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UWB水下不分散混凝土絮凝劑Underwater anti-washout concrete Admixture

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2009-01-12  來(lái)源:中國(guó)混凝土網(wǎng)  作者:中國(guó)混凝土網(wǎng)
核心提示:UWB水下不分散混凝土絮凝劑Underwater anti-washout concrete Admixture

一、基本組成及性能
  UWB水下不分散混凝土絮凝劑是由水溶性高分子聚合物、表面活性物質(zhì)等復(fù)合而成的粉末狀砼外加劑,具有很強(qiáng)的抗分散性和較好的流動(dòng)性,實(shí)現(xiàn)水下混凝土的自流平、自密實(shí),抑制水下施工時(shí)水泥和骨料分散,并且不污染施工水域。加入U(xiǎn)WB的水下砼,在水中落差0.3~0.5m時(shí),其抗壓強(qiáng)度可達(dá)同樣配比時(shí)陸上混凝土強(qiáng)度的70%以上。
  采用表1配合比時(shí)水下砼在水中0.4m落差時(shí)性能如表2、表3所示:

表1 混凝土配合比
粗骨料粒徑
(mm)
水灰比
砂率
(%)
單位用量(kg/m3)
水泥
石子
UWB
5~25
0.45
41
180
400
740
1060
8

表2 混凝土性能指標(biāo)
坍落度
(cm)
含氣量
(%)
泌水率
(%)
水泥流失率
(%)
凝結(jié)時(shí)間(h)
初凝
終凝
22
4.5
<0.1
<0.1
19
25

