CN106245586B - 一种防护海堤混凝土遭腐蚀破坏的技术 - Google Patents
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Abstract
一种防护海堤混凝土遭腐蚀破坏的技术,所述技术主要是通过在海堤上加覆保温绝热层并铺盖金属网加固之后通过供电装置作用在绝热层上产生防护加固层的一种方法;本发明未解决上述不足,提供一种防腐海堤混凝土遭腐蚀破坏的技术,防止混凝土表面受到温度影响和海水中的盐分的腐蚀,提高海堤的使用寿命、具有较好的前景,能获得很好的经济效益和社会效益,适宜推广。
Description
技术领域
本发明涉及防护技术,具体涉及一种防护海堤混凝土遭腐蚀破坏的技术。
背景技术
海堤是抵挡海洋的堤坝,一般是由混凝土筑建而成,而混凝土每天经受冷热变化,每年经受寒来暑往。对于一种热惯性很大的材料来说,处于不断热胀冷缩的数以万计的循环之中(每日温差在10℃以上波动,每年温差在30℃以上波动)使用时期要经数以万计的循环。温度变化和混凝土的固有性质(水化作用)会导致混凝土产生裂缝。
混凝土的压缩强度虽然较高,但是拉伸强度非常有限。加入钢筋增强是现代建筑与古罗马人的主要区别之一。钢筋由pH值在11-13之间的碱性混凝土中水泥、砂、石保护,使钢筋混凝土结构具有一定耐久性。经过妥善设计和施工的钢筋混凝土或预应力混凝土经久耐用。但是暴露在侵蚀性环境下的钢筋混凝土(例如用冰盐处理过的桥梁,邻近海边的建筑,一些生产中产生腐蚀气体和液体的化工厂),在适宜的温度和湿度下,由于碳化物或氯化物的浸入(随着气候转暖,大气中CO、Cl-、SO2的浓度明显增加,酸雨频频),混凝土逐渐由碱性变为中性。另一方面盐分和酸通过混凝土表面或干燥过程中形成的微裂及向内部渗透、扩散,盐分和酸雾中的氯离子便会使钢筋受到腐蚀。在沿海地区,钢筋易受海风中海盐粒子的腐蚀发生明显早期劣化;在内陆地带,冬季为防止冰冻进行冰盐处理的道路、桥梁同样出现钢筋劣化;化工厂、水处理工厂等腐蚀环境、酸性地下水,日益增多的酸风酸雨,也都是造成钢筋腐蚀的原因。因为受腐蚀后生锈钢筋的体积比原先组成它的铁金属体积增大,这就形成很大内压导致混凝土开裂和剥落,最后引起构筑物的毁坏。
采用适当方式加保温层,使其与空气隔离,避免酸风酸雨渗入,同时降低冷热引起的胀缩程度,是延长钢筋混凝土建筑寿命的有效措施。
在20世纪的六七十年代,草袋和草帘是我国混凝土坝中广泛采用的表面保温材料,但它们受潮后保温能力立即锐减,且一受潮就腐烂,不耐用;干燥时极易燃烧,易引起火灾。目前除了一些小型水利工程外,在混凝土坝施工中已很少采用。由于塑料工业的发展,混凝土坝的表面保温目前主要采用泡沫塑料,应用较多的有3种,即聚苯乙烯泡沫板、聚氨脂泡沫涂层和聚乙烯泡沫板。
根据生产工艺的不同,又可分为挤压泡沫塑料板和模压泡沫塑料板两种,其中挤压泡沫塑料板的性能较好,价格也略高。过去大坝施工上下游表面保温采用的多是模压泡沫塑料板。
聚氨脂加入发泡剂形成泡沫后,具有保温能力,而且可与混凝土粘结,形成表面保温层,通常用喷涂法施工。聚氨脂泡沫塑料是闭孔结构,不吸水,导热系数为0.11w/(m·k),粘着强度为0.10MPa,本体抗压强度0.1-0.2MPa,密度32-40kg/m3,渗透系数<1×10-8m/s。
聚乙烯泡沫塑料导热系数为0.13-0.15w/(m·k),密度约24kg/m3,吸水率<5kg/m3,抗拉强度0.2-0.4MPa,富有柔性,延伸率110%-255%,由于具有一定吸水率,下雨后保温作用降低,加之质地柔软,易被撕破,尚无可用作永久保温的工程实例。
