水下不分散混凝土

水下不分散混凝土水下不分散混凝土技術(shù)是借助于混凝土外加劑一絮凝劑的應(yīng)用，即在普通混凝土中加入絮凝劑后，使混凝土在水中澆筑不離析、不分散，水泥不流失，能自流平、自密實(shí)，使?jié)仓幕炷羶?yōu)質(zhì)均勻，凝結(jié)硬化后其物理力學(xué)性能和耐久性與普通混凝土類同。水下不分散混凝土專用外加劑一絮凝劑用于配制水下不分散混凝土的絮凝劑主要有以下幾種：合成或天然水溶性有機(jī)聚合物，如纖維脂、淀粉膠、聚氛乙烯、聚丙烯酰胺、羧乙烯基聚合物、聚乙烯醇等，這些材料可以增加新拌混凝土的粘度。微細(xì)無機(jī)材料，如硅灰、硅酸鋁（海泡石X膨潤土、硅藻土等，這些材料能增加新拌混凝土的保水能力，增加密實(shí)性。有機(jī)水溶性絮凝劑，如帶有輕基的苯乙烯共聚合物、天然膠、水溶性多糖聚合物、威蘭樹脂（WelanGum）等，這些材料也能增加新拌混凝土的粘度。有機(jī)材料乳液，如丙烯酸乳液、石蠟乳液等，可提高水泥顆粒之間的吸引力。目前，德國、日本、美國等以纖維素類絮凝劑為主，西歐以水溶性多糖聚合物絮凝劑為主，我國以水溶性有機(jī)聚合物為主。市場上供應(yīng)的主要為UWB絮凝劑。UWB絮凝劑是由水溶性高分子聚合物和表面活性物質(zhì)所組成，呈固體粉末，一般為淺棕色，摻量為水泥重量的2.0%?2.5%。根據(jù)UWB型水下不分散混凝土絮凝劑技術(shù)條件，摻UWB絮凝劑的混凝土質(zhì)量必須符合表10-130的規(guī)定，其混凝土配合比為：水泥：砂：石：水=1：1.45：2.0：0.52，單位水泥用量為450kg/m3，絮凝劑用量為水泥重量的2.5%，中砂、石子最大粒徑為20mm。摻UWB絮凝劑的水下不分散混凝土質(zhì)量指標(biāo)表10-130項(xiàng)目指標(biāo)坍落度（mm） 200±20 坍?dāng)U度（mm）_ 400?500 _泌水率（%）<0.1凝結(jié)時(shí)間（h）初凝>5終凝<30水下落下實(shí)驗(yàn)懸浮物（mg/L）<150pH值<12混凝土抗壓強(qiáng)度水中成型混凝土（MPa）期齡7d_ 16.0 _期齡28d_ 24.0 _水中和空氣中成型混凝土試件_ 抗壓強(qiáng)度比(%) _期齡7d>60期齡28d>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)度比(%)期齡7d>50期齡28d>60該絮凝劑與其他外加劑相容性好，可根據(jù)工程對(duì)水下混凝土的要求，復(fù)配其他外加劑，如各種減水劑、引氣劑、調(diào)凝劑、早強(qiáng)劑等，從而配制成系統(tǒng)的水下不分散混凝土絮凝劑。當(dāng)前主要有五種不同的品種，見表10-131。UWB絮凝劑主要品種表10-131品種名稱質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)用范圍UWB普通型同表10-130適用一般無特殊要求的水下工程UWB早強(qiáng)型初凝＜3h，終凝＜20h，其余同表10-130適用于潮差地段，水流較大以及搶險(xiǎn)等快硬早強(qiáng)的水下工程UWB泵送型坍落度N24cm，其余同表10-130適用于較大流動(dòng)性，流動(dòng)性損失小，長距離輸送及灌注樁、狹壁、狹小異型結(jié)構(gòu)混凝土UWB低發(fā)熱型初凝＞8h，終凝〉36h，其余同表10-130適用于大體積水下混凝土澆筑、水下構(gòu)筑物的連續(xù)澆筑UWB高性能型坍落度N24cm水中混凝土強(qiáng)度N40MPa抗凍融N250d抗?jié)BNP9其余同表10-130適用于水下落差大，強(qiáng)度要求高，具有良好的施工性和耐久性的水下混凝土絮凝劑無毒無害，產(chǎn)品需密封包裝，要防止在運(yùn)輸和儲(chǔ)存時(shí)受潮，以避免引起性能變化，儲(chǔ)存期一般為一年，不受潮可繼續(xù)使用。水下不分散混凝土的性能新拌混凝土的性能新拌水下不分散混凝土性能與普通混凝土性能相比較具有以下特性：高抗分散性?？刹慌潘┕?，即使受到水的沖刷作用，也能使在水下澆筑的水下不分散混凝土不分散、不離析、水泥不流失。