[发明专利]碾压混凝土坝坝面防渗材料及其施工工艺

说明书

本发明属于工程防渗材料。

随着碾压混凝土（RCC）坝的兴起，坝面防渗已成为突出的问题。国内外常用的防渗措施中，以薄膜防渗为优，即在RCC坝面或坝上游面钢筋混凝土面板内侧粘贴高分子薄膜材料或喷涂环氧树脂材料防水膜作为防渗层。如美国的温彻斯特（Win    Chester）坝采用聚氯乙烯护膜（PVC），盖利斯维尔Cales    Ville）坝采用环氧树脂材料的防渗膜作为补充防渗措施;其不足之处在于裸露的薄膜层易遭机械破坏，长期运行易从坝面脱开和老化，消减防渗效果，一般用于气候温和的地区。

与本发明相接近的已有技术是CN    85105033专利，是关于乳化沥青混凝土掺粉煤灰的配方，虽也能达到抗渗、抗裂、抗冻的要求，但是，它在施工时需要加热，在低温时极限抗拉强度降低，受反向水压力会导致局部鼓包，仅用于常态混凝土。

提供一种防渗效果好，耐久性好，价格低，施工工艺简便，不易破坏的RCC坝面防渗材料及施工工艺是本发明的目的。

本发明的特点是一种用于碾压混凝土坝坝面防渗，以高分子材料和水泥为主的防渗材料，其胶凝材料组份的重量百分比为：

聚丙烯酸树脂乳液（丙乳）    5～10%

水泥    95～90%

还可再添加第三组份硅灰，其重量比为聚丙烯酸树脂乳液的1～2。

其施工工艺方法是将胶凝材料按份比配制成水胶比为0.4～0.6，流动度为1.5～3.5min混合剂，用喷浆机进行喷灌，灌注压力≤0.5MPa，喷咀出浆口径10～20mm，平仓厚度35cm左右，灌注在模板以内3～5cm的范围，再用手扶式振动碾压实。

除灌注法外，还可用于外涂法，即将配制好的混合剂用喷浆机进行喷涂（或涂涂）在养护一定龄期的混凝土表面，涂层厚度约2～5mm。涂层效果也佳。

本发明的制备工艺十分简单，只需按各组份的重量比进行共混，按水胶比为0.4～0.6配成一定流动度的混合剂，为保证其流动度，可加减水剂，其掺量可根据需要而定。胶凝材料的水泥，可与碾压混凝土的水泥同类，不需另选。外加剂可用FDN（或UNF）高效减水剂，喷浆机可用UJB-1型挤压式喷浆机灌注，用工程常用的手扶式BW-75s型振动碾压实。为了保证混合剂施工的均匀性，平仓的厚度控制在35cm左右，从经济上考虑，在模板以内3～5cm的范围内进行灌浆就足以满足防渗要求。灌浆时要特别注意碾压混凝土层间结合处不要漏灌，混合剂灌入后的养护、拆模时间与普通碾压混凝土相同。

本发明的效果：

与同掺量粉煤灰的基准碾压混凝土相比，单掺5%的丙乳，其抗压强度提高了6.1～7.1%，抗拉强度提高了21.7～25.0%，拉压比提高了11.2～17.9%。90天干缩变形减少5.5%，150次冻融，相对动弹模量提高5.54%，渗透系数减少49.5%;同时掺10%硅灰和5%丙乳时，抗压强度提高了44.9～53.0%，抗拉强度提高了52.4～65.4%，拉压比提高了5.2～8.1%，干缩变形增加了8.25%（90天），150次冻融的相对动弹模量提高11.5%，渗透系数减少了92.1%。

通过扫描电镜、能谱分析仪和压汞测孔仪进行微观分析，表明掺入丙乳（或丙乳+硅粉）后提高碾压混凝土抗渗能力的主要原因是：（1）改善了RCC集料与水泥石界面的结构。从扫描电镜（SEM）可见，基准碾压混凝土的界面区孔隙较大，结构疏松，而且Ca（OH）₂晶体在其界面富集，其界面过渡层厚度为70μm左右;掺入5%的丙乳或同时掺入5%丙乳和10%硅灰的碾压混凝土界面区的结构得到很大改善，界面过渡区的C-S-H凝胶数量增加，水化产物多呈网状或絮凝状，并且消除了Ca（OH）₂在界面上的富集，界面过渡层的厚度只有20μm左右;（2）改善了RCC水泥石的孔结构。掺入丙乳或硅灰后，一方面，能够堵塞水泥石中的毛细孔和大孔，将毛细孔分割为若干微细孔，使毛细孔数量减少，而且使孔径减小;另一方面，能够促进水化，增加C-S-H凝胶的数量。

本发明的优点是防渗效果好，耐久性好，价格低，施工简便，不干扰碾压混凝土坝的施工，而且具有耐强酸强碱腐蚀的作用。

本发明不但可广泛作为碾压混凝土坝面的防渗层，也可作为常态混凝土的防渗、防腐、防碳化保护层。

本发明的实施例：

实施例1 （D₁）

胶凝材料    聚丙烯酸树脂乳液    5%

水泥    95%