CN207749852U - 一种一体化施工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种一体化施工装置，所述一体化施工装置用于对受损或劣化的混凝土表层进行修补和防护，包括浸渍腔(11)、负压设备(9)和储液罐(8)，浸渍腔(11)包括盖板(6)和垫层(4)，盖板(6)和垫层(4)用于和混凝土表层(10)一起围成用于充填浸渍液(110)的密封腔体；负压设备(9)与浸渍腔(11)连接，负压设备(9)用于为密封腔体提供负压；储液罐(8)与浸渍腔(11)连接，储液罐(8)用于储存浸渍液(110)。本实用新型在对混凝土表层进行修补的同时，在混凝土表面形成防护层，从而通过一次施工同时实现了混凝土表层的修补和防护。

Description

一种一体化施工装置

技术领域

本实用新型涉及一种一体化施工装置，尤其涉及一种通过对受损或劣化混凝土建筑物表层进行真空聚合物浸渍进而同时实现混凝土表层修补和防护的一体化施工装置。

背景技术

我国西部地区气候条件十分严酷恶劣：夏季炎热，冬季干冷，温差大，风速高，相对湿度低等，给当地混凝土结构的耐久性带来极大威胁。据有关学者对我国西部地区混凝土建筑物的实地调研结果，龟裂、表面剥蚀和钢筋锈蚀在已修建的混凝土渠道、桥梁、道路等随处可见，严重影响了结构物的安全和服役寿命，给我国带来巨大的经济损失。我国建设部上个世纪80年代的一项调查表明，国内大多数工业建筑物在使用25～30年后即需大修，处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15～20年。

聚合物浸渍混凝土的力学性能和耐久性都优于普通混凝土，因此国内外学者尝试采用浸渍的方法对受损混凝土结构表层进行修补。部分学者采用常压蓄液浸渍法(围堰蓄液法)来进行浸渍。但常压蓄液法的缺点是工艺繁琐、效率低、修补浆液无法回收，易污染环境、无法应用于竖直面或斜面施工。现有技术中，采用柔性负压腔对混凝土建筑物进行浸渍修补，虽然较蓄液法有一定的改进，但用于老化混凝土建筑物修补防护时仍存在如下不足：

1.柔性负压浸渍腔内浸渍液无残留、无剩余单体，因此实现混凝土表层的防护不理想。柔性负压浸渍工艺仅对混凝土建筑物的表层缺陷起到一定的修补作用，对破损剥蚀较为严重、坑坑洼洼的表面无法达到理想的“修旧如新”效果；浸渍完成后还需要进行后续的抹平、多次涂抹等工序以改善外观、实现防护；

2.施工工艺繁琐。浸渍前需要铺设衬垫、固定衬垫，浸渍液固化后还需揭掉衬垫，工艺繁琐，竖直面或坡度较大的斜面施工尤其不便；

3.浸渍效率低、浸渍腔内的面积不能100％实现浸渍修补。对于大面积施工，浸渍时由于薄膜紧贴于修补面，导入的浸渍液在真空腔内的流动路径难以控制，很容易在周边区域形成浸渍盲区，浸渍面积只占浸渍腔覆盖面积的90％左右，剩余10％区域只能后续人工涂抹修补，影响施工进度和修补效果；

4.浸渍腔内真空度低、对混凝土的修补效果有限。对于负压浸渍工艺，导入浸渍液前真空腔内真空度越高越有利于修补面裂缝内空气的排出和浆液的导入及渗透，修补效果也最好。浸渍腔内的真空度低导致浸渍液在混凝土中的浸渍深度低，因此对混凝土的修补加固有限；同时真空度低导致立面施工时几乎无法将浸渍液吸入裂缝。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出一种通过对受损或劣化混凝土建筑物表层进行真空聚合物浸渍进而同时实现混凝土表层修补和防护的一体化施工装置。

为了完成上述目的，本实用新型提供了一种一体化施工装置，用于对受损或劣化的混凝土表层进行修补和防护，其包括：浸渍腔，浸渍腔包括盖板和垫层，盖板和垫层用于和混凝土表层一起围成用于充填浸渍液的密封腔体；负压设备，负压设备与浸渍腔连接，负压设备用于为密封腔体提供负压；储液罐，储液罐与浸渍腔连接，储液罐用于储存浸渍液。

