆是，在众 多影响混凝土坝安全的因素中，大坝混凝土裂缝受到了坝工届的普遍 关注。尽管从20世纪30年代开始，水利工程界已重视如何防止混凝 土坝裂缝的问题，并做了大量研究工作，也取得了不少成果，但“无 坝不裂”却已成为不争的事实。同时，混凝土一般都存在老化问题，重 要的水工混凝土建筑物要求正常运作100∽150年.但在国内外许多混 凝土工程中，几年或几十年后就出现混凝土的老化及破化.如冻融、渗 漏、碳化流冲刷、磨损、气蚀、碱骨料反应等引起的混凝土破坏或老 化，破坏直接影响水工建筑物的效益，甚至危及建筑物的正常安全运 行.

目前学术界普遍认为混凝土裂缝的产生是多种因素共同作用的 结果，除了温度变化因素之外，混凝土自生体积收缩、失水干燥收缩 及与混凝土体积变形相关的其他收缩变形均会导致混凝土裂缝的产 生，而其中又以温度变化起主导作用。而混凝土老化的原因是外界的 环境因素决定如渗漏侵蚀，酸性物质侵蚀等等。

大坝混凝土所产生的裂缝，绝大多数都是表面裂缝，其中一部分 会发展成为深层或贯穿性裂缝，影响大坝或混凝土面板的整体性和耐 久性。引起大坝表面裂缝的原因主要是湿差和温度应力。一些国家早 在20世纪50年代就开始注意临时表面保温。表面保温和养护材料很 多，有的大坝面板采用泡沫塑料板或纸板保温；有的采用砂层保温； 有的采用泡沫塑料板加聚氯乙稀薄膜；有的采用两层厚模板中填刨花 的隔热材料，还有的采用自动上升的活动帐篷，在帐篷内创造了局部 人工气候，混凝土浇注时完全和外界隔绝，夏季混凝土浇注用流水降 温；但实践表明上述保温材料实施后仍旧产生了不少裂缝。在中国初 始主要采用草袋和草帘保温，但是它们易燃烧，易引起火灾，不耐用， 而且一受潮就腐烂，不是理想的保温材料。在中国东北地区曾使用过 木丝板，喷涂过水泥-膨胀珍珠岩，这些材料虽有一定保温作用，但 受潮后保温作用锐减。80年代后，泡沫塑料成为主要的保温材料。 目前广泛使用的保温材料主要有聚苯乙烯泡沫塑料板、保温被、聚乙 烯气垫薄膜、聚乙烯泡沫塑料板等，常用的施工方法有内贴法、外贴 法和喷涂法三种。不论内贴还是外贴，都是采用粘性材料将保温材料 粘贴在大坝混凝土表面，而喷涂则是利用高压装置将保温材料直接喷 射在大坝混凝土表面。

综上可以看出：尽管目前大坝越冬采用的保温材料较多，但是仍 旧没有很好地解决大坝混凝土由于湿差和温度应力而造成的表面裂 缝。而大坝混凝土老化问题还没有很好的解决方法。实践表明：由于 湿度变化而引起的干缩裂缝占大坝表面裂缝的60％～70％，因此大坝 的保温固然重要，但是保湿亦十分关键。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术的不足之处，在充分考虑大坝混凝 土温度传导和湿度迁移的耦合特性基础上，提出了基于温湿耦合的大 坝抗裂及防老化的方法，使其具有抗裂性能好、外形美观、保温隔热、 保湿性能优良及施工简单等优点。

本发明提出的基于温湿耦合的大坝抗裂及防老化的方法，其特征 在于，在大坝混凝土表面覆盖有一层聚氨酯泡沫+聚酯沙浆或沙浆保 温保湿层。在混凝土面板堆石坝，的混凝土面板表面覆盖有聚氨酯泡 沫+聚酯沙浆或沙浆保温保湿防渗层。

在混凝土拱坝的上、下游面覆盖有聚氨酯泡沫+聚酯沙浆或沙浆 保温保湿防渗层。

在混凝土重力坝的上、下游面或大坝底孔、表孔的混凝土表面覆 盖有聚氨酯泡沫或者聚氨酯表面再覆盖有聚酯沙浆或沙浆保温保湿 防渗层，

上述所说的聚氨酯泡沫保温保湿层厚度可在1cm～15cm的范围 内，聚酯砂浆或砂浆的厚度可在0.5cm～5cm范围内。所述的聚氨酯 硬质泡沫材料包括异氰酸酯和多元醇组合聚醚(黑+白、双组份)，可 采用外贴法、灌注法和喷涂法使聚氨酯硬质泡沫保温保湿防渗层和大 坝混凝土表面或面板牢固粘结。聚酯沙浆或沙浆可以防止聚氨酯硬质 泡沫的老化。聚氨酯硬质泡沫可以保持30∽50年，充分防止混凝土的 快速老化。聚氨酯喷涂施工有要求严格的施工措施，喷涂时对材料的 反应时间、固化速度、雾化风压及施工环境都要有充分的认识，喷涂 施工采取以下控制措施：