聚苯乙烯和聚氨脂泡沫塑料的保温效果是好的,但单独用作永久保温,其耐久性如何,目前还缺乏实践经验。对于重要工程的永久保温,应和建筑外保温类似,采用复合式永久保温板。
复合式永久保温板由一层聚苯乙烯泡沫板等保温绝热材料和一层保护板(层)等组成,聚苯乙烯泡沫板主要发挥保温作用,其厚度的大小主要取决于保温的需要,而保护板(层)的作用是防止聚苯乙烯泡沫板的老化和损坏。
当要求兼有保温和防渗功能时,可在各型复合保温板内侧聚苯乙烯泡沫板内在增加一层防渗膜,它有两种形式:(a)小变形防渗膜,其为土工膜,聚苯乙烯泡沫板与土工膜之间用聚合物粘结,土工膜内面涂一层聚合物,以加强与内部新浇混凝土的粘结;(b)大变形防渗膜,采用具有防渗作用和大变形功能的高分子板材料。
本发明人通过实验尝试各类绝热材料,但其绝热材料面临强度较差,吸收水分,并且又耐水泥碱性侵蚀等不足,对比后得到,在较大水利工程、海洋工程中,最为理想的绝热材料仍是聚苯乙烯,尤其挤压聚苯乙烯(XPS板)具有良好性能。
发明内容
本发明未解决上述不足,提供一种防腐海堤混凝土遭腐蚀破坏的技术,防止混凝土表面受到温度影响和海水中的盐分的腐蚀,提高海堤的使用寿命、具有较好的前景,能获得很好的经济效益和社会效益,适宜推广。
本发明的技术解决方案:一种防护海堤混凝土遭腐蚀破坏的方法,所述方法主要是通过在海堤上加覆保温绝热层并铺盖金属网加固之后通过供电装置作用在绝热层上产生防护加固层的一种方法;所述绝热层材料为XPS(挤压型聚苯乙烯);所述供电装置为太阳光伏电池;所述金属网通过铁丝或铝丝编制获得;所述防护加固层的产生过程主要是通过太阳能光伏电池对金属网通电,经过长时间沉淀,在绝热层上覆盖产生加固层;所述加固层为MgCO3或CaCO3的加固层;所述绝热层内侧设有防渗膜,所述防渗膜通过聚合物和绝热层粘结,所述绝热层外侧设有固定粘结层用于固定绝热层防止其脱落,所述固定粘结层为水泥砂浆层。
作为本方案的进一步优化,所述防渗膜内侧还设有固定粘结层,所述固定粘结层使防渗膜和堤坝之间起到加固和粘结作用。
作为本方案的进一步优化,所述具体实施步骤包括:
a、在海堤混凝土浇注一段时间后进行实施;
b、对海堤混凝土表面进行清理,因为混凝土表面会存有棱角、松软部分,有时还会布满疏松颗粒,需要先进电动钢丝刷打磨去除表面杂物,并增加粗糙度;
c、之后在海堤混凝土表面铺设保温绝热层,铺设绝热层适当向海堤下部延伸;
d、在绝热层内侧铺设防渗膜,通过聚合物和绝热层粘结;在防渗膜内侧铺设固定粘结层使之和堤坝固定粘结;
e、之后在绝热层外侧也涂上一层固定粘结层,所述固定粘结层起到固定绝热层的作用,使绝热层不会脱落,之后在固定粘结层外铺设金属网;
f、太阳能光伏电池通过导线和金属网连接,通电,经长时间沉淀、使在固定粘结层上覆盖加固层。
作为本方案的进一步优化,所述步骤a中一段时间为1个月。
本发明的有益效果:
1.本发明可以防止混凝土表面受到温度影响和海水中的盐分的腐蚀,提高海堤的使用寿命、具有较好的前景,能获得很好的经济效益和社会效益,适宜推广;2.绝热层可以阻止空气中的CO2通过毛细孔进入混凝土内部,经过水和氢氧化物相互作用使混凝土钝化,降低使用寿命;3.通过太阳能光伏电池和金属网相互配合,经过长时间沉淀,在绝热层上覆盖加固层,可以有效防止绝热层被海水腐蚀,提高绝热层的使用寿命;4.通过设置防渗膜,防止海水对堤坝混凝土进行腐蚀,防止堤坝混凝土受到破坏,提高寿命;5.通过聚合物使防渗膜和绝热层粘贴固定,固定牢靠;6.通过在绝热层上铺设固定粘结层,使之避免长时间出现分离使绝热层受到腐蚀,降低使用寿命;7.所述防渗层和海堤混凝土之间也设有固定粘结层使之和海堤混凝土固定粘结进而对海堤混凝土起到保护作用;8.所述绝热层采用XPS板(挤压型聚苯乙烯)其具有以下优点:
