水下抗分散混凝土20081014

1、1,主要内容,定义 背景和意义 主要技术措施-水下抗分散剂 水下抗分散剂种类和作用机理 技术难点 应用现状 发展方向 作业,2,一、定义,水下抗分散混凝土 Anti-washout Concrete 通过掺加某种（或几种）特殊外加剂而使混凝土具有良好的粘聚性、抗分散性和抗水洗性，能够满足在水下直接浇注而性能降低不大的一种特殊混凝土,3,二、背景和意义,1. 混凝土水下浇注工程,水下灌注桩 大桥、码头修建 船坞修建 防坡堤加固 钢板状岸壁加固 河床冲刷部位填充、修补,4,二、背景和意义,2. 普通混凝土的水下浇注难题,5,二、背景和意义,2. 普通混凝土水下浇注难题,A. 投掷水泥浆体,B. 浆

2、体飘散,6,混凝土配合比 原材料 C FA S G SN-II W 用量(Kg/m3) 350 150 815 897 4.5 180 坍落度：26cm 扩展度：67cm,二、背景和意义,3. 实验,7,二、背景和意义,水下浇注后的试模,溜槽法,导管法,直接法,3. 实验,8,二、背景和意义,3. 实验,71.7%,63.5%,88.4%,9,二、背景和意义,4. 普通混凝土水下浇注的缺点,集料与水泥浆严重分离 缺陷增多 强度严重下降 耐久性很差 浇注质量很难保证 污染和侵害附近水域、生物 流动水中浇注时情况更复杂,10,三、主要技术措施,掺加抗分散剂(絮凝剂)以配制水下抗分散混凝土,A. 投

3、掷水泥浆体,C. 浆体飘散,B. 浆体抗分散,11,调凝剂,水泥,掺合料,细集料,粗集料,+,抗分散剂,减水剂 或 泵送剂,搅拌,拌合水,+,水下浇注抗分散混凝土,抗分散混凝土 配制措施,12,三、主要技术措施,水下抗分散混凝土的性能表征,水的浊度 水中漂浮物含量 水的pH值 自密实性 水陆强度比 耐久性 其它,13,易溶于水,使混凝土拌合物产生絮凝性,一定的粘度,不过分增加混凝土单位用水量,引气性小,对水域和水中生物无危害,无毒 无腐蚀性,抗分散剂,四、水下抗分散剂 种类和作用原理,14,纤维素醚类 酰胺类 聚乙烯醇类 无机化合物类 Al2SO4，KAl(SO4)2,四、水下抗分散剂 种类和

4、作用原理,种类,C2H4On,15,桥架作用-吸附 表面活性作用-凝聚 桥键作用-离子结合,作用原理,四、水下抗分散剂 种类和作用原理,某种絮凝剂掺量与水泥浆抗分散性的关系,五、技术难点,某种絮凝剂掺量对胶砂需水性的影响,五、技术难点,水下抗分散混凝土抗压强度与絮凝剂掺量的关系,五、技术难点,粘聚性-流动性 高的需水性-满足强度所要求的水/灰比 抗分散剂的絮凝性-塑化剂的塑化性,超塑化剂,超塑化剂,适应性,如何解决矛盾？,五、技术难点,20,高絮凝性-坍落度保持性 引气性-强度 水陆强度比-水下绝对强度,速溶型、缓释,消泡,如何解决矛盾？,控制掺量,五、技术难点,21,五、技术难点,22,日

5、本 防坡堤加固 钢板状岸壁加固 河床淘刷修补 河床冲刷部位填充、修补混凝土 基础与地基间的间隙填充 船台滑道修补 水库放水口护床冲刷部位修补,六、应用,23,国 内 南京空军后勤部水运大队修理所船台滑道水下节点 水下节点48个，节点高1m，下部60cm*70cm，上部50cm*50cm，水深1-6m 设计强度25MPa，水泥用量550Kg/m3，用水量258.5Kg/m3，PN掺量3.2%C，导管法施工,六、应用,24,六、应用,水下灌注桩 C:Slag:S:G:W:TJS=350:70:720:1070:190:84 Slump=24.0cm; After 60min, 22.5cm Slu

