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大连水工混凝土絮凝剂,水下抗分散剂的作用及施工方法

作者:tw1 发布时间:2025-09-03 14:52:55点击:23630

信息摘要:

絮凝剂,抗分散剂

一、引言
在水下进行混凝土施工时,由于受到水的冲刷、浸泡等影响,普通混凝土极易出现水泥浆流失、骨料分离等问题,导致混凝土强度降低、结构不稳定。混凝土水下抗分散剂的出现,有效解决了这些难题,使得水下混凝土施工能够顺利进行,并保证了工程质量。
二、混凝土水下抗分散剂的作用
(一)抗分散原理
水下抗分散剂通常由水溶性高分子聚合物、表面活性物质等多种成分组成。这些成分能够与水泥颗粒及骨料表面发生作用。一方面,与水泥颗粒表面生成离子键或共价键,起到压缩双电层、吸附水泥颗粒的作用,从而保护水泥不被水冲散;另一方面,在水泥颗粒之间、水泥与骨料之间通过聚合物联系形成空间柔性网络 。这一网络结构极大地提高了混凝土的粘聚力,限制了新拌水泥混凝土在水下的分散、离析,避免了水泥的流失。
(二)提高混凝土的流动性和自密实性
抗分散剂中的某些成分具有减水塑化作用,能赋予新拌混凝土极好的流动性。在水下施工时,混凝土不需振捣即可自流平,能够填充到复杂形状的模板或结构空间中,实现自密实效果 。这不仅有利于控制混凝土表面的平整度,还能确保混凝土在水下的均匀性和完整性,提高施工效率和工程质量。
(三)增强混凝土的抗冲刷能力
通过提高混凝土的粘聚力和稳定性,水下抗分散剂使混凝土在水流冲刷环境下,能够保持自身结构的完整性,减少水泥浆和骨料的流失。即使在水流速度较快、落差较大的情况下,添加了抗分散剂的混凝土仍能维持较好的性能,有效抵抗水流的侵蚀,保证混凝土结构在水下环境中的耐久性 。
(四)对混凝土强度的影响
合理使用水下抗分散剂,在保证混凝土在水下施工过程中不分散、不离析的前提下,能够使混凝土更好地实现水泥的水化反应,从而保证混凝土的强度发展。相比未添加抗分散剂而在水下施工出现严重离析的混凝土,添加抗分散剂的混凝土其水陆强度比更高,一般 7d 水陆强度比可达 70% 以上,28d 水陆强度比可达 80% 以上 ,确保了水下混凝土结构在长期使用中的安全性和可靠性。
三、混凝土水下抗分散剂的施工方法
(一)施工前准备
  1. 材料选择

  • 水泥:优先采用 42.5 级普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥;对于 C40 以上强度等级的混凝土,推荐采用 52.5 级硅酸盐水泥。水泥的质量应符合相关标准,确保其安定性、强度等性能指标满足工程要求。

  • 骨料:细骨料宜选用中粗砂,含泥量不超过规定标准,以保证混凝土的和易性和强度。粗骨料石子一般采用 5㎜ - 25㎜粒径范围,更大粒径不宜超过 31.5mm,且级配良好,针片状含量符合要求,以提高混凝土的密实性和抗渗性 。

  • 抗分散剂:根据工程实际情况和设计要求,选择质量可靠、性能稳定的水下抗分散剂产品。不同类型的抗分散剂其性能和适用范围有所差异,应通过试验验证其与所用水泥、骨料等材料的相容性。

  • 其他外加剂:一般情况下无需掺加减水剂,若因工程需要必须使用,可掺加聚羧酸减水剂,但不宜使用萘系、木质素以及氨基磺酸盐减水剂,以免影响抗分散剂的效果和混凝土性能。如需配制抗冻融混凝土,引气剂可与抗分散剂配合使用,但要注意引气剂的掺量会比普通混凝土偏大,需通过试验确定更佳掺量 。

  1. 配合比设计

  • 通过试验确定抗分散剂的更佳掺量,一般占水泥重量的 1% - 3.0%,常用掺量为 2% - 2.5%。但在实际工程中,需根据施工方法、施工条件(如水流速度、水深、落差等)以及对混凝土性能的要求等因素进行调整 。