a、较高抗压强度,为发泡聚苯乙烯(EPS板)的3~4倍,甚至高于泡沫玻璃和喷涂式聚氨酯(SPV),充分满足工程需求。
b、易于制造加工成多种几何形状如下图2至图6所示,包括长方形(8)、鱼鳞形(9)、舌榫形(10)、斜面形(11)和锯齿形(12),便于安装,当在要求板材结合处有很好的密封度时,鱼鳞形、舌榫形板是很好的选择。它们的结合处提供较长渗透路径,可以多次增加液体渗透的阻力,达到更好的密封效果。
c、具有持久的绝热性能,研究表明XPS板在5年之内,仍能维持在其最初使用180d的保温性能值的90%—95%,以后其导热性能只有微弱的降低。
d、吸水性能,即使在低温结冻状态下也具有很高的抗湿气渗透性能,从而也保证其保温隔热性能不会受到大的影响。
附图说明
以下结合附图进一步说明本发明:
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明中XPS(挤压型聚苯乙烯)板的长方形状图;
图3为本发明中XPS(挤压型聚苯乙烯)板的鱼鳞形状图;
图4为本发明中XPS(挤压型聚苯乙烯)板的舌榫形状图;
图5为本发明中XPS(挤压型聚苯乙烯)板的斜面形状图;
图6为本发明中XPS(挤压型聚苯乙烯)板的锯齿形状图;
图中:1、海堤,2、防渗膜,3、聚合物,4、金属网,5、导线,6、固定粘贴层,7、XPS(挤压型聚苯乙烯)板,8、长方形,9、鱼鳞形,10、舌榫形,11、斜面形,12、锯齿形。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例:
如图1所示,一种防护海堤混凝土遭腐蚀破坏的技术,所述技术主要是通过在海堤1上加覆保温绝热层并铺盖金属网加固之后通过供电装置作用在绝热层上产生防护加固层的一种方法;所述绝热层材料为XPS(挤压型聚苯乙烯)7;所述供电装置为太阳光伏电池;所述金属网4通过铁丝或铝丝编制获得;所述防护加固层的产生过程主要是通过太阳能光伏电池对金属网通电,经过长时间沉淀,在绝热层上覆盖产生加固层;所述加固层为MgCO3或CaCO3的加固层;所述绝热层内侧设有防渗膜2,所述防渗膜通过聚合物3和绝热层粘结,所述绝热层外侧设有固定粘结层6用于固定绝热层防止其脱落,所述固定粘结层为水泥砂浆层。
作为本方案的进一步优化,所述防渗膜内侧还设有固定粘结层,所述固定粘结层使防渗膜和堤坝之间起到加固和粘结作用。
作为本方案的进一步优化,所述具体实施步骤包括:
a、在海堤混凝土浇注一段时间后进行实施;
b、对海堤混凝土表面进行清理,因为混凝土表面会存有棱角、松软部分,有时还会布满疏松颗粒,需要先进电动钢丝刷打磨去除表面杂物,并增加粗糙度;
c、之后在海堤混凝土表面铺设保温绝热层,铺设绝热层适当向海堤下部延伸;
d、在绝热层内侧铺设防渗膜,通过聚合物和绝热层粘结;在防渗膜内侧铺设固定粘结层使之和堤坝固定粘结;
e、之后在绝热层外侧也涂上一层固定粘结层,所述固定粘结层起到固定绝热层的作用,使绝热层不会脱落,之后在固定粘结层外铺设金属网;
f、太阳能光伏电池通过导线5和金属网连接,通电,经长时间沉淀、使在固定粘结层上覆盖加固层。
作为本方案的进一步优化,所述步骤a中一段时间为1个月。
具体工作过程:
如图1所示,本发明实施过程主要通过在海堤混凝土表面铺设保温绝热层,在绝热层内侧铺设防渗膜,通过聚合物来起到固定和粘结,防渗层和海堤之间铺设水泥砂浆层来进行固定,之后在绝热层外也铺设水泥砂浆层防止来固定绝热层,之后在水泥砂浆层外铺设金属网,金属网为铁丝或铝丝编制的网格,铁丝(铝丝)直径2-3mm,网格20mm,两种网格之间用醋铝(铜)线捆扎。铁丝或铝丝网格铺满海堤混凝土并可适当向海堤下部延伸,在网格之间每距离30—50m处用导线与之连接。
之后太阳能光伏电池通过导线和金属网连接,通电,经长时间沉淀、使之水泥砂浆层外上覆盖加固层;太阳光伏电池面积约1m2左右,以年太阳辐射能量1600KW·h/m2(中国沿海一般大于这一数值)能量转换率以10%计(现在一般大于这一数值)经逆变器为交流电后连接30-100m的铁(铝)网格,保证两端有20-80V的电动势在网格中有几毫安或更多的弱电流(两端连接位置上下错开)。在经过一年或稍长时间,网格上沉积MgCO3、CaCO3的保护层,本发明可以防止混凝土表面受到温度影响和海水中的盐分的腐蚀,提高海堤的使用寿命、具有较好的前景,能获得很好的经济效益和社会效益,适宜推广。
本发明的基本教导已加以说明,对具有本领域通常技能的人而言,许多延伸和变化将是显而易知者。由于说明书揭示的本发明可在未脱离本发明精神或大体特征的其它特定形式来实施,且这些特定形式的一些形式已经被指出,所以,说明书揭示的实施例应视为举例说明而非限制。本发明的范围是由所附的申请专利范围界定,而不是由上述说明所界定,对于落入申请专利范围的均等意义与范围的所有改变仍将包含在其范围之内。
Claims (4)
1.一种防护海堤混凝土遭腐蚀破坏的方法,其特征在于,所述方法主要是通过在海堤上加覆保温绝热层并铺盖金属网加固之后通过供电装置作用在绝热层上产生防护加固层的一种方法;所述绝热层材料为XPS(挤压型聚苯乙烯);所述供电装置为太阳光伏电池;所述金属网通过铁丝或铝丝编制获得;所述防护加固层的产生过程主要是通过太阳能光伏电池对金属网通电,经过长时间沉淀,在绝热层上覆盖产生加固层;所述加固层为MgCO3或CaCO3的加固层;所述绝热层内侧设有防渗膜,所述防渗膜通过聚合物和绝热层粘结,所述绝热层外侧设有固定粘结层用于固定绝热层防止其脱落,所述固定粘结层为水泥砂浆层。
2.根据权利要求1所述的一种防护海堤混凝土遭腐蚀破坏的方法,其特征在于,所述防渗膜内侧还设有固定粘结层,所述固定粘结层使防渗膜和堤坝之间起到加固和粘结作用。
3.根据权利要求1所述的一种防护海堤混凝土遭腐蚀破坏的方法,其特征在于,具体实施步骤包括:
a、在海堤混凝土浇注一段时间后进行实施;
b、对海堤混凝土表面进行清理,因为混凝土表面会存有棱角、松软部分,有时还会布满疏松颗粒,需要先进电动钢丝刷打磨去除表面杂物,并增加粗糙度;
c、之后在海堤混凝土表面铺设保温绝热层,铺设绝热层适当向海堤下部延伸;
d、在绝热层内侧铺设防渗膜,通过聚合物和绝热层粘结;在防渗膜内侧铺设固定粘结层使之和堤坝固定粘结;
e、之后在绝热层外侧也涂上一层固定粘结层,所述固定粘结层起到固定绝热层的作用,使绝热层不会脱落,之后在固定粘结层外铺设金属网;
f、太阳能光伏电池通过导线和金属网连接,通电,经长时间沉淀、使在固定粘结层上覆盖加固层。
4.根据权利要求3所述的一种防护海堤混凝土遭腐蚀破坏的方法,其特征在于,所述步骤a中一段时间为1个月。
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