CN207176630U - 一种适用于水利大坝聚脲防渗涂层的保温锚固结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于水利大坝聚脲防渗涂层的保温锚固结构，其实现方法为：坝体混凝土基材清理后，利用螺杆底部的内丝把30‑150mm长度螺杆固定在混凝土浇筑模板留下的螺孔内，在坝体混凝土基材上做聚脲，在聚脲上面喷涂20‑100mm厚度聚氨酯硬泡，在泡沫表面利用螺杆外露部分交叉绑扎4‑10mm直径玻璃纤维筋，把托盘利用螺杆杆体结构快速扣在螺杆杆体上并把玻璃纤维筋压在聚氨酯泡沫表面，在玻璃纤维筋和托盘上喷涂10‑50mm厚度聚氨酯硬泡，泡沫把螺杆、玻璃纤维筋、托盘完全覆盖，在泡沫上施工2‑6mm厚度抗冰层。本实用新型解决了聚脲防渗涂层从大坝基材上的剥离问题、保温聚氨酯泡沫的开裂、鼓包与抗冰问题。
Description
技术领域
本实用新型属于水利工程技术领域，特别涉及水利混凝土大坝防渗、保温、保湿技术，即一种适用于水利大坝聚脲防渗涂层的保温锚固结构。
背景技术
大坝等大体积混凝土所产生的裂缝，绝大多数都是表面裂缝。引起表面裂缝的原因主要是干缩和温度应力。温度应力主要是由于寒潮和寒冷地区的气温年变化等外界气温变化导致大体积混凝土内外温度差的加大，从而引起的表面拉应力。所以如果采用合适和有效的保温保湿措施，会在很大程度上减少混凝土裂缝的发生，从而提高大坝的质量，为水库安全运行打下一个良好的基础。
另一方面，大坝在水流渗透和外力的作用下，会使坝体的土石料受到冲击，土石料的颗粒或颗粒成分、颗粒结构等，发生相对移动，此现象称之为大坝渗漏，也称渗透破坏。所以如果在大坝表面采用合适和有效的防渗涂层或者卷材，可以在很大程度上减少大坝因为水流渗透造成的破坏。
喷涂聚脲弹性体(简称SPUA)技术是国外近十年来，为适应环保需求而研制、开发的一种新型无溶剂、无污染的绿色施工技术，聚脲材料能够在众多领域推广使用，与其优异的施工性能密不可分。它改变了传统喷涂工艺中普遍存在的溶剂污染、厚度薄、流挂、固化时间长等缺点。它将瞬间固化、高速反应的特点扩展到一个全新的领域，丰富了聚氨酯的应用范围，拓宽了喷涂技术的应用领域。聚脲弹性体材料的特性如下：(1)无毒性、(2)优异的综合力学性能、(3)具有较高的抗冲耐磨性、(4)良好的防渗效果、(5)低温下柔性好、(6)快速固化、(7)耐腐蚀性。聚脲弹性体材料已在黄河小浪底、葛洲坝水利枢纽、浙江新安江大坝溢流面防水、黑龙江莫旗尼尔基水电站、北京密云水库、引滦入津隧道、南水北调工程防护等水利工程上进行施工，施工效果良好。
硬质聚氨酯泡沫塑料(简称聚氨酯硬泡)具有优良的保温性能、力学性能、电学性能、声学性能和耐化学品性能，特别是具有优异的绝热性能, 而且其密度、强度、硬度等均可以随着原料配方的不同而改变，再加上其成型施工十分方便，因此在冰箱冰柜、冷藏运输、建筑绝热、工业储罐及管道绝热、家具制造等领域获得了越来越广泛的应用。
聚氨酯硬泡喷涂在大型水利工程中的应用刚刚开始，双组份液体原料直接喷涂在大坝混凝土基面上并能够部分渗入，反应发泡后能够屏蔽混凝土表面的毛细孔和微裂隙；聚氨酯硬泡在坝面形成一个整体，没有接缝，在保温效果和施工工艺上面都具有无可比拟的优点。
