寒冷环境下混凝土大坝上游面的保温抗冰结构制造技术

寒冷环境下混凝土大坝上游面的保温抗冰结构，通过抗冻界面剂固定有保温材料，保温材料外面设有抗冻砂浆层，抗冻砂浆层外面设有抗冰涂层。抗冻砂浆层中设有预埋开孔金属板，固定砂浆板部件的一端固定在混凝土大坝上另一端固定在预埋开孔金属板的螺孔中。以紧固混凝土大坝、保温材料与抗冻砂浆层。在保温材料、抗冻砂浆层和抗冰涂层的下面设有托架，通过膨胀螺丝固定在混凝土大坝上。本实用新型专利技术的界面剂既可作泡沫材料粘接剂也可封闭混凝土微孔穴防止水的渗透；高强砂浆层可有效抵御冰的推力而防止泡沫材料被挤压变形；抗冰涂层可抵御冰的拉拔力和水位变动对界面产生的冰的剪切力；非整体维修时托架可承担大坝上游面的泡沫和砂浆层的自重。

【技术实现步骤摘要】
寒冷环境下混凝土大坝上游面的保温抗冰结构
本技术属于水工结构保温
涉及一种寒冷环境下混凝土大坝上游面的保温抗冰结构。
技术介绍
大坝混凝土浇筑属于大体积混凝土施工，水泥水化反应会放出大量热量，因此必须采取温控措施以确保混凝土内外温差小，从而避免产生混凝土温度裂缝。温控措施包括内部冷却方式和外部保温隔热方式。外部保温又包括临时保温和永久保温措施。大坝上游面混凝土还需要考虑结冰和融冰对混凝土或保温材料的破坏影响。混凝土是毛细微孔穴结构，水从液态转变为固态时体积增加，充满孔穴的水结冰过程中体积的增加对水化后的混凝土产生向外的膨胀力，一旦膨胀力大于水泥水化物之间的粘接力，孔穴就会被破坏。除了在孔穴里结冰产生的膨胀力破坏外，在大坝迎水面还存在冰推力、冰剪切力和冰拉拔力对表面造成的破坏。许多大坝上游面的保温材料已经被冰破坏，甚至个别大坝表面保温材料被冰完全破坏露出了混凝土基面。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种寒冷环境下混凝土大坝上游面的保温抗冰结构，这是一个既能提供大坝保温功能又能提供抗冰推、抗冰拉拔和抗冰剪切破坏功能的复合结构。适用于混凝土大坝浇筑后上游面的永久保温抗冰保护。完成上述任务的技术方案是，一种寒冷环境下混凝土大坝上游面的保温抗冰结构，其特征在于，在混凝土大坝的上游面混凝土上通过抗冻界面剂固定有保温材料，该保温材料外面设有抗冻砂浆层（也称为抗冻砂浆板），该抗冻砂浆层外面设有抗冰涂层（也称为抗冰涂料）；在所述抗冻砂浆层中设有预埋开孔金属板，固定砂浆板部件的一端固定在混凝土大坝上，另一端固定在预埋开孔金属板的螺孔中。以紧固混凝土大坝、保温材料与抗冻砂浆层。上述技术有以下优化方案：在保温材料、抗冻砂浆层和抗冰涂层的下面设有托架，该托架通过膨胀螺丝固定在混凝土大坝上。各部分的具体要求：1）抗冻界面剂可以是泡沫材料胶粘剂、混凝土表面涂料、疏水剂。优选胶粘剂和疏水剂。2）保温材料可以是聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫。优选聚苯乙烯泡沫板或聚氨酯泡沫。3）抗冻砂浆层为正方形，预留扣板厚度为板厚的1/2，板厚大于30mm，具体尺寸根据工程情况确定，并要求砂浆抗折强度大于15.0MPa,低温-30.0℃水冻30℃水融循环大于20次不开裂。砂浆板预制必须养护28天。4）抗冰涂层（抗冰涂料）可以是无色或灰色，表面水接触角大于℃，低温-30℃水冻30℃水融循环大于20次不开裂，与砂浆板粘结强度大于1.5MPa或砂浆板内聚破坏。优选灰色涂料。5）预埋开孔金属板可以是钢板、铝板、不锈钢板，尺寸为40mmX40mm,中间孔直径根据螺栓直径确定，开孔位置均匀分布，优选间隔距离为500mm。6）固定砂浆板部件由膨胀管、不锈钢螺栓、垫片和螺母组成，直径和长度根据实际工程确定。7）托架可以采用槽钢、金属三角架、工字钢或浇筑钢筋混凝土，具体尺寸根据工程情况确定，间隔布置距离根据所承载的力确定。8）螺母固定后，要求用快干耐候抗冻弹性嵌缝膏体材料封闭，快干耐候抗冻弹性嵌缝膏体材料可以是弹性硅脂密封膏、聚氨酯密封膏、丁基橡胶密封膏。优选弹性硅脂密封膏。9）砂浆板搭接为错缝搭接，板缝用快干耐候抗冻弹性嵌缝膏体材料封闭，材料封闭可以是弹性硅脂密封膏、聚氨酯密封膏、丁基橡胶密封膏。优选弹性硅脂密封膏。施工方式：安装工序：工序一）砂浆板制作——抗冰涂料涂布——混凝土表面清理——界面剂涂布——安装托架——安装泡沫板材——安装固定砂浆板部件——安装砂浆板——螺孔及板缝密封——在螺孔及板缝处涂布抗冰涂料工序二）砂浆板制作——抗冰涂料涂布——混凝土表面清理——界面剂涂布——安装托架——喷涂泡沫材料——安装固定砂浆板部件——安装砂浆板——螺孔及板缝密封——在螺孔及板缝处涂布抗冰涂料。工序三）砂浆板制作——抗冰涂料涂布——混凝土表面清理——界面剂涂布——安装托架——安装固定砂浆板部件——安装砂浆板——灌注泡沫材料——螺孔及板缝密封——在螺孔及板缝处涂布抗冰涂料。工作原理：利用界面剂封闭混凝土微孔穴以防止水的渗透，从而增强混凝土的抗冻性能，保温材料则是在寒冷环境下保证混凝土表面的温度在零度以上，高强砂浆层则是有效抵御冰推力对保温层的破坏，而抗冰涂层则是抵抗冰剪切力和拉拔力对保温层的破坏。本技术的优点1）界面剂既可以作为泡沫材料粘接剂也可以封闭混凝土微孔穴，以防止水的渗透；2）高强砂浆层可以有效抵御冰的推力而防止泡沫材料被冰挤压变形；3）抗冰涂料可以抵御冰的拉拔力和水位变动对界面产生的冰的剪切力；4）非整体维修时托架可以承担大坝上游面的泡沫和砂浆板的自重。附图说明图1为保温抗冰结构示意图；图2为抗冻砂浆板预制尺寸图；图3为预制抗冻砂浆板拼接示意图。具体实施方式实施例1，寒冷环境下混凝土大坝上游面的保温抗冰结构，参照图1-图3：保温抗冰结构设置在混凝土大坝的上游面，在混凝土大坝1的上游面上通过抗冻界面剂2固定有保温材料3，该保温材料3外面设有抗冻砂浆层4，该抗冻砂浆层4外面设有抗冰涂层5。在所述抗冻砂浆层4中设有预埋开孔金属板6，固定砂浆板部件7的一端固定在混凝土大坝1上，另一端固定在预埋开孔金属板6的螺孔中。以紧固混凝土大坝、保温材料与抗冻砂浆层。在保温材料、抗冻砂浆层和抗冰涂层的下面设有托架8，该托架通过膨胀螺丝9固定在混凝土大坝1上。各实施例见表1。表1实施例123456界面剂胶粘剂涂料疏水剂胶粘剂涂料疏水剂保温材料聚苯乙烯泡沫板材聚乙烯泡沫板材喷涂聚氨酯泡沫聚氯乙烯泡沫板材喷涂聚氨酯泡沫灌注聚氨酯泡沫砂浆板厚度30mm35mm30mm35mm30mm30mm砂浆板尺寸1.0mX1.0m1.5mX1.5m1.0mX1.0m1.5mX1.5m1.0mX1.0m1.0mX1.0m抗冰涂料灰色灰色无色灰色无色灰色预埋金属板钢板铝板不锈钢板钢板铝板不锈钢板托架混凝土金属三脚架槽钢工字钢金属三脚架槽钢嵌缝材料硅脂聚氨酯丁基橡胶丁基橡胶硅脂聚氨酯安装工序工序一工序一工序二工序一工序二工序三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种寒冷环境下混凝土大坝上游面的保温抗冰结构，其特征在于，在混凝土大坝的上游面混凝土上通过抗冻界面剂固定有保温材料，该保温材料外面设有抗冻砂浆层，该抗冻砂浆层外面设有抗冰涂层；在所述抗冻砂浆层中设有预埋开孔金属板，固定砂浆板部件的一端固定在混凝土大坝上，另一端固定在预埋开孔金属板的螺孔中。/n