表3 混凝土強(qiáng)度指標(biāo)
抗壓強(qiáng)度
(MPa)
軸心抗壓
(MPa)
軸心抗拉
(MPa)
抗折強(qiáng)度
(MPa)
鋼筋粘接力
(MPa)
彈性模量(MPa)
抗?jié)B標(biāo)號(hào)
24
20.8
2.94
4.66
1.93
2.16×104
S24
二、技術(shù)指標(biāo)
名 稱(chēng)
UWB
普通型
UWB
早強(qiáng)型
UWB
泵送型
UWB
低發(fā)熱型
UWB
高性能型
摻量(占用水泥用量),%
2~5
2.5
2.5
2~2.5
2.5~3
pH值
<10
<10
<10
<10
<10
懸浮物,mg/L
<120
<100
<100
<120
<80
含氣量,%
<5.0
<5.0
<5.0
<5.0
<4.0
凍融循環(huán),d
≥250
≥250
≥300
≥300
≥350
抗?jié)B標(biāo)號(hào),MPa
>4.0
>4.0
>4.0
>4.0
>4.0
坍落度,cm
≥18
≥18
≥23
≥20
≥22
初擴(kuò)度,mm
≥380
≥380
≥450
≥400
≥450
初凝時(shí)間,h
>5
>3
>5
>8
>4
終凝時(shí)間,h
<30
<20
<30
<36
<24
7d抗折強(qiáng)度,MPa
≥2.5
≥2.5
≥2.5
≥2.5
≥3
28d抗折強(qiáng)度,MPa
≥3.5
≥3.5
≥3.5
≥3.5
≥4.5
7d抗壓強(qiáng)度,MPa
≥14
≥19
≥15
≥15
≥22
28d抗壓強(qiáng)度,MPa
≥20
≥25
≥25
≥25
≥30
7d水陸強(qiáng)度比,%
>72
>80
>75
>75
>82
28d水陸強(qiáng)度比,%
>78
>84
>80
>80
>88
三、性能特點(diǎn)
  UWB水下不分散混凝土同常規(guī)水下混凝土相比較,大大地簡(jiǎn)化了施工工藝,使混凝土水下施工陸地化,并在很大程度上降低了施工的風(fēng)險(xiǎn)性,降低綜合成本20%以上,縮短工期約30%以上,并且該項(xiàng)技術(shù)還可使以往無(wú)法施工的水下薄壁、窄小和異型等特殊結(jié)構(gòu)得以實(shí)現(xiàn)。
1、UWB砼具有優(yōu)良的水中抗分散性,在水中落下時(shí)不分散、不離析,水泥很少流失,不污染環(huán)境。
2、UWB砼具有良好的流動(dòng)性,水中澆注能自流平、自密實(shí),無(wú)需水下震搗,簡(jiǎn)化了水下施工工藝。
3、可根據(jù)水下工程的需要配制C15~C40水下不分散混凝土,以滿(mǎn)足不同施工性能的要求。
4、坍落度可達(dá)18~24cm,不泌水,不離析。
5、初凝5~40h,終凝10~50h,凝結(jié)時(shí)間可調(diào)。
6、抗?jié)B可達(dá)S20以上,抗蝕系數(shù)不小于0.85。
7、同其它外加劑有較好的匹配性,摻加引氣劑可配制D300抗凍融混凝土。
8、對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕,不污染施工水域,經(jīng)衛(wèi)生部門(mén)檢驗(yàn),絮凝劑無(wú)毒害,可用于飲用水工程。
水下不分散混凝土質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表4。
表4 水下不分散混凝土質(zhì)量指標(biāo)
項(xiàng) 目
指 標(biāo)
坍落度(mm)
180~240
凝結(jié)時(shí)間(h)
初凝
5~40
終凝
10~50
水中落下試驗(yàn)
(0.4m)
懸浮物(mg/l)
<150
pH值
<10
混凝土抗壓強(qiáng)度
(MPa)
水中成型混凝土
試件的抗壓強(qiáng)度
R7
16.0
R28
24.0
水中和空氣中成型混凝土
試件的抗壓強(qiáng)度之比%
R7
>60
R28
>70
混凝土抗折強(qiáng)度
水中和空氣中成型混凝土
試件抗折強(qiáng)度之比%
R7
>50
R28
>60
四、施工說(shuō)明
1、適用范圍
適用于各種水下澆注的混凝土工程。
UWB絮凝劑可用于沉井封底、圍堰、沉箱、拋石灌漿、水下連續(xù)墻澆注、水下基礎(chǔ)的找平、填充,RC板等水下大面積無(wú)施工縫工程,大口徑灌注樁、碼頭、大壩,水庫(kù)修補(bǔ),排水口防水沖擊補(bǔ)強(qiáng)底板、水下承臺(tái)、海堤護(hù)岸、護(hù)坡,封樁堵漏以及普通混凝土較難施工的水下工程。
UWB水下砼不受水深、施工面、混凝土量的限制(已施工過(guò)最深37.8m,砼量從幾方到幾千方的各種水下工程。潮汐段混凝土施工時(shí),也不受潮水的影響。
2、應(yīng)用領(lǐng)域
UWB普通型
適用于一般無(wú)特殊要求的水下工程。
UWB早強(qiáng)型
適用于潮差地段、水流較大以及救災(zāi)搶險(xiǎn)等需要混凝土快硬早強(qiáng)的水下工程。此種類(lèi)型的絮凝劑3d強(qiáng)度可達(dá)10MPa以上,并可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整凝結(jié)時(shí)間,最快可使混凝土在45min左右初凝,使混凝土抗沖刷力增強(qiáng)。
UWB泵送型
適用于要求混凝土具有較大流動(dòng)性,流動(dòng)性損失較小以及長(zhǎng)距離輸送的可泵送水下混凝土。
UWB低發(fā)熱型
適用于大體積水下混凝土澆筑,水下構(gòu)件的連續(xù)澆筑。此種類(lèi)型的水下混凝土能有效的降低水泥的水化熱,提高水下混凝土的耐久性。
UWB高性能型
適用于水下落差大、強(qiáng)度要求高。水流速度快等重要水下工程。注:根據(jù)不同水下施工情況,我公司還研制出UWB復(fù)配型絮凝劑,它的特點(diǎn)是根據(jù)當(dāng)?shù)厮鹿こ痰膶?shí)際情況,加以調(diào)整絮凝劑中各種單組分的用量;以滿(mǎn)足工程需要。
3、使用方法
(1)本品為固體粉劑,摻量1.0~3.0%(占水泥干粉重量),宜采用同摻法,與水泥、砂石同時(shí)加入強(qiáng)制式攪拌機(jī)。
(2)攪拌機(jī)應(yīng)采用強(qiáng)制式攪拌機(jī),攪拌時(shí)間一般為3min。若采用自落式攪拌機(jī),攪拌時(shí)間應(yīng)延長(zhǎng)1倍。
(3)在采用導(dǎo)管、泵等傳統(tǒng)水下施工機(jī)具時(shí),UWB可采用1.5~2.0%的低摻量;在采用吊罐、溜槽等陸地施工設(shè)備,即混凝土在水中有落差時(shí),直采剛2.0~3.0%的高摻量,其他情況可根據(jù)砼在水中,落差適量增減,一般推薦為2.0~2.5%。
(4)封樁宜采用2.0~3.0%的高摻量,樁身采用1.0~1.5%的低摻量可防止斷樁。
(5)本產(chǎn)品正常情況下凝結(jié)時(shí)間隨摻量增加而延長(zhǎng),若需要可配合調(diào)凝劑使用。
(6)優(yōu)先采用525#普硅水泥,無(wú)貨源時(shí)可采用425#普硅水泥代替,砼在水下有落差時(shí)水泥用量一般不應(yīng)低于380kg/m3。
(7)水下砼摻加摻合料時(shí)(礦渣或粉煤灰)泵送性能可得到明顯改善。
(8)混凝土配比宜采用中砂,推薦砂率38~43%,石子級(jí)配一般采用5~25mm范圍,最大粒徑不超過(guò)40mm。
(9)可采用導(dǎo)管、泵等水下施工機(jī)具連續(xù)施工,也可采用開(kāi)口吊罐、溜槽、手推車(chē)等機(jī)具斷續(xù)供料施工。
(10)施工環(huán)境原則上要求靜水狀態(tài),砼落差小于0.5m。
4、使用情況
UWB絮凝劑于1988年通過(guò)石油部鑒定,結(jié)論為“填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白”、“達(dá)到同期國(guó)際先進(jìn)水平”。同年獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利,1991年國(guó)家科技成果,國(guó)家級(jí)新產(chǎn)品,92年建設(shè)部科技成果重點(diǎn)推廣項(xiàng)目,94年另一類(lèi)型SCR絮凝劑又獲國(guó)家專(zhuān)利:在使用中先后榮獲全國(guó)施工企業(yè)技術(shù)進(jìn)步優(yōu)秀項(xiàng)目獎(jiǎng),石油總公司科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),天津建筑學(xué)會(huì)優(yōu)秀論文等獎(jiǎng)項(xiàng)。已在長(zhǎng)江、黃河、鴨綠江、松花江、錢(qián)塘江、黃海、渤海、南海數(shù)百個(gè)水下工程中得到應(yīng)用,混凝土用量近10萬(wàn)m3,施工水深從0.5m到38m,效果良好,水下混凝土工程綜合成本降低20~30%。水下混凝土澆注工期縮短30%以上,取得了明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
5、部分工程實(shí)例
深圳媽灣電廠特種煤碼頭 遼寧鐵嶺電廠特大沉井封底
福建蒲田排洪閘護(hù)坦修復(fù) 豐準(zhǔn)線黃河特大橋圍堰工程
武漢長(zhǎng)江三橋沉井封底 上海600噸龍門(mén)吊水下承臺(tái)
中衛(wèi)黃河大橋低樁承臺(tái) 大港油田張巨河人工島
勝利油田大口徑灌注樁 南沙某軍事人工島
大連、青島碼頭修補(bǔ) 鴨綠江護(hù)岸工程
南京長(zhǎng)江取水口 錢(qián)塘江大堤加固
蓮花港大橋橋墩基礎(chǔ) 重慶汽車(chē)站鉆孔樁基礎(chǔ)封底
五、包裝及儲(chǔ)存
1、包裝:本品采用內(nèi)襯塑料薄膜,外套牛皮紙編織袋,每袋25kg;
2、存放:在運(yùn)輸和保存中應(yīng)注意防潮,貯存期一般為1年,不受潮可繼續(xù)使用。

