Ролята на поликарбоксилатните суперпластификатори в проекта "Три ждрела": Подобряване на експлоатационните характеристики на бетона
Проектът "Три ждрела", монументално постижение в областта на хидроенергетиката, разчиташе на най-съвременни материали, за да отговори на строгите стандарти за бетон. Сред тях са, Поликарбоксилатни суперпластификатори (PCE) изиграха ключова роля в оптимизирането на свойствата на бетона, повишаването на трайността и рационализирането на строителството. В тази статия се разглежда как PCEs са допринесли за успеха на проекта "Три ждрела", подкрепен с технически данни от подробни проучвания на бетонни смеси.
Какво представляват поликарбоксилатните суперпластификатори?
Поликарбоксилатните суперпластификатори са съвременни химически добавки, предназначени да намалят съдържанието на вода в бетона, като същевременно запазват или подобряват обработваемостта му. В проекта "Три ждрела" се използват ПСЕ, като например ZB-1A, ZB-1, FDN9001, и R561C бяха тествани заедно с добавки за задържане на въздуха като PC-2 за подобряване на характеристиките на бетона.
Ключова роля на поликарбоксилатните суперпластификатори в проекта "Три ждрела
1. Намаляване на употребата на вода и повишаване на якостта на бетона
Основната функция на поликарбоксилатните суперпластификатори е да намаляват съотношението вода-цимент (W/C), което директно повишава якостта на бетона. Изследванията по проекта "Три ждрела" разкриват, че бетонът с умерено топъл цимент, използван 3-4 kg/m³ по-малко вода отколкото цимент с ниска температура, когато са приложени PCE. Например в таблица 2 е показано съотношение W/C, достигащо до 0.45, което води до 28-дневна якост на натиск от 65,0 MPa (Таблица 4). Това повишаване на якостта е от решаващо значение за конструктивните изисквания на язовира.
2. Подобряване на обработваемостта при мащабно строителство
Огромният мащаб на язовирната стена на Три ждрела изисква високо обработваем бетон за ефективно полагане. PCE подобряват стойностите на слягане, вариращи от 4,0 cm до 6,0 cm (Таблица 2), като се гарантира плавното изливане. Когато се комбинират с агенти за изтегляне на въздуха като PC-2, съдържанието на въздух се поддържа между 4.0% и 6.0%, като оптимизирате консистенцията на сместа, без да жертвате плътността ѝ. Това беше от съществено значение за равномерното нанасяне на бетона в огромни обеми.
3. Управление на времето за настройка за ефективност на строителството
За проект от такъв мащаб контролирането на времето за втвърдяване на бетона е от жизненоважно значение, за да се избегне преждевременното втвърдяване по време на транспортиране или изливане. PCEs като ZB-1 предлагат най-дълго време за първоначална настройка, което осигурява гъвкавост в строителната логистика. Въпреки това FDN9001 и R561C, когато се използват с цимент с ниска температура, удължават прекомерно времето за втвърдяване, което усложнява премахването на кофража. Предложени бяха корекции на смесите, за да се оптимизира този баланс.
4. Повишаване на трайността с превъзходна устойчивост на замръзване
Дълготрайността, особено устойчивостта на замръзване, е от първостепенно значение за бетона на язовира, изложен на колебания на водното ниво и студени условия. PCEs, комбинирани с добавки за задържане на въздуха, значително подобряват характеристиките при замръзване и размразяване. С цимент с умерена топлина бетонът постигна показатели за мразоустойчивост от D250-D300, докато циментовите смеси с ниска температура достигат D100-D150, дори при съотношение W/C 0,55 с летяща пепел 20% (таблица 4). Комбинации като FDN9001 и R561C с PC-2 се отличават, като запазват над 75% относителен динамичен модул след 300 цикъла на замразяване и размразяване.
5. Поддържащи изисквания за масовия бетон
Проектът "Три ждрела" включваше изливане на огромни количества бетон, което изискваше контрол на температурата на хидратация, за да се предотврати термично напукване. PCE намалиха водното съдържание и усъвършенстваха проектите на смесите (напр. съотношения W/C от 0,45-0,55 с различни проценти летяща пепел в Таблица 2), като работиха с умерено и нискотемпературен цимент, за да управляват топлината, като същевременно осигуряват якост и дълготрайност.
Защо поликарбоксилатните суперпластификатори са от съществено значение?
Високите стандарти на проекта "Три ждрела" за здравина, издръжливост и обработваемост зависят от използването на поликарбоксилатни суперпластификатори. Проучванията потвърдиха тяхната съвместимост с местните материали (напр. цимент от Геджоуба и пепел от Пингуей), което ги направи икономически ефективно и технически надеждно решение за този емблематичен проект.
Заключение
Поликарбоксилатните суперпластификатори са крайъгълен камък на проекта "Три ждрела", тъй като осигуряват намалена употреба на вода, повишена якост, подобрена обработваемост, контролирано време за втвърдяване и изключителна мразоустойчивост. Тези предимства гарантираха, че бетонът отговаря на високите изисквания на едно от най-амбициозните инженерни начинания в света. За професионалистите в бранша и изследователите случаят с Три ждрела подчертава трансформиращата сила на ПСЕ в съвременната бетонна технология.
Препратки: Научноизследователски институт на река Яндзъ, 2004 г. "Изпитване на комбиниран бетон от проекта "Три ждрела" с високоефективен водонамаляващ агент и въздухозадържаща добавка" (Test on Compound Concrete of Three Gorges Project with High-Efficiency Water-Reducing Agent and Air-Entraining Admixture).