優(yōu)良的施工性。水下不分散混凝土雖然粘性大，但富于塑性，有良好的流動(dòng)性，澆筑到指定位置能自流平、自密實(shí)。適應(yīng)性強(qiáng)。新拌水下不分散混凝土可用不同的施工方法進(jìn)行澆筑，并可通過各種外加劑的復(fù)配，滿足不同施工性能的要求。不泌水、不產(chǎn)生浮漿，凝結(jié)時(shí)間略延長。安全環(huán)保性好。摻加的絮凝劑經(jīng)衛(wèi)生檢疫部門檢測，對(duì)人體無毒無害，可用于飲用水工程，新拌水下不分散混凝土在澆筑施工時(shí)，對(duì)施工水域無污染。硬化后混凝土性能抗壓強(qiáng)度。摻絮凝劑的水下不分散混凝土與普通混凝土一樣，遵守水灰比定則，強(qiáng)度受水灰比、水泥品種、膠結(jié)料用量、絮凝劑摻量、齡期等因素的影響。水下不分散混凝土的水中成型試件的抗壓強(qiáng)度與陸上成型試件抗壓強(qiáng)度比稱為水陸強(qiáng)度比，一般28d水陸強(qiáng)度比為70%以上。靜彈性模量。靜彈性模量與普通混凝土靜彈性模量相近或略低一些。干縮。水下不分散混凝土比普通混凝土干縮值略大。抗凍性。水下不分散混凝土的抗凍性比普通混凝土略差，在抗凍性要求高的水工混凝土要摻適量引氣劑。其他。如耐蝕性、抗?jié)B性等與普通混凝土類同。水下不分散混凝土的配合比設(shè)計(jì)配制原材料水下不分散混凝土所采用的原材料除絮凝劑外，一般的施工可以使用與普通混凝土所用的水泥、水、粗骨料、細(xì)骨料等相同的原材料。配合比水下不分散混凝土的配合比設(shè)計(jì)，一般指決定水泥、水、粗骨料、細(xì)骨料、絮凝劑及其他外加劑的組成比例。其配合比除滿足設(shè)計(jì)所提出的強(qiáng)度要求外，由于水下不分散混凝土的施工質(zhì)量在很大程度上取決于其粘稠性和流動(dòng)性，所以在配合比設(shè)計(jì)時(shí)更為重要的是滿足水下施工的抗分散性和流動(dòng)性的要求。施工流動(dòng)性的確定水下不分散混凝土在水下澆筑施工不可能進(jìn)行搗固作業(yè)，靠其本身良好的流動(dòng)性達(dá)到自流平、自密實(shí)。為此，水下不分散混凝土的流動(dòng)性在很大程度上決定了水下混凝土澆筑質(zhì)量?；炷翉?qiáng)度的配制對(duì)水下不分散混凝土的配置強(qiáng)度與陸上混凝土的配置強(qiáng)度的規(guī)律相近。一般水下不分散混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求為20?40MPa。其強(qiáng)度設(shè)計(jì)基本上遵循水灰比定則。水灰比水灰比主要根據(jù)水下不分散混凝土的強(qiáng)度來確定的，同時(shí)考慮混凝土耐久性的要求。其水灰比大小應(yīng)統(tǒng)一綜合考慮，并應(yīng)采用其較小者作為設(shè)計(jì)水灰比。這與普通混凝土水灰比設(shè)計(jì)相近。單位用水量由于絮凝劑的摻入，水下不分散混凝土粘性大大提高，要使水下不分散混凝土達(dá)到自流平、自密實(shí)，得到流動(dòng)性好的水下不分散混凝土，其單位用水量比普通混凝土要大得多。一般坍落擴(kuò)展度要達(dá)到45cm左右，水下不分散混凝土的單位用水量約為230kg/m3。試配時(shí)還可加入減水劑、引氣劑等并輔以調(diào)整砂率、選擇粗骨料的最大粒徑等方法，盡可能降低單位用水量。單位水泥用量單位水泥用量是根據(jù)單位用水量和水灰比確定的。水下不分散混凝土單位用水量大，因此單位水泥用量也大。一般水下不分散混凝土強(qiáng)度N20MPa時(shí)，單位水泥用量N400kg/m3。砂率與水下不分散混凝土的流動(dòng)性有一定關(guān)系，其砂率大小應(yīng)使水下不分散混凝土有適宜的流動(dòng)性，以單位用水量最小來確定。砂的細(xì)度模數(shù)越小，其砂率也應(yīng)減少，一般控制在35%?45%為宜。粗骨料最大粒徑粗骨料的最大粒徑與水下不分散混凝土抗分散有一定關(guān)系。粗骨料粒徑過大，混凝土在水下澆筑容易分離，且容易使混凝土過渡區(qū)產(chǎn)生缺陷，影響水下不分散混凝土的質(zhì)量。