[发明专利]一种伴随大坝混凝土强度增长期的抗老化结构及方法

说明书

本发明涉及一种伴随大坝混凝土强度增长的防老化结构，包括浇筑期大坝保温保湿结构，和大坝浇筑完成边拆除所述浇筑期保温保湿结构后，边沿混凝土基面从里向外依次设置的大坝保湿封闭层、大坝保温保湿层和大坝保温保湿层防护层；本发明还提供了一种伴随大坝混凝土强度增长期的抗老化方法。本发明将保温保湿养护工作前移，从混凝土入仓开始就进行保温保湿，在大坝混凝土强度增长早期就起到良好的保温保湿效果，并伴随其强度增长不同阶段都进行有效及时的保护，本发明有效解决了刚拆模的大坝混凝土，因混凝土基面富含潮气，无法边拆模边及时进行聚氨酯材料喷涂施工的难题，让大坝混凝土保温保湿没有空窗期，实现混凝土强度增长关键时间段的有效保护。

技术领域

本发明属于水利水电工程大坝混凝土防护技术领域，具体涉及一种伴随大坝混凝土强度增长期的抗老化结构及方法。

背景技术

针对水利水电大坝展开的多项深入研究，揭露了大坝开裂老化原因及机理，并提出了一些相应的防护措施。概括而言，普遍认为混凝土表面开裂及老化原因是内外温湿度梯度过大，使混凝土发生收缩变形带来的拉应力超过承载极限所致。特别是在混凝土入仓浇筑后的强度增长期，内部水化作用剧烈温升较大，而自身强度没有达到设计值，此时受温湿度梯度影响的程度更大，更易发生开裂。

大坝混凝土内部的温湿度剧烈变化主要集中于强度增长早期，来源于混凝土材料水化作用产生的温升，目前主要通过传统的冷却通水技术或主动温度调控技术来控制。大坝混凝土表层的温、湿度变化主要来自于外界环境影响，譬如环境温度、湿度的变化，太阳辐射、风速、水位变化等；为了抵御环境温度变化带来的影响，现在多采用在大坝表面喷涂聚氨酯保温保湿层的方案来实现；对于减少环境湿度影响方面，有洒水养护、铺挂保湿材料等。

虽然上述措施对大坝混凝土防裂和抗老化作出了一定贡献，但工程实践证明，现行方案还不够完美，效果也不是特别理想，大坝开裂现象仍然时有发生，主要表现是忽略了如下问题：

（1）对湿度变化带来的干缩应力及损害程度关注不够，应对措施不够灵活。拆模后的大坝表层混凝土在环境湿度、阳光辐射、风速等影响下，其湿度会发生不断变化，与混凝土内部湿度形成梯度，发生干缩变形产生湿度应力。

（2）大坝混凝土从开始浇筑到服役存在一个强度增长过程，通常达到设计强度需要28天左右，在强度增长过程中内部水化作用持续存在，加上环境温度的剧烈变化，会使混凝土内外产生的较大的温度梯度，因此在此期间做好保温保湿等养护工作很有必要。但是现有的施工方法在此期间一般未采取有效的保温保湿养护工作，或者保温保湿工作不及时；

（3）浇筑期养护：目前在浇筑期基本没有采取有效养护措施，仅在大坝混凝土表层有一层辅助大坝浇筑施工暂未拆除的模板。这些模板除了在复杂结构和边角部位采用木质材料因地制宜现场制作外，大部分区域都是采用钢模板进行辅助快速施工，由于钢铁材料的优异导热性，在严寒地区的低温季节，刚浇筑还未拆模的处在强度快速增长期的混凝土，其实是近似裸露在复杂恶劣的自然环境中，因缺乏规范和设计要求的保温保湿养护条件，混凝土的开裂和老化可能失控；

（4）拆模后养护：在实际工程施工中，为了保持工程进度和提高模板利用率，通常在混凝土浇筑完成后3~7天左右就进行拆模工作，特殊情况下时间甚至更短，模板拆除后混凝土大多没有及时进行保温，此时的大坝混凝土就像 “初生的婴儿”一样，暴露在自然环境中会受到寒潮、日夜大温差、阳光辐射等因素侵蚀，极易出现开裂和老化；

（5）随着筑坝和温控技术的发展，也有人提出了跟仓保温施工的建议，来避免寒区大坝在日夜大温差、冬季环境温度较低时受到“冷击”，给混凝土带来损伤。但在实践中，浇筑完成后刚拆模的混凝土表面和内部存在较大的潮气，而混凝土基面干燥是聚氨酯材料喷涂施工的必要条件之一，强行进行保温喷涂施工会导致聚氨酯保温保湿层与大坝混凝土基面粘接力不足，进而出现鼓包、起壳甚至大面积脱落，失去其应有的保温保湿效果；

（6）聚氨酯保温保湿材料为高分子材料，现有的保温保湿措施直接将聚氨酯裸露于大气中，在阳光照射下极容易出现变色和老化，既严重影响大坝美观，自身还会因为老化出现粉化、开裂、卷曲和部分脱落，减弱甚至失去其保温保湿性能；