Роль полікарбоксилатних суперпластифікаторів у проекті "Три ущелини": Підвищення експлуатаційних характеристик бетону

Проект "Три ущелини", монументальне досягнення гідроенергетики, покладався на найсучасніші матеріали, щоб відповідати суворим стандартам бетону. Серед них, Полікарбоксилатні суперпластифікатори (PCE) відіграли ключову роль в оптимізації властивостей бетону, підвищенні довговічності та раціоналізації будівництва. У цій статті на основі технічних даних, отриманих в результаті детальних досліджень бетонних сумішей, розглядається, як саме ПКЕ сприяли успіху проекту "Три ущелини".

Що таке полікарбоксилатні суперпластифікатори?

Полікарбоксилатні суперпластифікатори - це передові хімічні добавки, призначені для зменшення вмісту води в бетоні, зберігаючи або покращуючи його оброблюваність. У проєкті "Три ущелини" такі полікарбоксилатні суперпластифікатори, як ZB-1A, ZB-1, FDN9001і R561C випробовувалися разом з такими повітрозахоплюючими домішками, як PC-2 для підвищення експлуатаційних характеристик бетону.

Ключові ролі полікарбоксилатних суперпластифікаторів у проекті "Три ущелини

1. Зменшення використання води та підвищення міцності бетону

Основною функцією полікарбоксилатних суперпластифікаторів є зниження водоцементного відношення (В/Ц), що безпосередньо підвищує міцність бетону. Дослідження проекту "Три ущелини" показало, що бетон з цементом, який використовується при помірному нагріванні На 3-4 кг/м³ менше води ніж низькотемпературний цемент при застосуванні ПЦЕ. Наприклад, Таблиця 2 показує, що співвідношення В/Ц може бути таким низьким, як 0.45що дає 28-денну міцність на стиск 65,0 МПа (Таблиця 4). Таке підвищення міцності було критично важливим для структурних вимог дамби.

2. Підвищення технологічності для великомасштабного будівництва

Величезні масштаби дамби "Три ущелини" вимагали високопродуктивного бетону для ефективного укладання. Використання PCE дозволило покращити показники просідання, що варіюються від 4,0 см до 6,0 см (табл. 2), забезпечуючи рівномірне заливання. У поєднанні з повітровтягуючими агентами, такими як РС-2, вміст повітря підтримувався в межах 4.0% та 6.0%оптимізуючи консистенцію суміші без втрати щільності. Це було важливо для рівномірного нанесення бетону на великі об'єми.

3. Управління часом набору міцності для ефективності будівництва

Для проекту такого масштабу контроль часу схоплювання бетону був життєво важливим, щоб уникнути передчасного затвердіння під час транспортування або заливки. Такі PCE, як ZB-1, пропонували найдовший час початкового встановленнящо забезпечує гнучкість у будівельній логістиці. Однак, FDN9001 і R561C при використанні з низькотемпературним цементом надмірно подовжували час схоплювання, що ускладнювало зняття опалубки. Для оптимізації цього балансу було запропоновано коригування суміші.

4. Підвищення довговічності завдяки чудовій морозостійкості

Довговічність, особливо морозостійкість, мала першочергове значення для бетону дамби, що піддається впливу коливань рівня води та холодних умов. Поліетилентерефталат у поєднанні з повітровтягуючими домішками значно покращив характеристики замерзання-відтавання. З цементом з помірним нагріванням бетон досяг показників морозостійкості на рівні D250-D300в той час як низькотемпературні цементні суміші досягали D100-D150навіть при співвідношенні В/Ц 0,55 з використанням золи 20% (табл. 4). Такі комбінації, як FDN9001 і R561C з PC-2, показали відмінні результати, утримуючи більше 75% відносний динамічний модуль після 300 циклів заморожування-розморожування.

5. Опорні вимоги до масового бетону

Проект "Три ущелини" передбачав заливку величезних обсягів бетону, що вимагало контролю тепла гідратації для запобігання термічному розтріскуванню. Завдяки використанню PCE було зменшено вміст води та вдосконалено рецептуру суміші (наприклад, співвідношення В/Ц 0,45-0,55 з різним відсотком летючої золи, як показано в Таблиці 2), при цьому використовувався цемент з помірним та низьким нагріванням для управління теплом, забезпечуючи при цьому міцність та довговічність.

Чому полікарбоксилатні суперпластифікатори необхідні?

Високі стандарти проекту "Три ущелини" щодо міцності, довговічності та оброблюваності ґрунтуються на використанні полікарбоксилатних суперпластифікаторів. Дослідження підтвердили їхню сумісність з місцевими матеріалами (наприклад, цементом Gezhouba і золою Пінгвей), що робить їх економічно ефективним і технічно надійним рішенням для цього знакового проекту.

Висновок

Полікарбоксилатні суперпластифікатори були наріжним каменем проекту "Три ущелини", забезпечуючи зниження водоспоживання, підвищену міцність, поліпшену оброблюваність, контрольований час схоплювання та виняткову морозостійкість. Ці переваги забезпечили відповідність бетону суворим вимогам одного з найамбітніших інженерних проектів у світі. Для професіоналів галузі та дослідників приклад Three Gorges підкреслює трансформаційну силу PCE в сучасній технології бетону.

Посилання: Науково-дослідний інститут річки Янцзи, 2004. "Випробування складного бетону проекту "Три ущелини" з високоефективним водоредукуючим агентом і повітрозатримуючою домішкою".