地上混凝土高温水池温差裂缝补偿抗渗方法

摘要

本发明公开了一种地上混凝土高温水池温差裂缝补偿抗渗方法，首先对已有裂缝渗漏部位进行可靠封堵，之后(1)配制自愈性砂浆并使用自愈性砂浆对水池进行抹面处理；(2)配制温差补偿砂浆并使用温差补偿砂浆对水池进行抹面处理。所述自愈性砂浆由重量比为：普通硅酸盐水泥100、中粗砂200～400、D型调整剂6～10、减水剂0.1～1、硅灰1～3以及水30～40组成。所述温差补偿砂浆由重量比为：普通硅酸盐水泥100、中粗砂200～400、F型调整剂2～4、引气剂0.1～0.2以及水30～50组成。本发明减少了池壁温度应力，减少了池壁温度应力，有效控制了温差裂缝的出现，降低了维护成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种储存热水的地上混凝土构筑物温差裂缝渗漏的不停产外部治理方法。

背景技术

国内外现有的工业水循环利用相当普遍，绝大部分大体积循环水储存水池构筑物为混凝土结构中，水池通常建设在地面以上一定高度的位置。常规工艺条件下，工业用冷却循环水平均水温一般在70℃左右，气温较低时水池内外表面温度相差高达50℃以上，水池外表面产生大量的细微温度应力缝，并出现连续渗水状态。水通过混凝土结构层渗漏会造成混凝土材料中的钙离子析出，降低结构强度，对混凝土水池的耐久性和安全性造成危害。这种水池由于受到生产连续性条件限制通常不能停止使用进行内部抗渗处理，传统的在外部对裂缝进行修复的措施不能控制温度应力，裂缝会反复出现并不能愈合，导致渗漏治理失败。

在目前公开技术中，《辽宁工程技术大学学报》2007，26(2)自然科学版228-231页《钢筋混凝土水池裂缝的分析与处理》分析了某圆形水池结构温差裂缝产生的原因，提出在外部增设钢环箍对结构进行加固以约束温度应力并以注浆修复裂缝的方案。《结构工程师》2002(2)59-64页《钢筋混凝土圆形水池裂缝分析与处理》这篇文章与前一篇内容近似，两者提出的解决方案为结构加固及变形控制和约束。

在目前公开的其他专业论著及相关工程施工规范中，对混凝土结构水池裂缝渗漏的治理一般采用抹面堵漏法、注浆堵漏法，选用材料为防水砂浆、高分子化学注浆等。如氯化铁防水砂浆配合比为：水泥：砂：氯化铁防水剂＝1：2：0.03，防水砂浆类通过抹面施工，其适用范围为“结构稳定，不会因温度、湿度变化等产生有害裂缝的工程”。高分子化学注浆材料有聚氨脂类、环氧树脂类、丙烯酰氨类等，如聚氨脂浆液配合比为主剂：表面活性剂：乳化剂：催化剂＝100：1：1：(0.1～0.5)；环氧糠酮浆液配合比为主液：稀释剂：促凝剂：固化剂＝1000ml：(68～58)ml：(0～30)g：(288～308)ml；丙烯酰氨浆液材料组成为(％)：主剂5～20，交联剂0.3～0.7，促进剂0.5～2，强促进剂0.02～0.1，缓凝剂0.02～0.1，引发剂0.5～2。高分子注浆防水施工是通过注浆机具将浆液注入缝隙中，其适用特点为“具有较好的可注性，适用于微小孔隙及裂缝的注浆施工，不适用于干湿交替变化的环境”。这些传统工艺方法针对的是现有的、稳定状态下的裂缝及渗漏。当在地上混凝土水池水温高、温度应力表现明显的情况下，温差裂缝会反复出现。这一问题的根源在于水池池壁温差没有得到处理和改善，温度应力不能得到有效的控制。从目前工程实际效果看，裂缝修复后在一周内又会出现渗漏问题，且裂缝无法自行愈合。因此，传统治理方法对于因工艺、使用等问题反复产生的温差裂缝并没有提供有效、可靠的控制和解决技术。

发明内容

本发明的目的是为存储热水的混凝土水池因温差产生裂缝而渗漏的问题提供一种不需停产的外部治理方法。

本发明是这样实现的：一种地上混凝土高温水池温差裂缝补偿抗渗方法，首先对已有裂缝进行可靠封堵，其方法为先对裂缝进行清理，之后沿裂缝开工艺槽，渗漏流量小时直接采用堵漏剂封堵，再在封堵表面涂刷聚合物水泥，流量较大时在前述工序之外还要进行聚氨脂或环氧树脂注浆封堵，在完成裂缝可靠封堵后工序为：