优选的，盖板为高分子弹性板材，垫层为厚度可调的柔性橡胶密封垫层，垫层和混凝土表层密封连接，盖板和垫层密封连接。

优选的，盖板上设置有至少一个能够与负压导管的一端密封连接的负压接口和至少一个能够与导液导管的一端密封连接的导液接口，负压导管的另一端与负压设备连接，导液导管的另一端与储液罐连接，盖板上还设置有至少一个备用接口。

进一步优选的，负压接口、导液接口和备用接口均为外置式接口。

进一步优选的，负压导管上设置有负压节流阀，导液导管上设置有导液节流阀。

优选的，密封腔体内设置有垫块，垫块为高分子材料垫块。

优选的，盖板和垫层连接的位置通过密封结构连接，密封结构包括双面胶层和柔性密封材料层。

本实用新型的有益效果：

1.实现了混凝土表层修补和防护一体化施工，即实现对混凝土表层、浅层缺陷修补的同时，在原混凝土表面形成一层厚度可控、光滑平整的防护层，阻止了侵蚀性环境及其它不利因素对混凝土的进一步破坏，在起到修补作用的同时兼顾防护和美观。

2.施工工艺简单快捷：采用弹性高分子板材和简单的封边工艺形成近刚性浸渍腔；浸渍前不需要铺设衬垫，只需在浸渍腔内几个位置铺设垫块，浸渍完硬化后垫块不需要取出，节省了铺设衬垫和揭掉衬垫的工序，同时一体化施工工艺也省去了后续表面人工抹平、多次涂抹的工序，一次浸渍即可完成全部工序。

3.浸渍效率高，真空腔内区域可达100％浸渍覆盖。由于本装置工艺保证了液体流动及积蓄所需空间，可确保大面积施工时浸渍液在可操作时间内快速导入，并可实现腔内完全浸渍，无施工死角。

4.真空腔内真空度高。采用简便可靠的封边技术和大型真空负压工作站，真空腔内的极限真空度750mmHg，且根据需要可调。

5.浸渍施工过程安全、经济、环保。采用快速灵活的外置式“热插拔”接头方式，可实现按需抽气、按需进液浸渍；同时实现真空条件下浸渍液“零损失”，即施工中无浸渍液流出，施工后无需回收浸渍液，避免了环境污染，当施工过程出现意外时随时可以进行二次浸渍或多次浸渍。

附图说明

图1为本实用新型的一体化施工装置示意图。

图2为本实用新型的一体化施工装置的另一角度的示意图。

附图标记说明

1-导液接口；20-导液节流阀；21-负压节流阀；3-垫块；4-垫层；

5-负压接口；6-盖板；7-备用接口；8-储液罐；9-负压设备；

10-混凝土表层；11-浸渍腔；110-浸渍液；120-负压导管；

121-导液导管；13-混凝土裂纹。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1和图2所示，浸渍腔11包括盖板6和垫层4，盖板6、垫层4和混凝土表层10一起围成密封腔体。盖板6为高分子弹性板材，例如常见的高分子弹性板材有PVC板、用橡胶做成的板类、塑料板等，垫层4为厚度可调的柔性橡胶密封垫层。垫层4和混凝土表层10密封连接。盖板6和垫层4密封连接。盖板6厚度为1毫米至2毫米。盖板6设置有导液接口1、负压接口5和备用接口7。上述接口均可采用统一规格的外置式接口，这种接口方式使得接口位置灵活多变，可以根据实际情况来安排接口的位置，同时采用统一的规格使得操作极为方便，不需要具体的去区分导液接口1和负压接口5。优选地，浸渍腔11内设置有垫块3，垫块3为高分子垫块，常见的制作高分子垫块的材料有橡胶、树脂、塑料等，垫块3放置在盖板6的由于抽真空导致塌陷的地方。负压设备9通过负压导管120与盖板6上的负压接口5密封连接，在负压导管120上设置有负压节流阀21，负压节流阀21用以控制弹性浸渍腔11内的负压。储液罐8通过导液导管121与盖板6上的导液接口1相密封连接，在导液导管121上设置有导液节流阀20，导液节流阀20用以控制向弹性浸渍腔11内输入浸渍液110的流量。上述密封连接所用的密封材料包括双面胶层和柔性密封材料层，例如常见的密封材料有芳纶纤维、碳纤维、石墨线、高水基纤维等材料。