6、mp flow=58cm; After 60min, 52cm R28d=41.2MPa,25,六、应用,26,优化抗分散剂的组成 研制与抗分散剂适应性良好的超塑化剂 建立科学的性能评价方法 展开耐久性研究 制定产品标准和施工应用规程 加强应用,七、发展方向,27,八、作业,1. 为什么说发展水下抗分散混凝土是水下混凝土浇注工程的重要保证措施？ 2. 试论述水下抗分散混凝土外加剂的作用原理和应具备的技术性能。,9. 水下抗分散剂作用机理分析,水下抗分散剂一般都为高分子聚合物，具有长链结构。这种水溶性的高分子化合物掺入混凝土中，使拌和物粘聚性增大，粘度提高，提高水下浇注抗分散性。这主要由于抗分散

7、剂在混凝土拌和物中与水泥浆体之间的物理、化学作用的共同结果。归纳起来，主要作用在三个方面，即桥架作用，表面活性作用，桥键作用,9.1 桥架作用,高分子的长链结构在分散水泥细颗粒体系中，将水泥颗粒吸附到分子链上，通过分子链在水泥颗粒之间形成纵横交错的桥架，把许多颗粒连接在一起，形成稳定的网状结构,9.2 表面活性作用,抗分散剂是一种表面活性物质，在碱性介质中离解成多电荷大分子同性离子，因此，改变了拌和物粗细分散体系中颗粒表面的电位，降低了粒子间的排斥作用，增大了颗粒间的相吸作用，使多相粗分散体系凝聚在一起，同时，排斥作用大分子由团状变成直线状，这样起到增稠作用。由于表面活性的作用，使得粒子间的吸

8、附作用明显增强。水溶性聚合物的分子中都含有亲水和憎水基团，因此具有表面活性，可以降低表面张力，有助于粒子的分散稳定,9.3 桥键作用,水下抗分散剂的长链分子由于本身带有许多取代基，如胺基，羟基，羧基，酰胺基等，水解后与拌和物中的水及其水化释放出的各种离子结合 ，形成一种特殊的桥键，这种桥键结构既有助于增粘，又能起到减少析出物的作用。 由于这几个方面的作用，混凝土拌和物在宏观上表现为凝聚作用，使其粘度增大，提高了在水下施工中的抗分散的能力。,34,6. 水下抗分散混凝土应用实例,日 本 防坡堤加固 扩展度47+3cm，强度29.4MPa 钢板状岸壁加固 水泥用量510Kg/m3 河床淘刷修补 强

9、度28.5MPa 河床冲刷部位填充、修补混凝土 较好地控制了浇注对水的污染，强度22.7MPa,35,6. 水下抗分散混凝土应用实例,衣荷华州的Des Moires 河上的Red Rock大坝 阿拉伯 钻井平台 塞浦路斯 大型船坞工程 比利时 海防工程大面积混凝土修补工程,36,6. 水下抗分散混凝土应用实例,日 本 桥墩下部补强 混凝土强度21.1MPa 公路桥基础修复 水泥用量452Kg/m3，扩展度47cm，芯样抗压强度16.5MPa,37,6. 水下抗分散混凝土应用实例,美国 衣荷华州的Des Moires 河上的Red Rock大坝 阿拉伯 钻井平台 塞浦路斯 大型船坞工程 比利时 海防工程大面积混凝土修补工程,38,6. 水下抗分散混凝土应用实例,国内研究单位 中国石油天然气总公司 交通部二航局 南京水利科学研究院等,39,6. 水下抗分散混凝土应用实例,国 内 海堤护坡灌浆 灌注桩 水下梁 沉井水下封底 新安江水电厂大桥中墩加固,40,二、背景和意义,混凝土的水下浇注问题,围堰排水法 -最理想，但在有些水域难以实现 溜槽法 导管法 开底容器法 模袋叠置法 预填集料压浆施工法等,41,二、背景和意义,混凝土的水下浇注问题,对施工机具要求高 工期长 作业环境差 成本高 除围堰