水下不分散混凝土解析

一、傳統水下混凝土的施工方法及其缺陷

傳統的海工、水工混凝土工程,其水下混凝土施工方法通常有兩類: 一類是圍堰排水法,其混凝土的施工與陸地相同,存在先期工程量大、工程造價高、工期長等缺點;另一類是環境水隔離法,利用專用施工機具把混凝土和環境水隔開,將混凝土拌合物直接送至水下工程部位,常用的澆築方法有:導管法、預填骨料灌漿法、模袋法、開底容器法等。這些施工方法的缺陷是:混凝土拌合物容易受到水的沖刷造成骨料分離,水泥流失,混凝土質量無法充分保證,同時容易對環境造成汙染。

二、水下不分散混凝土的施工方法及其優勢

水下不分散混凝土是適用於海工、水工等水下澆築混凝土工程的新型混凝土材料。通過在混凝土中摻入以纖維素系列或丙烯系列水溶性高分子物質為主要成分的水下不分散劑,可極大提高新拌混凝土材料顆粒間的粘聚力,阻止材料組分的分散、離析及水泥流失,大大提高水下混凝土的抗水洗能力,使得混凝土能夠在水下直接澆築,有效解決了傳統水下混凝土施工的遇水分離問題,大大簡化了混凝土的施工工藝,節約了工程工期和工程成本。

三、水下不分散混凝土的性能特點

與傳統混凝土相比,水下不分散混凝土具有如下特點:

(1)抗分散性。水下混凝土摻入的水下不分散劑使得混凝土的粘聚性大大提高,即使混凝土直接落入水中,混凝土也很少會出現材料分離現象,良好的抗分散性使得混凝土在水下澆築與在陸地澆築差別並不大,因此可用於水下混凝土工程在水中的自落施工。

(2)良好的自流平性與自密實性。水下混凝土在坍落度200mm以上時,具有良好的自流平性和自密實性,水下澆築時無需振搗,因此可用於澆築鋼筋密佈的水下混凝土結構。

(3)良好的保水性。水下不分散混凝土摻入的水下不分散劑,遇水會溶脹吸水,使得混凝土不易出現泌水現象,且由於良好的粘聚性,使得混凝土反而具有良好的可泵性。

(4)緩凝性。水下不分散劑中的纖維素系列或丙烯系列的高分子物質對混凝土具有一定的緩凝作用,因此對於澆築水下大體積混凝土反而是有利的,但當混凝土結構對凝結時間要求較短時,需通過調整水下不分散劑的配方來調節混凝土的凝結時間,或通過調整摻入混凝土的高性能減水劑的配方來調節混凝土的凝結時間。

四、水下不分散混凝土的工程應用

(1) 工程概況

中鐵十二局貴定捲菸廠異地技改項目,佔地335畝,總投資12.95億人民幣,工地現場三面環水,地下暗河密佈。該工地設有水下樁70根,需灌注水下混凝土380餘立方。該工程採用了蔣正武教授使用水下抗分散混凝土的建議。由貴州科之傑新材料有限公司技術室與中建建築科學研究院材料所通過近一個月的試配驗證,成功配製出符合要求的水下不分散混凝土,並於2017年1月4日完成水下混凝土3根樁基試驗,經超聲波檢測3根樁基全部合格。2017年1月12日該工程正式大規模澆築,當日即完成25根樁基的灌注。

水下不分散混凝土解析

圖1 水下灌注樁

(2) 混凝土原材料水下不分散混凝土解析

表1 混凝土原材料基本情況

水下不分散混凝土解析

表2 C30混凝土配合比(單位:kg/m³)

水下不分散混凝土解析

表3 試配混凝土性能

水下不分散混凝土解析

圖2 試配混凝土

水下不分散混凝土解析

圖3 現場混凝土

五、水下不分散混凝土應用前景

水下不分散混凝土具有可在水中自落施工、自流平整、自密實、免振搗等普通混凝土所不具備的優勢,而且工期短、造價低,生產工藝簡單,可廣泛應用於水下混凝土施工,如核電站、水電站、港口、碼頭、跨海大橋、跨江大橋等工程,也可用於水下堵漏、水下混凝土修復、水下抹面、飲用水工程等,在海工、水工工程中具有廣泛的應用前景。


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