(1)配制自愈性砂浆并使用自愈性砂浆对水池进行抹面处理；

(2)配制温差补偿砂浆并使用温差补偿砂浆对水池进行抹面处理。

所述自愈性砂浆由普通硅酸盐水泥、中粗砂、D型调整剂、木质素磺酸盐减水剂、硅灰以及水组成，各组分的重量比为：

普通硅酸盐水泥                     100

中粗砂                   200～400

D型调整剂                6～10

木质素磺酸盐减水剂       0.1～1

硅灰                     1～3

水                       30～40。

其中D型调整剂为市售产品，主要成分为：超细硅灰粉、CAS微膨胀剂、EVA胶粉、硫酸钠早强剂。

所述温差补偿砂浆由普通硅酸盐水泥、中粗砂、F型调整剂、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠引气剂以及水组成，各组分的重量比为：

普通硅酸盐水泥                100

中粗砂                        200～400

F型调整剂                     2～4

脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠引气剂    0.1～0.2

水                            30～50。

其中F型调整剂为市售产品，主要成分为：超细硅灰粉、有机硅乳化液、明矾石、胶联耦合剂。

所述使用自愈性砂浆对水池进行抹面处理，在抹面处理前要清理水池表面，进行界面结浆或混凝土界面剂打底，抹面处理时砂浆厚度8mm～20mm之间，抹面处理时气温不低于5℃，养护时间不少于72小时。

所述自愈性砂浆要现配现用，在配好后1小时之内使用。

所述使用温差补偿砂浆对水池进行抹面处理，在抹面处理前要清理水池表面，进行界面结浆或混凝土界面剂打底，抹面处理时砂浆厚度8mm～20mm之间，抹面处理时气温不低于5℃，养护时间不少于48小时。

所述温差补偿砂浆要现配现用，在配好后1小时之内使用。

本发明针对地上混凝土高温水池温差裂缝的渗漏开裂，配制并粉刷两种专用砂浆对结构外表面进行处理，在不停产状态下解决温差裂缝问题。本发明首先采用一种具备自愈功能的砂浆对裂缝进行修复，一旦细微裂缝出现，在水介质流动作用下，自愈性砂浆会在裂缝周边生成新的水化物将缝隙封闭，达到自行愈合的目的；然后采用一种具有温差补偿功能的砂浆粉刷在结构外表面，提高水池结构表面热阻，减缓水池外表面温度的扩散速度，降低池壁内外温度梯度，从而降低混凝土高温水池的温度应力，以减少温差裂缝的产生。通过这两种方法的结合使用，实现对混凝土高温水池不停产状态下的稳定、可靠的防裂抗渗。本发明采用了温差裂缝补偿抗渗法，当水池局部因温度应力产生裂缝导致渗水情况下，当一昼夜渗漏流量小于10立方分米情况下，通过一周时间能够自行愈合。

由于本发明所配制使用的两种专用功能砂浆均具有砂浆的基本特性，不能直接在明水或流动水状态下施工和养护。因此，这两种材料施工前，必须先对已有裂缝渗漏部位进行可靠封堵。目前常用的方法一般为：小流量时直接采用堵漏剂封堵，在流量较大部位可以采用聚氨脂或环氧树脂注浆封堵，但对于温度应力尚不稳定的情况下，堵漏维持时间较短。因此，为保证上述两种材料在施工期间不受渗漏水的影响，封堵要求可靠，需要对裂缝进行清理，沿裂缝开工艺槽，槽宽在5mm～40mm。封堵表面应涂刷聚合物水泥不小于1mm，确保在后续施工时不出现渗水。

在完成封堵后，再使用自愈性砂浆和温差补偿砂浆对水池进行抹面处理。为了提高修补部位的整体性，使用自愈性砂浆和温差补偿砂浆对水池进行抹面处理时整个粉刷层必须一次完成，必须接槎时，槎口搭接长度不少于100mm。自愈性砂浆的主要技术指标：抗压强度≥50Mpa，抗折强度≥3.5Mpa，48h吸水量比≤50％，28d收缩率比≤135％，压力渗透自愈性(<10g/h.cm²)≤7d。温差补偿砂浆的主要技术指标：抗压强度≥50Mpa，抗折强度≥3.5Mpa，48h吸水量比≤35％，28d收缩率比≤135％，冷凝水量比<20％。

本发明中使用自愈性砂浆和温差补偿砂浆对水池进行抹面处理也可以用于水池渗漏未发生前对水池进行预防性处理，可以有效预防水池发生温度应力渗漏。

本发明具有以下有益效果：采用了温差裂缝补偿抗渗法，提高了混凝土高温水池抗渗防裂性能，减少了池壁温度应力，有效控制了温差裂缝的出现，降低了维护成本，提高了混凝土结构在自然环境中的表面物理性能，提高了渗漏治理的可靠性、经济性、渗漏治理方便性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1为本发明水池温差裂缝补偿抗渗法示意图；