本实施例的具体工作步骤如下：

1、施工面预处理：对施工面进行处理，使用角磨机去除混凝土层10表面污渍、泥土、苔藓、陈旧修补层等附着物，并用负压设备9吸除打磨后残留在表面及裂缝中的浮灰。对潮湿表面需要进行烘干处理，应该确保混凝土内部实干后再进行下道工序。对于破损、剥蚀严重的表面应去除松动的碎块。

2、密封设置浸渍腔：待修补的混凝土表层10用浸渍腔11覆盖，浸渍腔11包括盖板6和垫层4，盖板6、垫层4和混凝土表层10形成密封腔体。具体操作方式为：使用环氧修补材料对浸渍腔11密封位置的裂缝、空洞等缺陷进行修补确保封边处平整，无气体渗漏。采用机械或胶黏等方式依次固定垫层4及盖板6，形成封闭的密封腔体。在浸渍腔11内部均匀布置少量垫块3防止板材过分变形。在盖板6上设置导液接口1、负压接口5和备用接口7。

3、真空度测试：将外置负压设备9接入浸渍腔11进行测试，启动负压设备9，确保腔内真空度不小于0.09Mpa，且在负压节流阀21切断负压导管120后可独立保持真空度5分钟以上，浸渍腔11内部的负压可达到30～750mmHg。

4、配置浸渍液：浸渍液110的选择需满足以下四点：(1)聚合物单体及混合体系粘度低、沸点高，既要满足高流动性和高渗透性又要在施工要求的真空度下不剧烈沸腾和蒸发；(2)浸渍液混合体系可实现常温、真空条件下短时间固化；(3)浸渍液固化后具有适合作为表面防护材料的特性，如抗渗性、抗冻性、高耐候性、高抗冲磨性等；(4)如果混凝土建筑物表面损伤/劣化比较严重，宏观裂缝较多，则可以选择粘度稍大的聚合物单体，如环氧树脂体系(环氧树脂本体100重量份、固化剂33～38重量份、稀释剂25～30重量份；例如优选为环氧树脂本体140g、固化剂50g、稀释剂40g)；如果表面损伤轻微，则可选择低粘度的甲基丙烯酸甲酯体系。浸渍液110需即配即用，并在可操作时间范围内导入浸渍腔11，必要时可将储液罐8放入水中降温以延长可操作时间。以甲基丙烯酸甲酯基改性体系为例，其包括：甲基丙烯酸甲酯100ml、甲基丙烯酸丁酯20～30ml、甲基丙烯酸10～25ml、对甲苯亚磺酸1～3g、过氧化二苯甲酰0.5～2g、N,N-二甲基苯胺1～3g、无机填料5-10g、改性剂1～5g等。

5、导入浸渍液：启动负压设备9，待密封腔体内达到要求的真空度后开启导液节流阀20，同时关闭负压节流阀21，使储液罐8中的浸渍液110通过导液导管121导入密封腔体中，对混凝土表层10进行修补和防护。在浸渍液110充满浸渍腔11后，导液节流阀20切断导液导管121后，在保持真空条件下等待浸渍液110初凝。

6、移除处理：浸渍液110凝固后形成修补层，拆除盖板6和垫层4。具体地，浸渍液110初凝后即可移除负压设备9，24小时后可拆除盖板6及垫层4，留待以后再次使用；垫块3不需取出，留置在凝固后的修补层中。垫块3对密封腔体起到结构稳定作用，避免真空度过大时，浸渍腔11出现结构坍塌的问题。另外，当修补层凝固形成之后，垫块3不取出而成为修补层的一部分，垫块3能够对修补层起到结构稳定作用。另外，为了增加垫块3对修补层的稳定作用，垫块3上可以布置多个细长的柔性延伸体，这些细长的柔性延伸体会分布在修补层之内，加强对修补层的结构稳定作用。