  • 确定合适的水灰比,一般水灰比在 0.40 - 0.55 之间。对于较高强度等级的混凝土,通常通过增加胶凝材料总量来提高混凝土强度,胶凝材料总量宜大于 400kg/m³ 。

  • 合理控制砂率,一般砂率为 38% - 48%,以保证混凝土的和易性、流动性和抗分散性。

  • 试配过程中,要重点测定水下不分散混凝土的流动性(以坍扩度值衡量)、抗分散性、抗压强度等主要性能指标。根据试配结果对配合比进行调整,直至满足工程设计要求 。

  1. 施工设备检查

  • 对搅拌机进行检查,优先选用强制式搅拌机,确保搅拌机的搅拌叶片、传动装置等部件完好,运转正常。若采用自落式搅拌机,搅拌时间需适当延长 。

  • 检查混凝土输送设备,如泵、导管等,确保其密封性良好,无泄漏现象,管道通畅无堵塞。对于泵送施工,要考虑到泵送水下不分散混凝土的管内压力损失一般为普通混凝土的 2 - 4 倍,必要时扩大管径、降低输送速度、减少弯头数量、加大输送泵压等 。

  • 检查测量工具,如水准仪、全站仪等,确保其精度满足施工要求,用于测量混凝土浇筑标高、结构尺寸等 。

(二)混凝土搅拌
  1. 投料顺序:宜采用同掺法,即将水泥、骨料、抗分散剂以及其他外加剂同时加入搅拌机内,先干拌均匀,一般搅拌时间为 20 - 30s 。

  1. 加水搅拌:干拌均匀后,再加入适量的水进行搅拌。由于水下不分散混凝土粘性大,为制备匀质混凝土,搅拌时间一般为 2 - 3min,具体时间应通过试验确定。若施工现场采用正反转可倾式搅拌机进行搅拌,搅拌时间需延长到 3 - 6min 。

  1. 搅拌要求:在搅拌过程中,要确保各种材料充分混合均匀,搅拌机内的水下不分散混凝土应全部排出后,方可投入下批材料进行搅拌。搅拌停止后,必须对搅拌机进行彻底清洗,防止混凝土残留影响下一次搅拌质量 。

(三)混凝土运输
  1. 运输方式选择:根据工程实际情况,可选用混凝土搅拌运输车、泵送、溜槽等方式进行运输。在运输过程中,要确保混凝土的均匀性和流动性,防止出现离析、泌水等现象 。

  1. 运输时间控制:尽量缩短混凝土的运输时间,减少坍落度损失。对于泵送施工工艺,水下不分散混凝土 1h 以内的坍落度损失较小,但仍需合理安排运输路线和施工流程,确保混凝土在规定时间内浇筑到指定位置 。

  1. 运输过程保护:在运输过程中,要对混凝土进行适当的保护,避免阳光直射、雨水冲刷等外界因素影响混凝土性能。如采用搅拌运输车运输时,罐体应保持低速转动,防止混凝土凝固 。

(四)混凝土浇筑
  1. 导管法

  • 导管法施工与普通混凝土导管法施工要求基本相同。在浇筑前,要对导管进行密封性试验,确保导管连接牢固、密封良好,防止漏水导致混凝土离析。

  • 导管的底部应插入已浇筑的混凝土中一定深度,一般不宜小于 1m,以保证后续浇筑的混凝土在已浇筑混凝土的包裹下顺利上升,避免与水直接接触。

  • 由于水下不分散混凝土的自流平性和抗分散性,其流动直径可达 4 - 6m,所以在导管配置时,应考虑到这一特性,合理布置导管间距,确保混凝土能够均匀填充整个浇筑区域。

  • 浇筑时应连续将混凝土供给料斗,并尽可能加大料斗的容积,以保证混凝土连续浇筑。在保证混凝土能连续浇筑的条件下,也可将导管下端从混凝土中拔出 500mm 以内,使混凝土在水中自由下落,但仍能保证混凝土的质量。


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