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                              武汉天衣集团有限公司是一家以武汉工程大学为技术依托,集产、学、研、销为一体的高新技术企业。公司以武汉为总部,在国内设有多处研究中心及生产基地,旗下三家子公司分别涉及化工、生物、置业三大行业模块,主营WHDF混凝土抗裂减渗剂系列产品、醉克解酒护肝、多糖及果胶生物产品。
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                              大体积混凝土施工温控难题——解决!选用WHDF混凝土无机纳米抗裂减渗剂!
                              时间:2020-12-09发布人:管理员

                              混凝土是当今世界上用量最大的人工建筑材料,随着经济的发展,对大型基础设施建设的需求量也越来越大。高层建筑的地基、桥梁、大坝等现代大型基础设施中均含有大体积混凝土结构。然而,大体积混凝土在使用过程中经常会出现因结构内外或者结构不同部位的温度应力差异而引起的裂缝。一旦出现裂缝,建筑物的耐久性就会受到严重影响,为了保障建筑物的耐久性,必须要对裂缝进行有效控制。

                              WHDF混凝土无机纳米抗裂减渗剂,(简称WHDF),是武汉工程大学为完成国家“九五”重点攻关计划“水工高面板堆石坝面板混凝土抗裂、抗渗及耐久性研究”(项目编号:96-221-02-01)而研制的一种新型高性能混凝土外加剂,它能有效改善新拌混凝土工作性能以及硬化后混凝土的力学性能和变性性能,具有提高混凝土抗裂、密实及耐久性能的功能且具备自修复功能。

                              WHDF的应用可解决大体积混凝土施工的温控和开裂难题!

                              1.WHDF技术特性

                              经多项工程实际应用和数个权威机构检测,在混凝土中按胶凝材料的2%掺用WHDF,可使混凝土性能提升效果如下表1所示:


                              WHDF掺量为胶材用量的2%(后浇带掺量为2.5%),且严格按照施工规范进行施工的前提下,可防止建筑物产生收缩性裂缝、混凝土抗渗等级≥P12。该产品质量承诺由中国人保财险进行承保。

                              2.WHDF执行标准

                              《混凝土无机纳米抗裂减渗剂》T/ASC6006-2019

                              3.WHDF的应用可解决大体积混凝土施工温控难题

                              WHDF从两条技术路线出发解决大体积混凝土温控难题:

                              1、通过抑制铝酸三钙早期的快速水化,使混凝土内部水化热最大峰值出现时间后延,并使最大峰值降低30%左右。

                              2、在保证混凝土强度的前提下,若按胶凝材料用量的2%掺入WHDF,可在原有水泥用量基础上每方减少20㎏水泥(目前相关项目试验证明此数据适用,具体项目实际数据需经实验室配合比试验确定),降低混凝土内部绝热温升2-3℃,从而解决大体积混凝土施工的温控难题。

                              (一)降低早期水化热峰值,推迟水化热峰值出现时间

                              1、湖北恩施小溪口水电站

                              湖北恩施小溪口水电站项目混凝土面板堆石坝是WHDF第一个应用工程,1998年施工并投入使用,距今已有22年,仍使用状态良好。



                              该项目面板混凝土面积约两万m2,项目部委托武汉大学建材实验室进行了水化热实验,实验结果如表2。实验数据表明:掺WHDF后,第一天水化热降低4.05J/g。



                              施工期间进行现场混凝土温控测量,如图1所示:掺2%WHDF混凝土的初始水化热较低,36小时左右出现水化热最大峰值。水化热最高温升只23℃,9天左右混凝土内部温度基本稳定在20℃左右,且与混凝土表面温度及环境的最高温度基本一致。可见,WHDF降低了混凝土早期水化热最大峰值,推迟了水化热峰值的时间,从而起到温控抗裂的作用。


                              2湖北清江高坝洲水电站

                              高坝洲电站项目坝顶长419.5m,坝高57m,正常蓄水位80m,水库库容4.3亿立方米,坝区回水长50km,与隔河岩电站尾水相接。



                              船闸部位为大体积混凝土施工,混凝土中掺用WHDF,对混凝土进行绝热温升试验检测,结果如表3所示:混凝土绝热温升上升速度较慢,且28天的绝热温升最大值为15.1℃。


                              (二)减少水泥用量

                              1、巴基斯坦卡洛特项目

                              不同的混合材对水泥的水化具有不同的作用。B.W.Langan认为,高水胶比条件下硅灰会加速水泥的水化,低水胶比条件下则可能降低水泥的水化。在水胶比不变的情况下,由于矿物掺合料的活性低于水泥的活性,随着矿物掺合料掺量的增加,混凝土早期强度降低。为了获得满意的早期强度,在增加矿物掺合料掺量的同时,适当降低水胶比,提高混凝土早期强度,使其满足施工的需要。WHDF的加入使混凝土中凝胶增多,保证了混凝土的强度,此时水胶比的降低不会明显影响混凝土28d强度。

                              巴基斯坦卡洛特水电站大体积混凝土试验中,在基准混凝土C30的基础上,其它条件不变,只是减少水泥用量20kg/m3,为了保持容重不变,分别将砂子和细石增加10kg/m3,微调减水剂,使其达到适宜的坍落度。

                              4和表5为巴基斯坦卡洛特水电站大体积混凝土试验情况。编号为WH-04的试样,掺入了引气剂PC-2WHDF,将水泥用量每方减少了20kg,将砂石进行微调其它材料及掺量不变。


                              试验结果表明:虽然7d抗压强度较空白组WH-01稍有下降,但28d时抗压强度高达40.2MPa,空白组WH-0138.1MPa提高了5.51%,且后期强度增长率高达35.81%。这说明掺WHDF后,每方混凝土减少20kg水泥,不会影响抗压强度。

                              2、碾盘山水利枢纽工程

                              碾盘山水利枢纽位于汉江中游湖北省钟祥市境内,是汉江流域综合开发治理工程之一。碾盘山水利枢纽控制流域面积14.03km2,总库容8.77亿m3,装机180MW,正常蓄水位50.72m,枢纽坝轴线长1200m





                              混凝土面板坝应用WHDF,面板坝为大体积混凝土,进行了减少水泥用量的试验,配合比如表6所示,编号KQ1为不掺WHDF的原始配合比,KW5为掺了WHDF之后减少20kg水泥的对照组。表7为检测结果。




                              试验结果表明:KW5组7d和28d的抗压强度均比KQ1组的高,也说明了掺入WHDF之后,每方混凝土减少20kg水泥,不会影响抗压强度。

                              WHDF的应用可解决大体积混凝土施工温控和开裂难题!

                              混凝土中掺用WHDF,一方面可以通过铝钙抑制剂的作用降低早期水化热,一方面可以在保证混凝土强度的前提下,减少水泥用量,达到降低理论上的水泥水化热总量的目的。两方共同作用,避免混凝土结构内外和结构不同部位的过大温差的出现,减小温度应力过大差异出现的可能性,并能够提高混凝土的力学性能,实现混凝土结构抗裂。从理论和实际应用两个角度都可看出,WHDF在大体积混凝土温度裂缝控制中可以起到积极作用!




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