聚氨酯泡沫和聚脲防渗涂层在水利大坝上面的应用，已有CN 203346852 U、CN202755352 U、CN 202755351 U、CN 2506694Y（实用新型）、CN103923290 B（实用新型专利）等专利授权。
大坝聚脲聚氨酯抗渗保温施工目前存在的三个问题是：（1）、聚脲会出现从混凝土基材的剥离的问题；（2）、泡沫存在开裂与鼓包的问题；（3）、泡沫被冰破坏的问题，泡沫暴露在阳光下的老化问题；
聚脲会出现从混凝土基材的剥离的问题这是由于下面三个原因：（1）由于施工中大坝施工中混凝土基材很难达到推荐含水率5-9%之间（JGJ/T 200-2010 喷涂聚脲防水工程技术规程 条文说明 6.2.2），导致聚脲与基材粘结力存在缺陷；（2）聚脲防渗施工主要是针对坝体完工蓄水以后上游面水库存水，没有针对施工过程中坝体内部由于坝高引起的渗水压，随着施工进度，坝体高度越来越高，聚脲施工过程中出现的局部质量问题和坝体接缝处等大坝薄弱区域渗水积聚处的水压也越来越高，在聚脲和大坝基材之间内部充满的水无处可去，可能导致鼓包越来越大，甚至可能连成大片；（3）聚脲表面的聚氨酯保温泡沫自身浮力会给聚脲层施加一个较小的恒定外力，聚脲和混凝土基材的粘结层会发生随时间增大而发生逐渐增大形变的现象（蠕变）。每平米泡沫提供的蠕变力计算为980N，计算过程如下：
V排/每平米＝长*宽*厚=1*1*0.1（泡沫厚度）=0.1m3
F浮/每平米＝ρ液gV排＝1.0*103*9.8*0.1=980N，
（泡沫厚度按照0.1m计算）。
泡沫也存在开裂与鼓包的问题由于下面两个原因：（1）、大坝表面一般是一个上千米宽，近百米高的连续面，聚氨酯保温泡沫作为一个整体，面积大；（2）、泡沫表面昼夜温差大，泡沫覆盖界面砂浆保护层后，阳面冬天中午温度最高可以达到80度，晚上最低可以小于-30度。大的温差使大面积泡沫的薄弱处由于泡沫自身的热胀冷缩而出现开裂或鼓包情况；
泡沫被冰破坏的问题由于下面两个原因：（1）、冬天在大面积冰冻封库以后，靠近冰块的泡沫会被冰块挤碎；（2）、冬天冰面和泡沫冻在一起后，如果放水发电水位下降，冰面下落，对泡沫产生向下撕裂的破坏，如果继续蓄水水位上升，水库冰面抬高，对泡沫产生向上撕裂的破坏。
实用新型内容
本实用新型适用于其表面具有混凝土浇筑模板留下的螺孔，表面设计有聚脲防渗层和聚氨酯保温层的水利大坝。
本实用新型目的在于解决现有技术可能引起的大坝施工聚脲可能出现从混凝土基材的剥离的问题、泡沫存在开裂与鼓包的问题；泡沫被冰破坏的问题。提供一种适用于水利大坝聚脲防渗涂层的保温锚固结构。这种结构及其施工工艺利用水利大坝表面混凝土浇筑模板留下的螺孔固定专门设计的螺杆与托盘、玻璃纤维筋。螺杆、托盘和玻璃纤维筋处于聚氨酯喷涂硬泡内部，从而达到增加聚脲和大坝混凝土基材的结合、减小聚氨酯泡沫的温差形变，同时对保温防渗效果影响不大的目的。在泡沫上施工2-6mm厚度抗冰层，达到泡沫抗冰、耐老化的目的。本实用新型不但解决了聚脲防渗涂层从大坝基材上的剥离问题、而且解决了保温聚氨酯泡沫的开裂与鼓包问题、泡沫抗冰、耐老化的问题。
