UKFA高性能混凝土成岩外加剂技术诠释

1、the highest concrete features performance is available by the three major innovations of 20-th century in the concrete industry:- the water to cement ratio; -the use of properly entrained air by admixtures; -the invention of the high-range water-reducing admixture to increase slump. obviously, they

2、are dedicated to imitating the natural behavior of cementitious paste.2005 kalmatron corporation ukfa是一种革命性高性能混凝土外加剂，其是一种革命性高性能混凝土外加剂，其kfa美国专利号为美国专利号为 #5,728,208#5,728,208和和 #5,728,428. #5,728,428. 该外加剂由几十种该外加剂由几十种粒度大小不等的无机材料氧化剂组成，在水的作用下，通过带相反电荷的作用，熟化水泥颗粒，熟化和水合反粒度大小不等的无机材料氧化剂组成，在水的作用下，通过带相反电荷的作用，熟化水

3、泥颗粒，熟化和水合反应的结果形成最大量的水泥浆体，进一步与加入的石子形成连续的固体。应的结果形成最大量的水泥浆体，进一步与加入的石子形成连续的固体。u.s.a. patent 5,728,208u.s.a. patent 5,728,428transforming conventional concrete mixes into high performance concrete with low cost, kalmatron kf-a brought a new economical vision to the concrete industry. any concrete should

4、not be cracked, permeable to liquids, contradictory to rebar presence and to be priced by the nature of application. there is no hpc any more. concrete means stable quality just as it sounds. 现代高性能混凝土的特点现代高性能混凝土的特点: :较高度额抗压强度较高度额抗压强度, ,高密度高密度, ,大量密实的非溶解成分大量密实的非溶解成分ukfa高性能混凝土为有水溶性高性能混凝土为有水溶性成分经化学反应形成

5、的连续的高密度结构。成分经化学反应形成的连续的高密度结构。ukfa用较低的成本就可以把普通水泥变为高性能水泥用较低的成本就可以把普通水泥变为高性能水泥, , ukfa改变了人们传统对水泥行业的观点改变了人们传统对水泥行业的观点. .即任何水即任何水泥都可以达到不开裂泥都可以达到不开裂, ,不渗透和不对钢筋产生腐蚀不渗透和不对钢筋产生腐蚀. .以后将不需要特殊工艺就可得到高质量的高性能水泥以后将不需要特殊工艺就可得到高质量的高性能水泥. . . . 原理原理: : ukfa和水泥颗粒发生四步连续反应和水泥颗粒发生四步连续反应:- 水泥颗粒初步水化溶解；水泥颗粒初步水化溶解；- 氧化金属元素；氧化

6、金属元素；- 游离水分子的胶体化；游离水分子的胶体化；- 水泥胶体的稳定化。水泥胶体的稳定化。这些反应允许用水量比常规减少这些反应允许用水量比常规减少10%到到30%，较小的塌落度。，较小的塌落度。效果效果:1） 3天到天到7天的早期强度得到提高。天的早期强度得到提高。2） 抗压强度提高抗压强度提高25%或更高；或更高；3） 较强的附着力；较强的附着力；4） 收缩率降低收缩率降低2到到3倍，甚至根本没有裂纹。倍，甚至根本没有裂纹。5） 发热量降低发热量降低25%到到50%。6） 不起粉，不脱落。不起粉，不脱落。7） 50 mm厚度的混凝土厚度的混凝土100%不渗水。不渗水。8） 很高的耐化学腐

7、蚀和耐候性。很高的耐化学腐蚀和耐候性。9） 抗霜冻性提高抗霜冻性提高35%。10） 混凝土量增加混凝土量增加3%到到6%。2005 kalmatron corporation ukfa分四步改变混凝土的结构：加速所有的水泥颗粒的水化；加速所含金属元素的氧化；形成胶体；水泥胶体的稳定。与混凝土有关的气体通常为二氧化碳，将产生70%的粗毛细孔和30%的微毛细孔。 而ukfa加入混凝土，产生的是乙炔气体，结果产生了97%的微毛细孔,粗毛细孔仅为3%。 . 28天后，发现水泥颗粒水化后的深度只有4um，一年后为8um，“dr.power”计算后认为，在正常条件下，完全水化是完全可能的，只要水泥颗粒直径