最大粒徑的選擇一定要和混凝土的質(zhì)量、混凝土的經(jīng)濟(jì)性綜合考慮，一般情況下最大粒徑在40mm以下。同時(shí)要求不得超過構(gòu)件最小尺寸的1/4及鋼筋間距的3/4。絮凝劑和其他外加劑的摻量絮凝劑賦予水下不分散混凝土一定的粘稠性，使水下不分散混凝土在水下澆筑時(shí)不分散、不離析。一般絮凝劑的摻量與混凝土的粘稠性大小有關(guān)，為此，絮凝劑的摻量可根據(jù)施工方法、施工條件等通過試驗(yàn)來確定，一般絮凝劑摻量占水泥重量的1%?2.5%。對(duì)于其他外加劑需進(jìn)行與使用目的相適應(yīng)的試驗(yàn)，一般絮凝劑與各種減水劑、引氣劑等相容性都比較好。含氣量對(duì)于水下不分散混凝土含氣量與一般混凝土要求相同，但在處于潮差段的水下不分散混凝土要求含氣量達(dá)到5%。試配和校準(zhǔn)試配是水下不分散混凝土配合比設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要階段，混凝土試配量一般為15?30L，試配時(shí)，主要測定水下不分散混凝土的流動(dòng)性、抗分散性、抗壓強(qiáng)度等主要性能。試配與原配合比設(shè)計(jì)有不符合之處，應(yīng)通過用水量、水灰比、絮凝劑及外加劑用量、混凝土級(jí)配等加以調(diào)整。當(dāng)對(duì)施工的混凝土還有其他性能要求時(shí)，也要對(duì)其他項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)。攪拌水下不分散混凝土的攪拌與普通混凝土大致相同。攪拌時(shí)將水泥、骨料與絮凝劑和其他外加劑同時(shí)加入進(jìn)行攪拌約20?30s，然后加水?dāng)嚢?，根?jù)施工需要，若絮凝劑與流化劑同時(shí)使用，可根據(jù)運(yùn)輸時(shí)間、流化劑的流動(dòng)性損失和施工條件等，可將流化劑采用后摻法，待運(yùn)輸后在現(xiàn)場附近摻入并進(jìn)行攪拌30?40s。由于水下不分散混凝土粘性大，要想制備勻質(zhì)混凝土，最好采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，攪拌時(shí)間一般是2?3min，并應(yīng)通過試驗(yàn)加以確定。若施工現(xiàn)場不具備強(qiáng)制攪拌條件，也可采用正反轉(zhuǎn)可傾式攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，但攪拌時(shí)間需延長到3?6min。若在攪拌車中加入絮凝劑進(jìn)行攪拌時(shí)，根據(jù)攪拌車的攪拌能力，最短需攪拌5min以上。當(dāng)攪拌機(jī)內(nèi)的水下不分散混凝土未全部排出時(shí)，不得投入下批材料進(jìn)行攪拌，攪拌停止后，必須對(duì)攪拌機(jī)進(jìn)行徹底清洗。運(yùn)輸與澆筑（1）運(yùn)輸水下不分散混凝土工程量大，必須在混凝土攪拌站集中攪拌再運(yùn)往現(xiàn)場時(shí)，一般陸上運(yùn)輸有攪拌車或車載吊罐、料斗等，水上運(yùn)輸用吊罐、料斗等裝在駁船上運(yùn)往現(xiàn)場。若在現(xiàn)場攪拌，現(xiàn)場運(yùn)輸必須考慮工程條件、施工環(huán)境、混凝土量、混凝土工作性能及經(jīng)濟(jì)性等。一般現(xiàn)場運(yùn)輸方法有混凝土泵、吊罐或料斗、溜槽及手推車運(yùn)輸?shù)取９髂帘眠m用于現(xiàn)場較長距離運(yùn)輸，運(yùn)距（水平壓送）可達(dá)200m，運(yùn)輸量一般為9?30m3/h，一般大中型水下工程比較適宜。吊罐或料斗運(yùn)輸對(duì)中小型水下工程比較適用，運(yùn)輸距離一般不超過50m，每次運(yùn)輸量為0.5?2.0m3/次。溜槽適用于混凝土流動(dòng)性較好、水深不超過2m的水下直接澆筑工程，運(yùn)輸量一般為30m3/h左右。