本發明專利技術公開了一種以陶瓷板作為防護層的水工混凝土結構，包括水工混凝土結構主體，所述水工混凝土結構主體上設置有若干膨脹螺栓，水工混凝土結構主體的外部設置有若干陶瓷板，所述陶瓷板的上下端均通過連接件與膨脹螺栓相連，陶瓷板與水工混凝土結構主體之間通過粘結砂漿粘結為一體。本發明專利技術同時還公開了該水工混凝土結構的施工工藝。塊體可大可小，簡單方便，極易施工。陶瓷材料優異的耐腐蝕和力學性能，能抵御各種酸、堿、鹽、海水的腐蝕；其吸水率很低，抗凍融破壞性能好；其硬度高，抵御冰凌撞擊；表面施釉，基本不透水，表面能較低，可使閘墩、橋墩等水工結構更加耐久、美觀、節約維修費用，順應當今發展景觀水利、生態水利的需要。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種以陶瓷板作為防護層的水工混凝土結構及其施工工藝。
技術介紹
水工混凝土結構由于長期在水環境中工作，受寒暑、水位變化、水質惡化等影響，普遍發生不同程度的老化、腐蝕現象。在北方地區，水工混凝土的凍融破壞十分普遍，其中水閘閘墩上游墩頭、輸水渠跨渠交通橋橋柱的凍融破壞尤為嚴重。目前普遍采用的防治措施有:(I)提高混凝土密實度(防止環境水進入混凝土內部)；(2)提高混凝土含氣量(需要形成封閉的微小氣泡)；(3)提高混凝土強度，減少水灰比、摻加外加劑、摻入粉煤灰等摻合料；(4)使用滲透結晶型防水劑，阻止水進入到混凝土內部等。它們的缺點是耐候性不好，壽命短、有的對環境有污染，有些工程還是在較短的時間內出現了凍融破壞，既影響美觀又影響結構的使用壽命。隨著時間的推移，凍融破壞也逐步加重、加深，致使表面混凝土缺損、剝落，石子、鋼筋外漏。很多工程因混凝土凍融破壞而不同程度的影響了建筑物的安全運行。目前，山東省大中型水庫、河道水閘4200余座，各引黃灌區的交通橋梁也為數眾多，這些已建成的水工混凝土建筑，有的凍融破壞已非常嚴重，有的正受到凍融破壞的威脅。因此，如何經濟有效地解決這一問題，延長現有混凝土結構的使用壽命，使其在節省投資的前提下出色地發揮工程效益，已成為目前水利工程界比較重視的課題。對于混凝土的凍融破壞機理及化學腐蝕機理，目前已研宄的非常清楚。但對已出現的腐蝕破壞的治理技術研宄相對較弱，沒有很有效的防護措施，一般是任其進一步發展，或用砂漿或聚合物砂漿修補。但受到施工工藝和材料本身性能的影響，修補效果并不理想，特別是對腐蝕性水和冰凌撞擊的抵御能力差。
技術實現思路
本專利技術的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種以陶瓷板作為防護層的水工混凝土結構及其施工工藝。為實現上述目的，本專利技術采用下述技術方案:一種以陶瓷板作為防護層的水工混凝土結構，包括水工混凝土結構主體，所述水工混凝土結構主體上設置有若干膨脹螺栓，水工混凝土結構主體的外部設置有若干陶瓷板，所述陶瓷板的上下端均通過連接件與膨脹螺栓相連，陶瓷板與水工混凝土結構主體之間通過粘結砂漿粘結為一體。所述若干陶瓷板中，陶瓷板之間的分縫用彈性環氧樹脂材料或丙乳砂漿密封。所述陶瓷板為陶瓷弧板或陶瓷平板。所述連接件為銅絲或鋼絲。 所述粘結砂漿為丙乳砂漿。所述膨脹螺栓的外部傾斜向上安裝于水工混凝土結構主體上。一種以陶瓷板作為防護層的水工混凝土結構施工工藝，包括以下步驟:I)對新建或已老化破壞的水工混凝土結構主體進行界面處理；2)在水工混凝土結構主體的頂面上吊豎直線；3)在水工混凝土結構主體的側面上根據設計及陶瓷板的位置打孔安裝固定塑料膨脹螺栓；4)板材安裝陶瓷板安裝時應從下往上安裝，從水工混凝土結構主體的曲面向兩側直面安裝；安裝最下面一層陶瓷板，底部用木楔找平，安裝上一層時，下邊用墊尺板托住，用木楔找平，底部用砂漿密封；安裝時，將陶瓷板上端外傾，先把陶瓷板的下端通過鋼絲或銅絲拴在膨脹螺栓上，且不宜太緊、牢固就行；調整好后，再把陶瓷板的上段鋼絲或銅絲拴于預留的膨脹栓上，并用木楔支牢，用靠尺檢測并調整；調整好后將鋼絲或銅絲拴牢，陶瓷板之間的分縫用彈性環氧樹脂材料或丙乳砂漿密封，使陶瓷板與水工混凝土結構主體間形成上部敞口的間隙；陶瓷板安裝應平順，縫隙均勻；5)灌漿每層陶瓷板安裝就位后，用帶漏口的小漿桶往陶瓷板后的縫隙中灌注丙乳砂漿；一塊陶瓷板應分幾層灌漿防止擠動；第一層丙乳砂漿灌14.5-15.5cm高，用細銅絲輕輕搗實；隔I?2h后待丙乳砂漿初凝后，再灌第二層丙乳砂漿，灌到陶瓷板一半高度為好，初凝后再灌第三層，第三層丙乳砂漿應低于上口 2.5-3.5cm為宜，便于與上部陶瓷板粘結；6)清理，待每一層陶瓷板中灌漿初凝后，對該層陶瓷板中多余丙乳砂漿和阻礙下一塊陶瓷板安裝的雜物清理；7)擦縫，待陶瓷板全部安裝結束，清除所有雜物，將陶瓷板擦拭干凈。