[发明专利]一种水下不分散的水泥基自密实材料施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下不分散的水泥基自密实材料施工方法，特别涉及一种在不同尺寸、形态和流速条件下的水下环境下的施工方法。

背景技术

水下不分散混凝土(Underwater Non-Dispersible Concrete，简称NDC)技术从80年代传入我国以来，其应用技术不断发展和提高。水下不分散混凝土也称为水下浇筑混凝土，是一种可以在水下浇筑，不会像普通混凝土那样，在水的作用下集料与水泥浆发生分离的专用混凝土。目前主要应用在水利、海洋、石化、煤炭等工程领域的水下大体积混凝土的施工，应用范围遍布全国许多省市。如：秦山核电站三期取水口工程(泵送)，上海600吨龙门吊承重平台(泵送)，丰淮线黄河特大桥围堰工程，涩宁兰长输管线湟中县上辛庄B327～B328标段，南京长江取水工程，大连、青岛码头修补、鸭绿江护岸工程，钱塘江大堤加固工程等。

水下不分散混凝土是将以絮凝剂为主的水下不分散剂加入到新拌混凝土中，可通过絮凝剂的高分子长链的“桥架”作用，使拌合物形成稳定的空间柔性网络结构，提高新拌混凝土的黏聚力，限制新拌混凝土的分散、离析及避免水泥流失，并能在水下均匀成型的混凝土。现有的水泥基材料包括混凝土、砂浆、净浆等在水下实现不分散的主要解决方案是配制各种基于絮凝剂和增粘剂的水下不分散剂将其加入到水泥基材料中，根据我国水下不分散混凝土的相关试验规范，水下不分散混凝土的坍落度不小于210mm-250mm，扩展度为430mm-470mm左右，这就使得所配制的水泥基材料存在成本高、粘性大、流动性能不足等缺点，无法实现水下高流动自密实性能。

自密实混凝土技术是日本东京大学混凝土实验室于1988年开发的新型混凝土技术，虽然在空气中具有高流动和高抗离析性能，但是遇水后即发生严重的分离，无法适应水下混凝土施工条件。如果在自密实混凝土中加入水下不分散剂，会是混凝土粘度急剧增大，导致混凝土流动性能和自密实性能显著降低，其流动性能的保持时间亦会收到严重的影响，因此无法通过加入水下不分散剂的方式配制出与空气中性能接近的水下自密实混凝土。

发明内容

本发明设计了一种水下不分散的水泥基自密实材料施工方法，其解决的技术问题是：(1)现有的水下不分散混凝土、水下灌浆材料通过将絮凝剂或增粘剂加入混凝土和灌浆材料来提高其水下抗分散能力，所形成的水下水泥基材料造价高、粘性大、流动性不好，同时施工工艺较为复杂。(2)水下化学灌浆可通过不同的化学材料解决遇水分散的问题，但是相比水泥基的水下材料成本高、污染大。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种水下不分散的水泥基自密实材料施工方法，包括以下步骤：步骤1：确定水下浇筑部位(4)；步骤2：分别设置一个或多个水泥基自密实材料浇筑点(5)和一个或多个水溶性高分子聚合物溶液灌注点(6)，水泥基自密实材料浇筑点(5)与水溶性高分子聚合物溶液灌注点(6)都必须与水下浇筑部位(4)连通；步骤3：将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)，通过水溶性高分子聚合物溶液灌注点(6)向水下浇筑部位(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)在水中溶解从而改变水的物理性质，使水泥基自密实材料(1)进入水溶性高分子聚合物溶液(3)中不分散；步骤4：通过水泥基自密实材料浇筑点(5)向水中浇筑水泥基自密实材料(1)，浇筑过程无须振捣，依靠水泥基自密实材料(1)自重将水下浇筑部位(4)充填密实并最终形成水下不分散混凝土。

进一步，步骤1中通过模板(7)、钢筋石笼(8)或抛石堆积体(9)搭建各种结构的所述水下浇筑部位(4)。

进一步，对于水下渗漏通道和基础裂隙中的水下部分，则无法设置模板(7)、钢筋石笼(8)或抛石堆积体(9)，步骤1中通过控制水泥基自密实材料(1)的在水下流动距离总而控制充填范围以确定水下浇筑部位(4)。

进一步，步骤2中的水溶性高分子聚合物溶液灌注点(6)均匀分散在水下浇筑部位(4)内，步骤2中的水泥基自密实材料浇筑点(5)布置在水下浇筑部位(4)的底部。

进一步，水下浇筑部位(4)中的水为动水时，将水溶性高分子聚合物溶液灌注点(6)置于水流方向的上游侧，使水溶性高分子聚合物(2)能够均匀充满整个水下浇筑部位(4)。

进一步，步骤3中将水溶性高分子聚合物溶液(3)通过自流或有压灌注的方式注入水中。

进一步，步骤4中将水泥基自密实材料(1)通过无导管自流、导管(10)自流或者有压泵送方式浇筑至水下浇筑部位(4)中。