A polikarboxilát szuperlágyítók szerepe a Három Szurdok projektben: A beton teljesítményének növelése

A Három Szoros Projekt, egy monumentális vízerőmű mérnöki alkotás, a legkorszerűbb anyagokra támaszkodott, hogy megfeleljen szigorú beton szabványainak. Ezek közül Polikarboxilát Szuperműanyagok (PCE-k) kulcsfontosságú szerepet játszottak a beton tulajdonságainak optimalizálásában, a tartósság növelésében és az építkezés egyszerűsítésében. Ez a cikk részletesen bemutatja, hogyan járultak hozzá a PCE-k a Három Szoros Projekt sikeréhez, műszaki adatokkal alátámasztva a részletes betonkeverék tanulmányokból.

Mi azok a Polikarboxilát Szuperműanyagok?

A Polikarboxilát Szuperműanyagok fejlett kémiai adalékanyagok, amelyek célja a víztartalom csökkentése a betonban, miközben megőrzik vagy javítják munkaképességét. A Három Szoros Projektben olyan PCE-ket alkalmaztak, mint ZB-1A, ZB-1, FDN9001, és R561C amelyeket légzáró adalékanyagokkal, például PC-2 együtt teszteltek a beton teljesítményének növelése érdekében.

A Polikarboxilát Szuperműanyagok kulcsfontosságú szerepei a Három Szoros Projektben

Vízfelhasználás csökkentése és a beton szilárdságának növelése

A Polikarboxilát Szuperműanyagok egyik alapvető funkciója a víz-cement arány (W/C) csökkentése, ami közvetlenül növeli a beton szilárdságát. A Három Szoros Projekt kutatásai kimutatták, hogy a közepes hőmérsékletű cementtel készült beton 3-4 kg/m³-rel kevesebb vizet tartalmazott mint az alacsony hőmérsékletű cement, amikor PCE-ket alkalmaztak. Például, a 2. táblázatban egy olyan W/C arány látható, mint 0.45, ami 28 napos nyomószilárdságot eredményezett 65,0 MPa (4. táblázat). Ez a szilárdságnövekedés kritikus volt a gát szerkezeti igényeihez.

2. A Nagyszabású Építkezések Működőképességének Növelése

A Három Szoros Gát hatalmas mérete miatt rendkívül jól kezelhető betonra volt szükség a hatékony elhelyezéshez. A PCE-k javították a hajlékony értékeket, amelyek 4,0 cm-től 6,0 cm-ig (2. táblázat), biztosítva a sima öntést. Amikor olyan levegőbevezető adalékokkal, mint például a PC-2, párosítva volt, a levegőtartalom között tartották 4,0% és 6,0%, optimalizálva a keverék konzisztenciáját anélkül, hogy a sűrűség csökkenne. Ez alapvető volt a homogén betonalkalmazás szempontjából hatalmas mennyiségek esetén.

3. Az építési hatékonyság érdekében az időbeállítás kezelése

Egy ilyen nagyságrendű projekt esetén a beton kötési idejének ellenőrzése létfontosságú volt, hogy elkerüljék a korai szilárdulást szállítás vagy öntés közben. Olyan PCE-k, mint a ZB-1, a leghosszabb kezdeti kötési időt, biztosítva a rugalmasságot az építési logisztikában. Azonban az FDN9001 és R561C, alacsony hőfejlesztésű cementtel együtt használva, túlzottan meghosszabbították a kötési időket, megnehezítve a formázás eltávolítását. Javasolták a keverék módosítását az egyensúly optimalizálására.

4. Tartósság növelése kiváló fagyállósággal

Az időjárásállóság, különösen a fagyállóság, kiemelten fontos volt a gát betonja számára, amely vízszint-ingadozásoknak és hideg körülményeknek volt kitéve. A PCE-k, levegőbevezető adalékokkal kombinálva, jelentősen javították a fagy- és olvadási ciklusokkal szembeni teljesítményt. Mérsékelt hőfejlesztésű cementtel a beton elérte a D250-D300fagyállósági besorolásokat, míg az alacsony hőfejlesztésű keverékek elérték a D100-D150, még W/C arány 0,55 mellett is, 20% repcehamuval (2. táblázat). Olyan kombinációk, mint az FDN9001 és R561C PC-2-vel, kiválóak voltak, több mint 75% relatív dinamikus moduluszt őriztek meg 300 fagy- és olvadási ciklus után.

5. Támogató tömeges beton követelmények

A Három Szoros projekt hatalmas mennyiségű betont öntött, amely a hidratációs hő kontrollját tette szükségessé a hőrepedések megelőzése érdekében. A PCE-k csökkentették a víztartalmat és finomították az keverékterveket (például W/C arányok 0,45-0,55 között, változó fly ash százalékokkal a 2. táblázatban), közepes- és alacsony-hőmérsékletű cementtel dolgozva a hő kezelésére, miközben biztosították a szilárdságot és tartósságot.

Miért voltak a poli-karboxilát szuperplasztikus adalékok alapvetőek?

A Három Szoros Projekt magas színvonalát az erősség, tartósság és munkaképesség terén a poli-karboxilát szuperplasztikus adalékok alkalmazása határozta meg. Kutatások megerősítették kompatibilitásukat a helyi anyagokkal (pl. Gezhouba cement és Pingwei repcehamu), így költséghatékony és műszakilag megbízható megoldást nyújtva ehhez az ikonikus projekthez.

Következtetés

A poli-karboxilát szuperplasztikus adalékok alapkövei voltak a Három Szoros Projektnek, csökkentve a vízfelhasználást, növelve az erősséget, javítva a munkaképességet, kontrollálva a kötési időket és kiváló fagyállóságot biztosítva. Ezek az előnyök biztosították, hogy a beton megfeleljen a világ egyik legambiciózusabb mérnöki vállalkozásának szigorú követelményeinek. Az iparági szakemberek és kutatók számára a Három Szoros eset példázza a PCE-k modern betontechnológiában betöltött átalakító szerepét.

Hivatkozások: Yangtze folyó Tudományos Kutatóintézet, 2004. "Kísérlet a Három Szoros Projekt Kompozit Betonjára Nagyteljesítményű Víz-Csökkentő Adalékkal és Levegőbevezető Adalékkal."