所述步驟3)中膨脹螺栓外部與水工混凝土結構主體之間呈斜向上45度角安裝。本專利技術中的陶瓷弧板采用山東天虹弧板有限公司的中國專利技術專利(03112478.X，微晶玻璃一陶瓷復合曲面板的制造方法)貯備而成，該技術以陶瓷平板為基材經二次加工，在不破壞陶瓷板外觀和性能的基礎上成型曲面板，為現有技術，且能在市場上購買到該產品，在此，不再贅述。另外，本專利技術中的彈性環氧樹脂材料和丙乳砂漿均為現有的技術，在市場中均可方便購買到，在此不再贅述。本專利技術的有益效果是:陶瓷材料的組成成分使其具有優異的耐腐蝕性能和較高的硬度，吸水率< 0.5%,表面施釉，基本不透水，對環境無污染。目前陶瓷板主要用于房屋建筑物的防護、裝飾，裝修，水工建筑物很少使用，且市場上提供的均為平面板。聚合物丙乳水泥砂漿具有優異的力學和耐久性能，與混凝土界面及陶瓷面板粘結強度高等特點，是理想的粘接材料。針對閘墩墩頭、橋柱的凍融腐蝕破壞，利用中國專利技術專利技術加工成的曲面弧板，將聚合物丙乳砂漿作為陶瓷板粘結劑，采用塑料膨脹螺栓鋼絲掛粘法將陶瓷弧板用于閘墩、橋柱等水工混凝土結構的防護。塊體可大可小，簡單方便，極易施工。陶瓷材料優異的耐腐蝕和力學性能，能抵御各種酸、堿、鹽、海水的腐蝕；其吸水率很低，抗凍融破壞性能好；其硬度高，抵御冰凌撞擊；表面施釉，基本不透水，表面能較低，可使閘墩、橋墩等水工結構更加耐久、美觀、節約維修費用，順應當今發展景觀水利、生態水利的需要。通過粘結材料各項性能的試驗和防護層模型的抗凍融實驗，驗證陶瓷防護層具有耐久性和非常好的防護效果。經在章丘市胡家岸引黃灌區引黃閘改造工程中成功試驗應用。該研宄項目推廣實施后，將使北方地區因凍融腐蝕而破壞的混凝土閘墩、橋柱的防護加固技術產生積極影響，產生巨大的經濟、社會和環境效益，也可以在強腐蝕的海洋環境下工作的擋潮閘閘墩、橋柱上使用，海洋生物不易附著，即使附著也較容易清理，可以在強腐蝕的海洋環境下工作的擋潮閘閘墩、橋柱上使用。【附圖說明】圖1是本專利技術一個實施例的水工混凝土結構立面示意圖；圖2是本專利技術一個實施例的水工混凝土結構立剖面示意圖；圖3是本專利技術一個實施例的防護層結構示意圖；圖4是本專利技術一個實施例的防護層水平剖面示意圖；其中1.水工混凝土結構主體，2.膨脹螺栓，3.陶瓷板，4.水平縫，5.側縫隙，6.鋼絲或銅絲，7.粘結砂漿。【具體實施方式】下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。如圖1-3所示，一種以陶瓷板作為防護層的水工混凝土結構，包括水工混凝土結構主體1，所述水工混凝土結構主體I上設置有若干膨脹螺栓2，水工混凝土結構主體I的外部設置有若干陶瓷板3，所述陶瓷板3的上下端均通過連接件與膨脹螺栓2相連，陶瓷板3與水工混凝土結構主體I之間通過粘結砂漿7粘結為一體。若干陶瓷板3中，陶瓷板之間的分縫(水平縫4、側縫隙5)用彈性環氧樹脂材料或丙乳砂漿密封。陶瓷板3為陶瓷弧板或陶瓷平板。連接件為銅絲或鋼絲6。粘結砂漿為丙乳砂漿。膨脹螺栓2的外部傾斜向上安裝于水工混凝土結構主體I上。陶瓷材料的組成成分使其具有優異的耐腐蝕性能和較高的硬度，吸水率< 0.5%,表面施釉，基本不透水，對環境無污染。目前陶瓷板主要用于房屋建筑物的防護、裝飾，裝修，水工建筑物很少使用，且市場上提供的均為平面板。聚合物丙乳水泥砂漿具有優異的力學和耐本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種以陶瓷板作為防護層的水工混凝土結構，其特征是，包括水工混凝土結構主體，所述水工混凝土結構主體上設置有若干膨脹螺栓，水工混凝土結構主體的外部設置有若干陶瓷板，所述陶瓷板的上下端均通過連接件與膨脹螺栓相連，陶瓷板與水工混凝土結構主體之間通過粘結砂漿粘結為一體。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉征，孫希兵，李樂君，安學軍，鄭福莉，楊海梅，陳杰，劉珊珊，
申請(專利權)人：山東省水利科學研究院，
類型：發明
國別省市：山東;37
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