图中：1高温水，2混凝土结构层，3排水(渣)口，4裂缝封堵材料，5聚合物水泥密封材料，6自愈性砂浆层，7温差补偿砂浆层。

具体实施方式

参见图1。在实施例1、2、3中，自愈性砂浆和温差补偿砂浆的配比如表1、表2所示，技术数据如表3、表4所示。

表1 自愈性砂浆配比(按重量份计)

 

组分普通硅酸盐水泥中粗砂D型调整剂减水剂硅灰水实施例1100300811.535实施例21002006.20.6130实施例31004009.80.22.838

表2 温差补偿砂浆配比(按重量份计)

 

组份普通硅酸盐水泥中粗砂F型调整剂引气剂水实施例110030030.1540实施例21002002.10.130实施例310040040.250

表3 实施例中自愈性砂浆技术数据

 

    指标抗压强度        (Mpa)   抗折强度        (Mpa)   48h吸水量         比(％)   28d收缩率         比(％)   压力渗透自          愈性(d)   实施例160.834.3431.4489.3<7实施例269.835.1731.4102<7实施例3513.530.03100.34<7

表4 实施例中温差补偿砂浆技术数据

 

    指标抗压强度        (Mpa)   抗折强度        (Mpa)   48h吸水量         比(％)   28d收缩率         比(％)   冷凝水量比          (％)      实施例164.55.533.0166.917实施例263.85.332.0575.516.8实施例3554.9732.4773.5619.3

实施例1：清理混凝土结构渗漏裂缝周边的钙化合物，对于小流量渗透的裂缝，采用石材切割刀沿裂缝切割出深度为8mm、宽度为5mm的工艺槽，将快速堵漏剂封堵裂缝，然后配置含胶量为15％左右的聚合物水泥，胶种选用丙烯酸脂乳液，涂刷在修补后的裂缝表面；对于大流量渗漏的裂缝，清理混凝土结构渗漏裂缝周边的钙化合物后，采用石材切割刀沿裂缝切出宽度为10mm、深度为10mm的工艺槽，预埋注浆管引流，将快速堵漏剂封堵裂缝，然后配置含胶量为15％的聚合物水泥，胶种选用丙烯酸脂乳液，涂刷在修补后的裂缝表面，然后采用聚氨脂注浆液进行注浆修复，达到强度后拔除注浆管。

在完成堵漏，并清理混凝土结构外表面后，采用混凝土界面剂打底处理，厚度0.5mm。然后配制自愈性砂浆，按照表1实施例1的配比制成砂浆，进行均匀搅拌，比普通砂浆搅拌时间延长3分钟。然后按厚度10mm进行粉刷，一次完成。在三天内，进行喷水养护，保持水化反应时间和湿度。

在完成自愈性砂浆抗渗处理后，清除结构表面浮灰，采用混凝土界面剂打底处理，厚度0.5mm。配制温差补偿砂浆：按表2实施例1的配比制成砂浆，进行均匀搅拌，应比普通砂浆搅拌时间延长5分钟。然后按厚度10mm进行粉刷，一次完成。在两天内，进行喷水养护，保持水化反应时间和湿度。

实施例2：堵漏过程工艺同实施例1，在完成堵漏后，清理混凝土结构外表面后，采用混凝土界面剂打底处理，厚度0.5mm。然后配制自愈性砂浆，按照表1实施例2的配比制成砂浆，进行均匀搅拌，比普通砂浆搅拌时间延长3分钟。然后按厚度15mm进行粉刷，一次完成。在三天内，进行喷水养护，保持水化反应时间和湿度。

在完成自愈性砂浆抗渗处理后，清除结构表面浮灰，采用混凝土界面剂打底处理，厚度0.5mm。配制温差补偿砂浆：按表2实施例2的配比制成砂浆，进行均匀搅拌，应比普通砂浆搅拌时间延长5分钟。然后按厚度15mm进行粉刷，一次完成。在两天内，进行喷水养护，保持水化反应时间和湿度。

实施例3：堵漏过程工艺同实施例1，在完成堵漏后，清理混凝土结构外表面后，采用混凝土界面剂打底处理，厚度0.5mm。然后配制自愈性砂浆，按表2实施例3的配比制成砂浆，进行均匀搅拌，比普通砂浆搅拌时间延长3分钟。然后按厚度20mm进行粉刷，一次完成。在三天内，进行喷水养护，保持水化反应时间和湿度。

在完成自愈性砂浆抗渗处理后，清除结构表面浮灰，采用混凝土界面剂打底处理，厚度0.5mm。配制温差补偿砂浆：按表2实施例3的配比制成砂浆，进行均匀搅拌，应比普通砂浆搅拌时间延长5分钟。然后按厚度20mm进行粉刷，一次完成。在两天内，进行喷水养护，保持水化反应时间和湿度。

通过上述三种配比实施结果证明，在温度应力造成的渗水点出现后，自行愈合时间小于7天，不再出现渗漏，修复后的地上混凝土高温水池未出现龟裂裂缝。