8、小于50um,需要把磨后的水泥放到水内连续5天，但遗憾的是，通常的水泥颗粒直径大于90um.收缩率降低两倍.ukfa用水清洗表面用水清洗表面, ,看到差异看到差异未水化的水泥颗粒在混凝土形成后期成为水的吸附中心。水化在原来未反应区继续进行. 收缩实验结果收缩实验结果早期水化彻底，形成完美的表面，没有收缩裂纹 水化过程缓慢形成的裂纹. 2005 kalmatron corporation 把醋酸滴到含有ukfa混凝土样块上，醋滴一直保持至到自然挥发完为止；用同样的醋酸滴到任何其它的混凝土上，几分钟后，就与ca(oh)2发生反应了。ukfa2005 kalmatron corporationo水化

9、热减少水化热减少25%-50%o通过通过ukfa正电荷的作用，弱化了水分子的结合力正电荷的作用，弱化了水分子的结合力,从而使水化反应加速进行从而使水化反应加速进行.实际上，此反应类似与磁化水。区别之处在于实际上，此反应类似与磁化水。区别之处在于kalmarton kfa混合物提供了稳定的残余磁效果，这个反混合物提供了稳定的残余磁效果，这个反应导致水化热减少应导致水化热减少25%-50%。 o降低水化热有如下益处降低水化热有如下益处o可减小水灰比到可减小水灰比到0.38甚至更低甚至更低; o降低混凝土的早期收缩降低混凝土的早期收缩 ;o不需热水养护不需热水养护;o无需热接缝对大批量使用无需热接缝

10、对大批量使用;o不需冷却装置或补充材料不需冷却装置或补充材料;o不需其他化学材料用来减少收缩不需其他化学材料用来减少收缩. ukfa ukfa产品已在许多世界知名大学做过研究实验，产品的性能用简单的工具在工地现场就可得出。产品已在许多世界知名大学做过研究实验，产品的性能用简单的工具在工地现场就可得出。 澳大利亚悉尼科技大学 . 2000年澳大利亚墨尔本，整体混凝土顶，无任何热接缝或隔离装置 2005 kalmatron corporationo 合适得塌落度：同样的混凝土的使用随加入合适得塌落度：同样的混凝土的使用随加入ukfa引起的塌落度变化而变化，与水泥质量和引起的塌落度变化而变化，与水泥

11、质量和石头大小无关。石头大小无关。o 带有带有ukfa的水泥的水溶液为粘性的电解质，具有较低的塌落度，较高的工作性能的水泥的水溶液为粘性的电解质，具有较低的塌落度，较高的工作性能,泵送行和泵送行和光滑性能。光滑性能。o 塌落度范围为塌落度范围为 6cm 到到 8cm,但与塌落度为但与塌落度为12cm到到15cm的常规水泥有同样的工作性能，的常规水泥有同样的工作性能，如成型性，泵送行等。如成型性，泵送行等。o 不需养护，节省振动所需劳动时间和收尾工作。不需养护，节省振动所需劳动时间和收尾工作。o 可靠地密实性和塑性已被客户证实，取名为可靠地密实性和塑性已被客户证实，取名为”混凝土汁状效果混凝土汁

12、状效果“。用用vb实验评估混凝土的工作性能实验评估混凝土的工作性能 slump 2.5”slump 3.5”slump 5”“workability can be best defined as the amount of useful internal work necessary to produce full compaction”. definition of slump is”. the slump test does not measure the workability of concrete, but is very useful in detecting variations

13、 in the uniformity of a mix of given nominal proportions” - dr. a. nevill “properties of concrete” 掺加掺加 kf-a的混凝土流的混凝土流掺加掺加 kf-a的砂浆流的砂浆流常规混凝土流常规混凝土流2005 kalmatron corporationoviscous electrolyte of “water-cement-kf-a solution” hardens as a homogenous paste where most of the cement grains are hydrated

14、. darker color of concrete with kf-a indicates increasing of cementitious paste.othe absence of unhydrated cement grains and unsolved minerals including free lime as centers of high sorption ability enable high resistant concrete to withstand any type of corrosion. oresistance to the given environme

15、ntal conditions is created by non-reactive concrete embodiments and generic gas-liquid impermeability. 澳大利亚的korvest 工程公司镀锌厂 用掺有ukfa的混凝土修补被盐酸和氯化铵溶液损害的混凝土地板,发现水泥基体比石头还耐腐蚀45 days90 days45 days掺有ukfa的混凝土(左边)和对比样本(右边)在25%的硫酸溶液浸泡45天后的结果 硫黄酸浸过的地板九个月后显示混有 7.5 kg/m3 ukfa的混凝土和混有 500 kg/m3 高铝水泥alumina cement r