适用于水利大坝聚脲防渗涂层的保温锚固结构，其特征在于：从坝体混凝土基材向外依次为：混凝土表面的聚脲防渗层、喷涂聚氨酯保温层、聚氨酯保温层内的玻璃纤维筋（或其它纤维网）、抗冰层，固定在混凝土浇筑模板留下的螺栓孔中螺杆、固定在螺杆上的托盘，螺杆、玻璃纤维筋、托盘位于聚氨酯保温层内部。
优选：本实用新型的适用于水利大坝聚脲的保温锚固结构是：从坝体混凝土基材向外依次为：混凝土表面的聚脲、固定在混凝土浇筑模板留下的螺栓孔中的30-150mm长度的螺杆、20-100mm厚度聚氨酯硬泡、玻璃纤维筋、固定在螺杆上的托盘、10-50mm厚度喷涂聚氨酯硬泡、2-6mm厚度抗冰层。螺杆、玻璃纤维筋（或用其它纤维网）、托盘位于聚氨酯硬泡内部。
上述适用于水利大坝聚脲的保温锚固结构是这样实现的：坝体混凝土基材清理后，利用螺杆底部的内丝把30-150mm长度螺杆固定在混凝土浇筑模板留下的螺孔内，利用聚氨酯或者环氧胶泥修补螺杆和坝体之间的缝隙，在坝体混凝土基材上做聚脲，在聚脲上面喷涂20-100mm厚度聚氨酯硬泡，在泡沫表面铺设玻璃纤维筋，螺杆要穿过玻璃纤维筋网孔，把托盘利用螺杆杆体结构快速扣在螺杆杆体上并把玻璃纤维筋压在聚氨酯泡沫表面，在玻璃纤维筋和托盘上喷涂10-50mm厚度聚氨酯硬泡，泡沫把螺杆、玻璃纤维筋、托盘完全覆盖。在泡沫上施工2-6mm厚度抗冰层，抗冰层把泡沫完全覆盖。
本实用新型的适用于水利大坝聚脲的保温锚固结构的施工工艺，其特殊之处在于包括以下步骤：
步骤1、坝体混凝土基材清理后，利用螺杆底部的内丝把30-150mm长度螺杆固定在混凝土浇筑模板留下的螺孔内，利用胶带保护螺杆上半部分。
步骤2、利用聚氨酯或者环氧胶泥修补螺杆和坝体之间的缝隙，同时对坝体混凝土表面严重的缺陷进行修补。
步骤3、在坝体施工聚脲作为防渗涂层，聚脲反包螺杆下端1cm以上。
步骤4、在聚脲上面喷涂20-100mm厚度聚氨酯硬泡。
步骤5、去除螺杆上半部分的保护胶带，在螺杆上面绑扎玻璃纤维筋，利用相邻四个锚杆绑扎成“”字形状。
步骤6、把托盘利用螺杆杆体结构快速扣在螺杆杆体上并把玻璃纤维筋压在聚氨酯泡沫表面，托盘直径100-300mm。
步骤7、在玻璃纤维筋和托盘上喷涂10-50mm厚度聚氨酯硬泡，泡沫把螺杆、玻璃纤维筋、托盘完全覆盖。
步骤8、在泡沫上施工2-6mm厚度抗冰层，抗冰层把泡沫完全覆盖。
本实用新型涉及到的适用于水利大坝聚脲的保温锚固结构中的锚杆为专门设计，详见附图2。螺杆长度为30-150mm，直径在20-50mm，螺杆下端为内丝，杆体布满倒齿结构突起的自锁紧结构，这种结构使其下端可以利用内丝固定在混凝土浇筑模板留下的螺栓孔中，配套托盘安装只需要套在锚杆上向下按压即可。所述螺杆及其配套托盘材质为工程塑料，比如尼龙、ABS、PVC、不饱树脂、聚氨酯等，优选极性材料，比如尼龙66。托盘直径100-300mm，厚度在5mm-50mm，托盘可以为实芯，也可以镂空，中心圆孔20-50mm，与螺杆配套。
所述玻璃纤维筋为玻璃纤维或者玄武岩纤维复合树脂经拉挤工艺而成，径向直径4-10mm，
