[發(fā)明專利]一種水下不分散的水泥基自密實(shí)材料施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310465710.7
• 申請(qǐng)日: 2013-10-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103556639A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周虎;金峰;安雪暉;梁寅鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);北京華石納固科技有限公司
• 主分類號(hào): E02D15/06
• 分類號(hào): E02D15/06
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水下不分散的水泥基自密實(shí)材料施工方法，特別涉及一種在不同尺寸、形態(tài)和流速條件下的水下環(huán)境下的施工方法。

背景技術(shù)

水下不分散混凝土(Underwater?Non-Dispersible?Concrete，簡(jiǎn)稱NDC)技術(shù)從80年代傳入我國(guó)以來(lái)，其應(yīng)用技術(shù)不斷發(fā)展和提高。水下不分散混凝土也稱為水下澆筑混凝土，是一種可以在水下澆筑，不會(huì)像普通混凝土那樣，在水的作用下集料與水泥漿發(fā)生分離的專用混凝土。目前主要應(yīng)用在水利、海洋、石化、煤炭等工程領(lǐng)域的水下大體積混凝土的施工，應(yīng)用范圍遍布全國(guó)許多省市。如：秦山核電站三期取水口工程(泵送)，上海600噸龍門吊承重平臺(tái)(泵送)，豐淮線黃河特大橋圍堰工程，澀寧蘭長(zhǎng)輸管線湟中縣上辛莊B327～B328標(biāo)段，南京長(zhǎng)江取水工程，大連、青島碼頭修補(bǔ)、鴨綠江護(hù)岸工程，錢塘江大堤加固工程等。

水下不分散混凝土是將以絮凝劑為主的水下不分散劑加入到新拌混凝土中，可通過(guò)絮凝劑的高分子長(zhǎng)鏈的“橋架”作用，使拌合物形成穩(wěn)定的空間柔性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高新拌混凝土的黏聚力，限制新拌混凝土的分散、離析及避免水泥流失，并能在水下均勻成型的混凝土?，F(xiàn)有的水泥基材料包括混凝土、砂漿、凈漿等在水下實(shí)現(xiàn)不分散的主要解決方案是配制各種基于絮凝劑和增粘劑的水下不分散劑將其加入到水泥基材料中，根據(jù)我國(guó)水下不分散混凝土的相關(guān)試驗(yàn)規(guī)范，水下不分散混凝土的坍落度不小于210mm-250mm，擴(kuò)展度為430mm-470mm左右，這就使得所配制的水泥基材料存在成本高、粘性大、流動(dòng)性能不足等缺點(diǎn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)水下高流動(dòng)自密實(shí)性能。

自密實(shí)混凝土技術(shù)是日本東京大學(xué)混凝土實(shí)驗(yàn)室于1988年開(kāi)發(fā)的新型混凝土技術(shù)，雖然在空氣中具有高流動(dòng)和高抗離析性能，但是遇水后即發(fā)生嚴(yán)重的分離，無(wú)法適應(yīng)水下混凝土施工條件。如果在自密實(shí)混凝土中加入水下不分散劑，會(huì)是混凝土粘度急劇增大，導(dǎo)致混凝土流動(dòng)性能和自密實(shí)性能顯著降低，其流動(dòng)性能的保持時(shí)間亦會(huì)收到嚴(yán)重的影響，因此無(wú)法通過(guò)加入水下不分散劑的方式配制出與空氣中性能接近的水下自密實(shí)混凝土。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種水下不分散的水泥基自密實(shí)材料施工方法，其解決的技術(shù)問(wèn)題是：(1)現(xiàn)有的水下不分散混凝土、水下灌漿材料通過(guò)將絮凝劑或增粘劑加入混凝土和灌漿材料來(lái)提高其水下抗分散能力，所形成的水下水泥基材料造價(jià)高、粘性大、流動(dòng)性不好，同時(shí)施工工藝較為復(fù)雜。(2)水下化學(xué)灌漿可通過(guò)不同的化學(xué)材料解決遇水分散的問(wèn)題，但是相比水泥基的水下材料成本高、污染大。

為了解決上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了以下方案：

一種水下不分散的水泥基自密實(shí)材料施工方法，包括以下步驟：步驟1：確定水下澆筑部位(4)；步驟2：分別設(shè)置一個(gè)或多個(gè)水泥基自密實(shí)材料澆筑點(diǎn)(5)和一個(gè)或多個(gè)水溶性高分子聚合物溶液灌注點(diǎn)(6)，水泥基自密實(shí)材料澆筑點(diǎn)(5)與水溶性高分子聚合物溶液灌注點(diǎn)(6)都必須與水下澆筑部位(4)連通；步驟3：將水溶性高分子聚合物(2)溶解于水中形成水溶性高分子聚合物溶液(3)，通過(guò)水溶性高分子聚合物溶液灌注點(diǎn)(6)向水下澆筑部位(4)注入水溶性高分子聚合物溶液(3)，水溶性高分子聚合物(2)在水中溶解從而改變水的物理性質(zhì)，使水泥基自密實(shí)材料(1)進(jìn)入水溶性高分子聚合物溶液(3)中不分散；步驟4：通過(guò)水泥基自密實(shí)材料澆筑點(diǎn)(5)向水中澆筑水泥基自密實(shí)材料(1)，澆筑過(guò)程無(wú)須振搗，依靠水泥基自密實(shí)材料(1)自重將水下澆筑部位(4)充填密實(shí)并最終形成水下不分散混凝土。

進(jìn)一步，步驟1中通過(guò)模板(7)、鋼筋石籠(8)或拋石堆積體(9)搭建各種結(jié)構(gòu)的所述水下澆筑部位(4)。

進(jìn)一步，對(duì)于水下滲漏通道和基礎(chǔ)裂隙中的水下部分，則無(wú)法設(shè)置模板(7)、鋼筋石籠(8)或拋石堆積體(9)，步驟1中通過(guò)控制水泥基自密實(shí)材料(1)的在水下流動(dòng)距離總而控制充填范圍以確定水下澆筑部位(4)。

進(jìn)一步，步驟2中的水溶性高分子聚合物溶液灌注點(diǎn)(6)均勻分散在水下澆筑部位(4)內(nèi)，步驟2中的水泥基自密實(shí)材料澆筑點(diǎn)(5)布置在水下澆筑部位(4)的底部。

進(jìn)一步，水下澆筑部位(4)中的水為動(dòng)水時(shí)，將水溶性高分子聚合物溶液灌注點(diǎn)(6)置于水流方向的上游側(cè)，使水溶性高分子聚合物(2)能夠均勻充滿整個(gè)水下澆筑部位(4)。

進(jìn)一步，步驟3中將水溶性高分子聚合物溶液(3)通過(guò)自流或有壓灌注的方式注入水中。

進(jìn)一步，步驟4中將水泥基自密實(shí)材料(1)通過(guò)無(wú)導(dǎo)管自流、導(dǎo)管(10)自流或者有壓泵送方式澆筑至水下澆筑部位(4)中。