手推車適用水深不超過2m的小型水下工程，運(yùn)輸量為0.05?0.2m3/次，施工比較靈活，但由于水下不分散混凝土粘性大，卸車較困難，在混凝土運(yùn)輸結(jié)束時(shí)，應(yīng)清選運(yùn)輸設(shè)備。（2）澆筑水下不分散混凝土的澆筑主要有導(dǎo)管法、泵送法、容器（吊罐、料斗）開底法、溜槽法、袋裝法、模袋法、自流灌漿法等。水下不分散混凝土導(dǎo)管法施工與普通混凝土導(dǎo)管法施工要求基本相同。由于水下不分散混凝土的自流平性和抗分散性，很少出現(xiàn)水下流動(dòng)帶來的混凝土質(zhì)量下降，其流動(dòng)直徑可達(dá)4?6m，所以在導(dǎo)管配置時(shí)，應(yīng)考慮到水下不分散混凝土的特性。澆筑時(shí)除要求能連續(xù)將混凝土供給料斗外，并應(yīng)盡可能將料斗的容積加大，以保證混凝土連續(xù)澆筑。在保證混凝土能連續(xù)澆筑的條件下，也可將盡管下端從混凝土中拔出0.5m以內(nèi)，使混凝土在水中自由下落，也能保證混凝土的質(zhì)量。導(dǎo)管法施工一般水流速度要求小于3m/s。泵送法施工與普通混凝土基本相同。但由于泵送水下不分散混凝土的管內(nèi)壓力損失一般為普通混凝土的2~3倍，有時(shí)會(huì)達(dá)到4倍，因此，在泵送較長距離時(shí)，必須擴(kuò)大管徑，降低輸送速度，減少彎頭，加大輸送泵壓等。水下不分散混凝土泵送施工時(shí)，其水流速度要求小于3m/s。容器開底法。裝有水下不分散混凝土的開底容器如料罐或料斗放入水下澆筑處后，澆筑時(shí)容器底必須易于開啟，在不妨礙施工的情況下，宜盡量采用大容量的容器，底的形狀以水下不分散混凝土能順利流出為佳。由于容器用吊車運(yùn)輸，可在垂直、水平部位靈活澆筑，施工技術(shù)相對(duì)導(dǎo)管法和泵送法要求較低，操作比較簡便。溜槽法。一些小型工程可將水下不分散混凝土沿溜槽直接滑入澆筑的水下構(gòu)筑物中，其溜槽長度一般為5?30m。溜槽法要求水下不分散混凝土易于流動(dòng)，溜槽與水平夾角一般應(yīng)不小于60°。無論哪種澆筑方法，在澆筑前應(yīng)充分考慮運(yùn)輸與澆筑機(jī)具的配套與銜接，應(yīng)對(duì)其機(jī)具進(jìn)行認(rèn)真檢查，以防止出現(xiàn)故障。模板與養(yǎng)護(hù)（1）模板水下不分散混凝土的模板由于有垂直荷載、水平荷載作用及側(cè)壓力較大，所以模板必須能準(zhǔn)確無誤地確保所施工的構(gòu)筑物的位置、形狀和尺寸。模板組裝要求嚴(yán)密，大型模板應(yīng)盡量在水上安裝，模板組裝和拆卸作業(yè)應(yīng)力求操作簡單、易行，注意安全。（2）養(yǎng)護(hù)水下不分散混凝土澆筑到水下后，在養(yǎng)護(hù)中不必對(duì)干燥、凍融等加以考慮。雖然水下不分散混凝土有較大的粘性，對(duì)動(dòng)水和波浪抵抗力較強(qiáng)，但還應(yīng)采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施，在混凝土表面最好有所遮蓋，以避免動(dòng)水、波浪的沖刷和掏空?；炷翝仓螅B(yǎng)護(hù)到混凝土達(dá)到必要的拆模強(qiáng)度，才能拆除模板。水下不分散混凝土施工要點(diǎn)絮凝劑是水下不分散混凝土的專用外加劑，其摻量對(duì)水下不分散混凝土性能有很大影響。一般采用導(dǎo)管法、泵送法、模袋法等施工，其摻量建議為膠結(jié)料重量的1.0%?2.50%。吊罐法、溜槽法、灌漿法等施工，其摻量建議為膠結(jié)料重量的2.0%?3.0%。絮凝劑可使水下不分散混凝土的凝結(jié)時(shí)間延長，粘度加大，抗凍融有所降低?？筛鶕?jù)設(shè)計(jì)要求，與調(diào)凝劑、流化劑、引氣劑等外加劑復(fù)配使用。一般情況下，絮凝劑與其他外加劑有良好的相容性。水下不分散混凝土攪拌時(shí)，絮凝劑可采用同摻法，與膠結(jié)料、骨料同時(shí)加入。先干拌30s左右，然后加水?dāng)嚢?，攪拌宜采用?qiáng)制式攪拌機(jī)，加水后一般攪拌2?3min。若采用正反轉(zhuǎn)可傾斜式攪拌機(jī)，攪拌時(shí)間可適當(dāng)延長。水下不分散混凝土在水