复合相变材料性能调配及在应急堵漏中的应用
2021-01-08张盛行王玉磊
建筑材料学报 2020年6期
张盛行, 汤 雷, 贾 宇,2, 王玉磊,2
(1.南京水利科学研究院 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 江苏 南京 210029;2.河海大学 土木与交通学院, 江苏 南京 210098)
堤坝渗漏险情的抢护一直是水利工程应急抢险工作中的关键任务[1-2].当前的堵漏措施主要有土工合成材料覆盖截渗、前戗培坡、嵌缝止水等[3-4],这些方法多年来一直用于实际工程,也取得了相应效果.但上述方法大多在渗水入口表面进行封堵,对坝体内部的渗水路径填补效果甚微,而且距离水位面较深处裂缝的修复较难展开,造成修复效率不高.鉴于此,针对极端条件下堤坝水下渗漏病害,提出了“水下熔化相变材料应急封堵渗漏通道”的方法:通过水下熔化相变材料,使其在渗漏入口处流场的作用下,以熔融状态被吸入渗漏通道;在渗漏通道中,由于脱离热源,相变材料又逐渐凝为固态,从而堵塞渗水路径,达到应急封堵的目的.目前已在室内和现场试验中验证了该方法的可行性,同时也发现此方法对相变堵漏材料的选用有较为苛刻的要求:(1)密度与水接近,因为相变材料的熔化过程均处于水下环境,密度过大(过小)会引起材料的下沉(上浮),导致材料散失;(2)比热容适宜,保证在动水这一热量散失较为迅速的环境中短时间内将其熔为液态,在渗水通道中又能凝为固态;(3)抗渗性能好,能满足应急抢险要求;(4)环保,从生态角度出发,要求材料无毒、无污染.
通过前期试验,石蜡、松香、硬脂酸3种相变材料均满足了上述要求,取得了良好的堵漏效果,也展现出了各自特点:石蜡性质稳定,流动性好,熔点适宜,但强度低,固液转化后体积变化大;……
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