[ 應(yīng)用實(shí)例 1]
             
絮凝劑在水下不分散混凝土中的應(yīng)用

一、試驗(yàn)材料
水泥: PO42.5 水泥,細(xì)度 3500 ㎝ 2 /g , 28d 抗壓強(qiáng)度 48.6MPa ;
砂:Ⅱ區(qū)中砂,細(xì)度模數(shù) 2.8 ,含泥量 2.7% ;
石子:石灰?guī)r碎石,粒徑 5 ~ 20 ㎜,連續(xù)級(jí)配,含泥量 0.4% ;
外加劑:絮凝劑;
水:自來(lái)水
二、混凝土配比
水泥 430 ㎏ /m 3 ,砂率 40% ,絮凝劑摻量 2.5% ( C × % ),流動(dòng)性控制:塌落度大于 22 ㎝,塌擴(kuò)度 40 ~ 50 ㎝。
三、試驗(yàn)結(jié)果與分析

表 1 攪拌時(shí)間對(duì)水下不分散混凝土流動(dòng)性能的影響

混凝土塌擴(kuò)度值,㎝

45s

60s

75s

90s

105s

120s

150s

180s

41

44

47

47

48

47

48

47

從表 1 可以看出,絮凝劑配制的混凝土,攪拌時(shí)間在 75s 時(shí),塌擴(kuò)度值基本趨于穩(wěn)定。
繼續(xù)對(duì)不同攪拌時(shí)間下的水下不分散混凝土體系的抗分散性進(jìn)行研究,結(jié)果見(jiàn)表 2 :
            表 2 攪拌時(shí)間對(duì)水下不分散混凝土抗分散性能的影響