施工完成后建筑物表层混凝土各项性能提升显著，表面防护层美观大方且防护性能优异。对浸渍前后混凝土试块进行对比试验结果如下表所示，可以看出对于受损/劣化混凝土试块，经过真空浸渍施工工艺修补后力学性能得到大幅改善，抗压强度恢复率大于70％，劈裂强度恢复率大于90％，对结构补强作用明显；通过防碳化、抗氯离子渗透、抗冲磨实验等测试结果对比可以看出，该工艺对混凝土表面的防护效果也十分突出，在侵蚀环境无法改变的情况下可基本杜绝导致混凝土劣化的成份继续渗入；再加上浸渍液本身具有的高耐候、高抗冲磨等适合作为表层防护材料的特性，保证了修补防护一体化功能的实现。

下面的表格是甲基丙烯酸甲酯基改性浸渍液修补前后性能对比表，通过这些数据可以得知，浸渍补强后，参数抗压强度(Mpa)和劈裂强度(Mpa)均得到显著改善。

表1甲基丙烯酸甲酯基改性浸渍液修补前后性能对比表

本实用新型作业面不受形状限制，平面、斜面、立面、柱面等常见混凝土建筑表面均可施工，应用范围广、适应性强。

本工艺采用弹性浸渍腔，采用简单的施工工艺即可实现浸渍液快速导入和浸渍区域全覆盖；浸渍浆液具有高渗透性可深入混凝土结构内部修补缺陷、裂缝，同时在表面形成厚度可控的保护层，从而实现了混凝土建筑物表层的修补和防护一体化。本技术在混凝土坝溢流坝面裂缝修补、道路/桥梁的表层修补防护以及严酷环境地区混凝土薄壁结构的修补防护等领域应用前景广阔。

此外，本实用新型所用浸渍液的选择根据建筑物表面损伤程度/老化状态而定，不同的表面状况选择不同的浸渍液；浸渍液的颜色可根据需要调节，如可选择与建筑物本体颜色接近的颜色，从而修补之后颜色与建筑物原色协调，实现美观的效果。并且，作业面不受形状限制，平面、斜面、立面、柱面等常见混凝土建筑表面均可应用。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.一种一体化施工装置，用于对受损或劣化的混凝土表层进行修补和防护，其特征在于，所述一体化施工装置包括：

浸渍腔(11)，所述浸渍腔(11)包括盖板(6)和垫层(4)，所述盖板(6)和所述垫层(4)用于和混凝土表层(10)一起围成用于充填浸渍液(110)的密封腔体；

负压设备(9)，所述负压设备(9)与所述浸渍腔(11)连接，所述负压设备(9)用于为所述密封腔体提供负压；

储液罐(8)，所述储液罐(8)与所述浸渍腔(11)连接，所述储液罐(8)用于储存浸渍液(110)。

2.根据权利要求1所述的一体化施工装置，其特征在于，所述盖板(6)为高分子弹性板材，所述垫层(4)为厚度可调的柔性橡胶密封垫层，所述垫层(4)和混凝土表层(10)密封连接，所述盖板(6)和垫层(4)密封连接。

3.根据权利要求1所述的一体化施工装置，其特征在于，所述盖板(6)上设置有至少一个能够与负压导管(120)的一端密封连接的负压接口(5)和至少一个能够与导液导管(121)的一端密封连接的导液接口(1)，所述负压导管(120)的另一端与所述负压设备(9)连接，所述导液导管(121)的另一端与所述储液罐(8)连接，所述盖板(6)上还设置有至少一个备用接口(7)。

4.根据权利要求3所述的一体化施工装置，其特征在于，所述负压接口(5)、所述导液接口(1)和所述备用接口(7)均为外置式接口。

5.根据权利要求3所述的一体化施工装置，其特征在于，所述负压导管(120)上设置有负压节流阀(21)，所述导液导管(121)上设置有导液节流阀(20)。

6.根据权利要求1所述的一体化施工装置，其特征在于，所述密封腔体内设置有垫块(3)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一体化施工装置，其特征在于，所述盖板(6)和所述垫层(4)连接的位置通过密封结构连接，所述密封结构包括双面胶层和柔性密封材料层。