【技术特征摘要】
1.一种寒冷环境下混凝土大坝上游面的保温抗冰结构，其特征在于，在混凝土大坝的上游面混凝土上通过抗冻界面剂固定有保温材料，该保温材料外面设有抗冻砂浆层，该抗冻砂浆层外面设有抗冰涂层；在所述抗冻砂浆层中设有预埋开孔金属板，固定砂浆板部件的一端固定在混凝土大坝上，另一端固定在预埋开孔金属板的螺孔中。


2.根据权利要求1所述的寒冷环境下混凝土大坝上游面的保温抗冰结构，其特征在于，在保温材料、抗冻砂浆层和抗冰涂层的下面设有托架，该托架通过膨胀螺丝固定在混凝土大坝上。


3.根据权利要求2所述的寒冷环境下混凝土大坝上游面的保温抗冰结构，其特征在于，
所述抗冻界面剂是泡沫材料胶粘剂、混凝土表面涂料或疏水剂；
所述保温材料是聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫或聚氯乙烯泡沫；
所述抗冻砂浆层为正方形板，预留扣板厚度为板厚的1/2，板厚大于30mm；
所述抗冰涂层是无色或灰色，表面水接触角大于90℃，低温-30℃水冻30℃水融循环大于20次不开裂，与砂浆板粘结强度大于1.5MPa或砂浆板内聚破坏；
所述预埋开孔金属板是钢板、铝板、不锈钢板，尺寸为40mmX40mm,中间孔直径根据螺栓直径确定，开孔位置均匀分布；
所述固定砂浆板部件由膨胀管、不锈钢螺栓、垫片和螺母组成；
所述托架采用槽钢、金属三角架、工字钢或浇筑钢筋混凝土。

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【专利技术属性】
技术研发人员：孙红尧，徐雪峰，李森林，吴烨，孙高霞，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：新型
国别省市：江苏;32