自由落下時(shí)混凝土環(huán)境水的 pH 值

45s

60s

75s

90s

105s

120s

150s

180s

8.5

8.5

8.5

8.5

8

8.5

從表 2 可以看出,絮凝劑配制的混凝土,攪拌時(shí)間在 75s 時(shí)抗分散性能基本趨于穩(wěn)定。
綜合表 1 表 2 數(shù)據(jù)可以看出,當(dāng)流動(dòng)性穩(wěn)定時(shí),抗分散性能同樣穩(wěn)定。絮凝劑配制的混凝土需攪拌 75s 以上。

表 3 絮凝劑配制的水下不分散混凝土水陸強(qiáng)度比

7d 強(qiáng)度, MPa

28d 強(qiáng)度, MPa

水陸強(qiáng)度比, %

水下

陸上

水下

陸上

7d

28d

22.8

31.7

31.3

36.8

79

85

從表 3 可以看出,絮凝劑配制的水下不分散混凝土 7d 水陸強(qiáng)度比達(dá)到 0.79 , 28 天水路強(qiáng)度比達(dá)到 0.85 。
首先采用了泵送劑對(duì)流動(dòng)性損失的測(cè)定方法進(jìn)行了比較,結(jié)果見(jiàn)表 4 :

表 4 絮凝劑配制的水下不分散混凝土流動(dòng)性靜態(tài)損失

塌擴(kuò)度,㎝

初始

0.5h

1h

1.5h

2h

47 × 49

46 × 49

48 × 48

47 × 48

45 × 46

從表 4 可以看出,采用泵送劑標(biāo)準(zhǔn)(認(rèn)為是在靜停狀態(tài)下)測(cè)定流動(dòng)性損失時(shí),絮凝劑水下不分散混凝土 2h 以?xún)?nèi)還能保持 45 ㎝以上的塌擴(kuò)度。
模擬混凝土泵車(chē)進(jìn)行動(dòng)態(tài)攪拌,流動(dòng)性損失見(jiàn)表 5

表 5 絮凝劑配制的水下不分散混凝土流動(dòng)性動(dòng)態(tài)損失

塌擴(kuò)度,㎝

初始

0.5h

1h

1.5h

2h

47 × 49

46 × 49

48 × 48

47 × 48

46 × 47

從表 5 可以看出,在動(dòng)態(tài)情況下,絮凝劑配制的水下不分散混凝土 2h 流動(dòng)性基本無(wú)損失。
通過(guò)對(duì)流動(dòng)性損失的研究,絮凝劑由于流動(dòng)性靜?;騽?dòng)態(tài)的損失都很小,可以適用于各種工藝。

表 6 不同的膠結(jié)料用量水下不分散混凝土物理力學(xué)性能

膠結(jié)料量㎏ /m 3

水下強(qiáng)度( MPa )

水上強(qiáng)度( MPa )

水陸強(qiáng)度比

W/C

R 7

R 28

R 7

R 28

7 天

28 天

400

18.0

27.8

23.1

31.6

0.78

0.88

0.53

430

21.5

32.0

27.2

36.8

0.79

0.87

0.49

450

23.4

33.5

27.9

37.2

0.84

0.90

0.48

480

23.6

36.1

28.4

41.0

0.83

0.88

0.47

四、結(jié)論
絮凝劑正常摻量可控制在 2.0% ~ 3.0% 范圍。配制的水下不分散混凝土攪拌時(shí)間控制 75s 即可滿(mǎn)足要求;其塌擴(kuò)度能保持 2h 基本不損失??狗稚⑿阅苊黠@提高, 28d 水陸強(qiáng)度比可達(dá)到 85% 以上。在水泥用量 400 ~ 480 ㎏ /m 3 之間時(shí)即可滿(mǎn)足 20 ~ 30MPa 的水下混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。

Special Construction Material
Non-dispersible Underwater Concrete Admixture

Introduction
  
Dewater of hydraulic structures for construction and repair is difficult and expensive. In recent years, as concrete structures in harbor, bridge, and marine construction has become larger in the scale, the need for non-dispersible (or antiwashout) underwater concretes (UWB) to assure correct underwater placement has been increasing.
   Non-dispersible Under-Water Concrete (UWB ) can be placed and self-leveled and self-compacted at any place under water. It is mainly a special admixture called flocculent made the underwater concrete, which are composed of water-soluble high polymers, inorganic mineral powders, superplasticizers and other admixtures .The following effects are produced when the UWB flocculent is used in Concrete:

  [1]. Cohesiveness, mobility and self-leveling characteristics are increased. No pollution in water.
  [2]. High plasticity and suitable viscosity, and self-compacting in water.
  [3]. When the concrete is allowed to free-fall through water,there is hardly any segregation. No bleeding
  [4]. Retardation in setting and less change in flow with time when placed in water
  [5]. Good bond with old concrete and less strength loss in water.

