水下抗分散混凝土机理

无毒
易溶于水
无腐蚀性
一定的粘度
对水域和 水中生物 无危害
抗分散剂
使混凝土拌合 物产生絮凝性
引气性小
不过分增加混凝 土单位用水量
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四、水下抗分散剂 种类和作用原理
• 纤维素醚类
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种 • 酰胺类 类
• 聚乙烯醇类
No Image
[C2H4O]n
• 无机化合物类
Al2SO4，KAl(SO4)2
12 10 8 6 4 2 0
0.00 0.13 0.25 0.38 0.50 掺量（%）
9
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
水灰比
抗压强度(MPa)
0.65 PVAD 0.6 0.55
0.5 0.45 0.4
0.00 0.02 0.05 0.07 0.15 掺量（%）
45
2
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
3
二、背景和意义
2. 普通混凝土的水下浇注难题
4
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. 浆体飘散
5
二、背景和意义
3. 实验
• 混凝土配合比
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四、水下抗分散剂 种类和作用原理
• 桥架作用-吸附
作
用 原
• 表面活性作用-凝聚
理
• 桥键作用-离子结合
15
五、技术难点
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抗压强度(MPa)
45
40
35
30
25
20
15
10
陆上
5
水中
0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
絮凝剂掺量(%)
某种絮凝剂掺量与水泥浆抗分散性的关系
搅拌
木465 0.41 44.5 5 11.8 4.2 26.5 7.5 0.28 39.5 14.8 0.38
水钙下浇注抗分散混凝土
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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
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四、水下抗分散剂 种类和作用原理
40
35
30
25
20
15
10
陆上
5
水中
0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
絮凝剂掺量(%)
A. 投掷水泥浆体 B. 浆体抗分散
中国石油天然气总公司工程技术研究所标准
Q /G JS 012-92 水下不分散混凝土质量指标
项目
指标
坍落度，mm
200+20
凝结
初 凝 （ h）
〉5
时间
终 凝 （ h）
原材料
C
用量(Kg/m3) 350
• 坍落度：26cm • 扩展度：67cm
FA S 150 815
G SNBiblioteka BaiduII W
897
28d抗压强度(MPa)
4.5 180
45
44.1
40
35
30
25
20
12.5 16.1
15
10
5.1
5 0
陆上
6
水下溜槽 水下导管 水下直接
浇注方法
二、背景和意义
3. 实验
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六、应用
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
23
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 • Slump flow=58cm; After 60min, 52cm • R28d=41.2MPa
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
1
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
• 如何解决矛盾？
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 • 控制掺量
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五、技术难点
抗分散剂 W/B 及掺量 (%)
TJS-3
1.0 国内A
3.0 国内B
3.0 国外C
3.0
0.580 0.560 0.698 0.640
坍落度 (cm)
%
〉 60 10
抗 减水剂
分 散
或
剂 泵送剂
水掺 泥合
料
调
抗分散混凝土
凝
剂
配制措施
普通混凝土水下浇注时性能变化
外C W/C扩透PH值砂浆流 7d抗压强度 28d抗压强度
加Kg/m3
+剂
细展 明 集度 度 料cm (%)
粗集料失%量水上水下+MP水 a下/水上拌 合水上水 下MPa水下/水上
- 418 0.51 46.0 24 - 5.1 25.0 2.5 0.10 水28.3 8.4 0.30
〈 30
水中落下实验
悬 浮 物 ， mg/l
<150
PH 值
<10
混凝土 水中成型试件
7d
16.0
抗压强度 抗压强度（MPa） 28d
24.0
水中和空气中成型
7d
〉 60
试件抗压强度之比 28d
〉 70
%
C. 浆体飘散 混 凝 土 抗 折 强 度 水 中 和 空 气 中 成 型
7d
〉 50
试件抗压强度之比 28d
水下浇注 后的试模
导管法
溜槽法
直接法
7
二、背景和意义
3. 实验
71.7%
63.5%
88.4%
8
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
水中固含量（g/L）
五、技术难点
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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
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五、技术难点
• 如何解决矛盾？
粘聚性---流动性
• 超塑化剂
高的需水性---满足强度所要求的水/灰比 • 超塑化剂
抗分散剂的絮凝性---塑化剂的塑化性 • 适应性
五、技术难点
24.0 23.0 24.5 24.0
坍扩度 (cm)
51.5 42.0 41.3 44.3
28d陆上 抗压强度
(MPa)
34.2
30.2
22.8
25.0
28d水下 抗压强度
(MPa)
32.0
19.6
17.1
20.1
28d 水陆强度比
(%)
93.6
64.9
75.0
80.4
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六、应用
日本
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