所述混凝土浇筑模板留下的螺栓孔，任意两个相邻螺孔间距不超过2000mm；例如一种混凝土浇注模板：面积9m2，有6个螺孔，即每个锚杆固定1.5m2的坝面，锚杆孔位大体上分布是均匀的，利用这些规律密集分布的锚杆孔，螺杆托盘结构可以形成一个形成的螺杆矩阵。
本实用新型也适用于使用沥青防水卷材、高聚物改性防水卷材和合成高分子防水卷材和聚氨酯类、丙烯酸类防水涂料作为防渗涂层的水利大坝防渗工程。
本实用新型的主要优越性表现以下几个方面：
（1）本实用新型利用混凝土浇筑模板留下的螺孔把螺杆托盘结构固定在大坝聚脲防渗层上，形成的螺杆矩阵可以切断聚脲由于施工缺陷、薄弱区域渗水积聚的水压、保温泡沫浮力提供的蠕变等情况导致的聚脲局部剥离、鼓包的蔓延趋势，客服聚脲大片剥离的问题。
（2）本实用新型利用相邻四个锚杆绑扎在螺杆上面绑扎玻璃纤维筋，成“”字形状，“”字形状的框架处于泡沫内部，等于在泡沫内部进行了分区，每个分区面积平均为0.56m2，每个分区的框架给泡沫都施加了一个限制泡沫形变的力；可以缓解解决大坝保温泡沫面积大（上千米宽，近百米高的连续面）、昼夜温差大使大面积泡沫的薄弱处由于泡沫自身的热胀冷缩而出现开裂或鼓包情况。
（3）本实用新型利用在泡沫上施工2-6mm厚度把泡沫完全覆盖的抗冰层，可以解决冬天靠近冰块的泡沫会被冰块挤碎，冰块会对泡沫产生向下、向上撕裂的问题，保护泡沫保温效果、老化和大坝表面美观。
（4）本实用新型利用在混凝土浇筑模板留下的螺孔固定螺杆,对大坝主体强度没有影响。
（5）本实用新型涉及到的螺杆、螺帽、玻纤筋全部以高分子聚合物为基材，均在聚氨酯保温泡沫内部，对大坝保温效果影响小，不会发生锈蚀，对水质无污染。
（6）本实用新型涉及到的螺杆杆体布满倒齿结构突起的自锁紧结构，这种结构使其下端可以利用内丝固定在混凝土浇筑模板留下的螺栓孔中，配套托盘安装只需要套在锚杆上向下按压即可，施工快速、牢固。
本实用新型的适用于水利大坝聚脲防渗涂层的保温锚固结构结构牢固、施工工艺方便，对大坝主体强度没有影响，对大坝保温效果影响小，不会发生锈蚀，对水质无污染。适用于水利大坝聚脲防渗涂层的保温锚固结构已经在实验室进行了数百平米验证，证明可以解决聚脲从大坝混凝土基材大面积剥离、泡沫开裂与鼓包、泡沫被冰破坏、暴露在阳光下的老化问题，对水利大坝的建设和运营提供了一种更安全的解决方案。
附图说明
图1是本实用新型适用于水利大坝聚脲防渗涂层的保温锚固结构示意图。
图2是本实用新型中的锚杆示意图。
具体实施方式
实施例1
一种坝体防渗保温层设计为：表面喷涂2mm厚度聚脲防渗层、保温锚固结构、10mm厚度聚氨酯保温泡沫、3mm厚度抗冰层。施工工艺为以下步骤：
步骤1、坝体混凝土基材清理后，利用螺杆底部的内丝把120mm长度、42mm直径螺杆（下端固定螺纹长度30mm）固定在混凝土浇筑模板留下的螺孔内，利用胶带保护螺杆上半部分。
步骤2、利用聚氨酯或者环氧胶泥修补螺杆和坝体之间的缝隙，同时对坝体混凝土表面严重的缺陷进行修补。
步骤3、在坝体施工2mm厚度聚脲作为防渗涂层，聚脲反包螺杆下端1cm。
步骤4、在聚脲上面喷涂50mm厚度聚氨酯硬泡。
步骤5、去除螺杆上半部分的保护胶带，在螺杆上面绑扎直径4mm玻璃纤维筋，利用相邻四个锚杆绑扎成“”字形状。