Application of the UWB flocculent
1
Antiwashout
  
The major requirements for the UWB are antiwashout or segregation resistance, flowability, self-leveling ability and bleeding control. The UWB concrete are produced by the addition of polymeric admixtures, namely flocculent or antiwashout admixtures, at ratios of 1.0 to 3.0% by weight of cement in the mix during the mixing of ordinary cement concrete.
   By using the polymer admixture, the ordinary concrete, which can't resist water washing, can be changed into the non-dispersible underwater concrete, which has very well workability and very high anti-washing ability. The UWB concrete is now an essential part of diversity and great reliability of underwater civil engineering wor k.

2 Pumping property
  
Non-dispersible concrete can be pumped easily, this is realized by adjusting the slump flow of the fresh concrete. Generally, 200m is the pumping distance.

3 Save the construction cost
  
Non-dispersible concrete can be poured into water filled form without a tremie pipe to produce dense structural repairs. This type of material has particular advantages over conventional concrete both in terms of the quality of the repairs produced and the reduction in placement cost associated plant and diver manpower requirements.

Application areas
In a word, the applications of the UWB concrete are outline below:
•  Gap filling work, taking advantages of its flow properties;
•  High-quality underwater concrete, particularly where material segregation is a concern;
•  Construction work where particular attention must be paid to the prevention of water pollution;
•  Underwater reinforced concrete structures;
•  Corrosion-protecting linings for steel pipe piles and steel sheet piles;
•  Consolidation of stones and ruffle mounds;
•  Disaster recovery work, repairs, and reinforcement work.

Market and Benefit
  
Non-dispersible(antiwashout) underwater concrete is quite different in concept from conventional concrete. Many real construction projects showed that the effect of this concrete is not only to greatly improve the reliability of concrete placed under water (both fresh and salt water), but it has remarkable effects on environmental preservation in the construction area; fish can even observe the work.
   Substantial advances have been made in underwater concrete technology with our nearly 20 years experience in this field. The development of better understanding of material properties and mix proportioning practices affect the performance of underwater concrete. Generally, using UWB technology can save the comprehensive cost 20% or more.

Items on technical service in place

1.Technical data

No.

Test Items

Specification

Test Result

Regular Type

Retarder Type

1

Bleeding Rate %

<0.5

<0.5

0.1

2

Air Content %

<4.5

<4.5

3.0

3

Loss of Slump
(cm)

30min

<3.0

<3.0

0.5

120min

<3.0

0.5

4

Cement Segregation in water

Turbidity
Mg/L

<50

<50

2

PH

<12

<12

11.1

5

Setting Time
hr:min

Ini.

>5hr

>12hr

15hr10min

Fin.

<24hr

<36hr

22hr05min

6

Strength Ratio of concrete in water and in air %

7d

>60

>60

63

28d

>70

>70

76

2 、 MUHU is dedicated to researching, developing and producing various cconcrete additives, and providing relevant technical services.

3 、 If our UWB admixture was used, We will responsible for technical service in place. We can solve various problems with the builders and owner of the construction project together according to the requirement of concrete compressive strength, water cement ratio, pump placing and slump retention and the filed circumstances.

 Appearance, Packaging, Handle and Storage
Appearance
  
UWB flocculent or antiwashout admixtures, is solid and stable powder, packed into sacks which are made of kraft with plastic film liner. Net weight of each sack is 25.0 ± 0.2kg .

Packaging and Handling
  
Care should be taken during handling operation in order to avoid damage and rain-drenched. Protect from physical damage.   Handle with care and do not open toughly in  order to avoid dust. 
Storage
   The products should be stored in a suitable dry building.  Around 2 years of storage period is recommended for these products.  For storage periods in excess of  2 year, the products should be retested prior to use. Store in a cool, dry, ventilated area  away from sources of heat, moisture and incompatibilities.

Disposal Considerations
  
Whatever cannot be saved for recovery or recycling should be managed in an appropriate and approved waste facility. This material may exhibit one or more characteristics of a hazardous waste and require appropriate analysis to determine specific disposal requirements. Processing, use or contamination of this product may  change the waste management options. State and local disposal regulations may differ from federal disposal regulations. Dispose of container or sacks and unused contents is in accordance with federal, state and local requirements.

 
 
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