16、51, lafarge. . orthophosphoric acid 10%mass loss:kalmatron kf-a = 45 grsilica fume = 87 gr2005 kalmatron corporationoukfa不是毛孔阻塞器。在水泥浆体中的孔的最小直径为不是毛孔阻塞器。在水泥浆体中的孔的最小直径为500500到到10,00010,000，而水分子的直径只有，而水分子的直径只有 4 4。因此混凝土空隙的直径不是防渗水性的关减因素，孔。因此混凝土空隙的直径不是防渗水性的关减因素，孔系的等级和孔内溶液的粘度才是重要的因素。系的等级和孔内溶液的粘度才是重要的因素。ouk

17、fa可促进水泥完全水化，从而产生额外的水泥浆体并增加了毛细孔内溶液的粘度。另外该溶液其他用处可以用来抗冻。可促进水泥完全水化，从而产生额外的水泥浆体并增加了毛细孔内溶液的粘度。另外该溶液其他用处可以用来抗冻。o另外，毛细孔的等级不是常规的另外，毛细孔的等级不是常规的7 7个等级，而是个等级，而是2 2个等级，为个等级，为3%3%的粗毛细孔和的粗毛细孔和97%97%的细毛细孔。的细毛细孔。o这以为着混凝土内部的水化热和环境中的温度达到一种平衡，这就是最好的水压密封，原理与天然石头一样，在天然岩石中，大部分为一种毛细孔。这以为着混凝土内部的水化热和环境中的温度达到一种平衡，这就是最好的水压密封，原

18、理与天然石头一样，在天然岩石中，大部分为一种毛细孔。o在常规的混凝土中，水化热平衡总是依靠外部的变化，这就是为何总是季节泄漏的原因。在常规的混凝土中，水化热平衡总是依靠外部的变化，这就是为何总是季节泄漏的原因。 该实验有客户提供：用掺有ukfa砂浆浇注在桶内，把橡胶软管插入1/3深度，在5巴压力下，保持15天，样本仍然是干的。该设备用来评估在水压1.5mpa条件下的混凝土的抗渗性混凝土和砂浆抗渗性实验比较混凝土和砂浆抗渗性实验比较2005 kalmatron corporationo 抗压强度抗压强度o混凝土结构的耐久性取决于抗压强度，这又与抗拉强度有关。自身的破坏实验和腐蚀类型如深细孔内盐、

19、冰等的增加，可能使抗拉强度达混凝土结构的耐久性取决于抗压强度，这又与抗拉强度有关。自身的破坏实验和腐蚀类型如深细孔内盐、冰等的增加，可能使抗拉强度达到到 5 mpa。o下表显示水泥的抗裂性，那个数据的抗拉强度都在下表显示水泥的抗裂性，那个数据的抗拉强度都在5mpa5mpa。o通过增加水泥胶体量来增加混凝土的密度从而增加抗压强度。通过增加水泥胶体量来增加混凝土的密度从而增加抗压强度。o下边左边的图为常规下边左边的图为常规2000psi2000psi混凝土和带又混凝土和带又ukfaukfa的混凝土的比较实验。的混凝土的比较实验。o该表主要告诉我们该表主要告诉我们ukfa可大大提高水化的速度。可大大

20、提高水化的速度。o另一个比较结果是另一个比较结果是silica fumesilica fume被被ukfa替换后，复杂的高性能水泥也就被普通水泥加替换后，复杂的高性能水泥也就被普通水泥加 5 kg/m3 5 kg/m3 ukfa代替代替 ( (见见mix7).mix7).尽一步分析抗腐蚀性、尽一步分析抗腐蚀性、收缩性、抗渗性显示含有收缩性、抗渗性显示含有ukfa的混凝土具有明显的优点。的混凝土具有明显的优点。mix 1 silica fume 40 kg + pozzolith 370 ml; w/c = 0.57mix 2 silica rume 40 kg + pozzolith 1110