步骤6、把托盘利用螺杆杆体结构快速扣在螺杆杆体上并把玻璃纤维筋压在聚氨酯泡沫表面，托盘直径200mm，厚度20mm。
步骤7、在玻璃纤维筋和托盘上喷涂50mm厚度聚氨酯硬泡，泡沫把螺杆、玻璃纤维筋、托盘完全覆盖。
步骤8、在泡沫上施工3mm厚度抗冰层，抗冰层把泡沫完全覆盖。
实施例2
一种坝体防渗保温层设计为：保温锚固结构、80mm厚度聚氨酯保温泡沫、5mm厚度抗冰层。施工工艺为以下步骤：
步骤1、坝体混凝土基材清理后，利用螺杆底部的内丝把100mm长度、36mm直径螺杆（下端固定螺纹长度30mm）固定在混凝土浇筑模板留下的螺孔内，利用胶带保护螺杆上半部分。
步骤2、利用聚氨酯或者环氧胶泥修补螺杆和坝体之间的缝隙，同时对坝体混凝土表面严重的缺陷进行修补。
步骤3、在聚脲上面喷涂35mm厚度聚氨酯硬泡。
步骤4、去除螺杆上半部分的保护胶带，在螺杆上面绑扎直径6mm玻璃纤维筋，利用相邻四个锚杆绑扎成“”字形状。
步骤5、把托盘利用螺杆杆体结构快速扣在螺杆杆体上并把玻璃纤维筋压在聚氨酯泡沫表面，托盘直径200mm，厚度15mm。
步骤6、在玻璃纤维筋和托盘上喷涂45mm厚度聚氨酯硬泡，泡沫把螺杆、玻璃纤维筋、托盘完全覆盖。
步骤7、在泡沫上施工5mm厚度抗冰层，抗冰层把泡沫完全覆盖。
实施例3
坝体防渗保温层设计为：保温锚固结构、60mm厚度聚氨酯保温泡沫。施工工艺为以下步骤：
步骤1、坝体混凝土基材清理后，利用螺杆底部的内丝把80mm长度、36mm直径螺杆（下端固定螺纹长度30mm）固定在混凝土浇筑模板留下的螺孔内，利用胶带保护螺杆上半部分。
步骤2、利用聚氨酯或者环氧胶泥修补螺杆和坝体之间的缝隙，同时对坝体混凝土表面严重的缺陷进行修补。
步骤3、在聚脲上面喷涂25mm厚度聚氨酯硬泡。
步骤4、去除螺杆上半部分的保护胶带，在螺杆上面绑扎直径4mm玻璃纤维筋，利用相邻四个锚杆绑扎成“”字形状。
步骤5、把托盘利用螺杆杆体结构快速扣在螺杆杆体上并把玻璃纤维筋压在聚氨酯泡沫表面，托盘直径200mm，厚度10mm。
步骤6、在玻璃纤维筋和托盘上喷涂35mm厚度聚氨酯硬泡，泡沫把螺杆、玻璃纤维筋、托盘完全覆盖。
实施例4
参见图1、2，零部件名称如下：玻璃纤维筋1，托盘2，螺杆3，聚氨酯保温4，聚脲防渗层5，抗冰层6，卡扣7，内螺纹8。
适用于水利大坝聚脲防渗涂层的保温锚固结构，从坝体混凝土基材向外依次为：混凝土表面的聚脲防渗层5，固定在混凝土浇筑模板留下的螺栓孔中的30-150mm长度的螺杆3，长度20-100mm厚度聚氨酯保温层4，玻璃纤维筋，固定在螺杆3上的托盘2，10-50mm厚度喷涂聚氨酯保温层4，2-6 mm厚度抗冰层6，螺杆3、玻璃纤维筋、托盘2位于聚氨酯保温层4内部。
实施例5
参见图1、2，零部件名称如下：玻璃纤维筋1，托盘2，螺杆3，聚氨酯保温4，聚脲防渗层5，抗冰层6，卡扣7，内螺纹8。
一种适用于水利大坝聚脲防渗涂层的保温锚固结构的施工方法，其特征在于步骤如下：
（1）坝体混凝土基材清理后，利用螺杆3底部的内丝把30-150mm长度螺杆3固定在混凝土浇筑模板留下的螺孔内，利用胶带保护螺杆3上半部分；
（2）利用聚氨酯或者环氧胶泥修补螺杆3和坝体之间的缝隙，同时对坝体混凝土表面严重的缺陷进行修补；
（3）在坝体施工聚脲防渗层5作为防渗涂层，聚脲防渗层5反包螺杆3下端1cm以上；
（4）在聚脲防渗层5上面喷涂20-100mm厚度聚氨酯保温层4；
（5）去除螺杆3上半部分的保护胶带，在螺杆3上面绑扎玻璃纤维筋1，利用相邻四个锚杆绑扎成“”字形状；
（6）把托盘2利用螺杆3杆体结构快速扣在螺杆3杆体上并把玻璃纤维筋1压在聚氨酯保温层4表面，托盘2直径100-300mm；
（7）在玻璃纤维筋1和托盘2上喷涂10-50mm厚度聚氨酯保温层4，聚氨酯保温层4把螺杆3、玻璃纤维筋1、托盘2完全覆盖；
（8）在聚氨酯保温层4上施工2-6mm厚度抗冰层6，抗冰层6把泡沫完全覆盖。
Claims (3)
1.一种适用于水利大坝聚脲防渗涂层的保温锚固结构，其特征在于：从坝体混凝土基材向外依次为：混凝土表面的聚脲防渗层（5）、喷涂聚氨酯保温层（4）、聚氨酯保温层（4）内的玻璃纤维筋（1）、抗冰层（6），固定在混凝土浇筑模板留下的螺栓孔中螺杆（3）、固定在螺杆（3）上的托盘（2），螺杆（3）、玻璃纤维筋（1）、托盘（2）位于聚氨酯保温层（4）内部。
2.如权利要求1所述的一种适用于水利大坝聚脲防渗涂层的保温锚固结构，其特征在于：从坝体混凝土基材向外依次为：混凝土表面的聚脲防渗层（5），固定在混凝土浇筑模板留下的螺栓孔中的30-150mm长度的螺杆（3），长度20-100mm厚度聚氨酯保温层（4），玻璃纤维筋（1），固定在螺杆（3）上的托盘（2），10-50mm厚度喷涂聚氨酯保温层（4），2-6 mm厚度抗冰层（6），螺杆（3）、玻璃纤维筋（1）、托盘（2）位于聚氨酯保温层（4）内部。
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于水利大坝聚脲防渗涂层的保温锚固结构，其特征在于：所述螺杆（3）长度为30-150mm，直径在20-50mm，螺杆（3）下端为内丝，杆体布满倒齿结构。
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| CN201721176453.5U CN207176630U (zh) | 2017-09-14 | 2017-09-14 | 一种适用于水利大坝聚脲防渗涂层的保温锚固结构 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107435318A (zh) * | 2017-09-14 | 2017-12-05 | 国家电网公司 | 一种适用于水利大坝聚脲防渗涂层的保温锚固结构及施工方法 |
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- 2017-09-14 CN CN201721176453.5U patent/CN207176630U/zh active Active
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