21、 ml; w/c=0.57mix 3 kf-a 5 kg + pozzolith 1110 ml; w/c = 0.53mix 5 kf-a 10 kg + pozzolith 1110 ml; w/c = 0.53mix 7 kf-a 5 kg; w/c = 0.5128th day58 mpa = 8,400 psi91st day62 mpa = 9,000 psi含有含有silica fume (40 kg/m3)的高性能水泥和的高性能水泥和掺有掺有 ukfa (5 kg/m3) 凝土实验结果凝土实验结果1000400020007 days14 days28 days在在2000mpa

22、抗压强度下，普通混凝土和掺抗压强度下，普通混凝土和掺ukfa (7.5 kg/m3) 的混凝土比较实验结果的混凝土比较实验结果28th day30 mpa=4,200 psi28th day18 mpa= 2,600 psistandard resistance to rupture for concrete with compressive strength, mpa compressive strength51015202530354050556065t e n s i l e strength 0.550.781.171.761.952.72.83.13.53.854.24.552005

23、 kalmatron corporationo水泥的细度是水泥的非常关建的指标，决定了工程现场的可用性水泥的细度是水泥的非常关建的指标，决定了工程现场的可用性, ,耐久性和价格。耐久性和价格。 o水泥的粒度直径在水泥的粒度直径在5 5m到到2020m ，可以很容易进入毁害的混凝土微笑裂纹，恢复原来性能。，可以很容易进入毁害的混凝土微笑裂纹，恢复原来性能。oukfaukfa混合物对水泥颗粒的良好的水化性能，可使水泥颗粒大大减小，可代替超细水泥。可把混合物对水泥颗粒的良好的水化性能，可使水泥颗粒大大减小，可代替超细水泥。可把kalmartonkalmarton ukfaukfa加到普通硅酸盐加到普

24、通硅酸盐,水泥中，水泥中，可使水泥最大颗粒达到可使水泥最大颗粒达到2525m ，其中直径在，其中直径在 5 5m到到 1515m占大多数。相反没有占大多数。相反没有kalmartonkalmarton ukfaukfa的水泥的的水泥的 颗粒直径大部分为颗粒直径大部分为 4040m到到 6060m 。 4 5 6 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 75.0 100.0 m水泥颗粒直径水泥颗粒直径, m .1.4.5.6mvolume,%micro-fine cement 90.2%fine cement 9.8%portland cement typ

25、e i + kf-avolume, %1.0 m portland cement type i2005 kalmatron corporation在不同混合物中通过的总电量库伦在不同混合物中通过的总电量库伦此实验已在此实验已在2000年悉尼科技大学证实年悉尼科技大学证实. 加有ukfa混凝土完成氯化物渗透性实验后，干燥后，样本表面形成蓝色物质。 该不溶性固体薄膜成分为 tetracalcium aluminoferrite ，为水泥和ukfa及氯化物反应的形成的产物。 2005 kalmatron corporation普量的盐结晶体，表面松动，,很容易把混凝土中的石子取出。通混凝土样本氯化物

26、渗透实验后，干燥后，可看到大mix 1 silica fume 40 kg + pozzolith 370 ml; w/c = 0.57 control 1mix 2 silica rume 40 kg + pozzolith 1110 ml; w/c=0.57 control 2 mix 3 kf-a 5 kg + pozzolith 1110 ml; w/c = 0.53 trail mix 4 kss 5 kg + pozzolith 1110 ml; w/c = 0.53mix 5 kf-a 10 kg + pozzolith 1110 ml; w/c = 0.53mix 6 kss

27、10 kg + pozzolith 1110 ml; w/c = 0.53mix 7 kf-a 5 kg; w/c = 0.51mix 8 kss 5 kg; w/c = 0.51mixes mix 1mix 2mix 3mix 4mix 5mix 6mix 7mix 8water passed coulomb wpc1116.181070.14423.143461.222561.942934.92536.72556.27net passed coulomb npc241.86293.861540.932029.052971.172127.782598.212665.08wpc : npc ratio4.503.642.871.710.861.380.980.96ukfaukfa wpc:npc4.50-3.64-2.87-1.71-1.38-0.98-0.96-0.86-mix 1 mix 2 mix 3 mix 4 mix 5 mix 6 mix 7 mix 8oukfa 洛山机供水灌渠建于洛山机供水灌渠建于19世纪初期，因年代久远，导致漏水，同时当地地层的含有的石油也通过灌渠世纪初期，因年代久远，导致漏水，同时当地地层的含有的石油也通过灌渠混凝土壁渗近灌渠。混凝土壁渗近灌渠。混合料很容易配比，普通砂、水泥、