浅析水下不分散混凝土的应用前景

摘 要：水下不分散混凝土是在普通混凝土中加入具有特定性能的抗分散剂，使之与水泥颗粒发生反应，提高其黏聚力，在水中不分散、自流平、自密实、不泌水的混凝土。本文分析了水下不分散混凝土的应用途径、特点和发展方向，对水下不分散混凝土的应用前景进行了一定的分析。

关键词：水下不分散剂；混凝土；应用；前景

1.前言

水下不分散混凝土是在普通混凝土中加入具有特定性能的抗分散剂，使之与水泥颗粒发生反应，提高其黏聚力，在水中不分散、自流平、自密实、不泌水的混凝土，可广泛用于水下混凝土施工和建筑物的水下修补。水下不分散混凝土同常规水下混凝土相比较，大大地简化了施工工艺，使混凝土水下施工陆地化，并在很大程度上降低了施工的风险性，降低综合成本20％以上，缩短工期约30％以上，并且该项技术还可使以往无法施工的水下薄壁、窄小和异型等特殊结构得以顺利实现。

2.水下不分散混凝土的应用

2.1注意配合比设计

混凝土中掺加抗分散剂后，凝结时间明显增长，随着掺量增加，坍落度增加不大，但拌和物流动性明显增加；如再掺加高效减水剂或缓凝减水剂，凝结时间进一步延缓；而掺用早强剂，凝结时间可以提早；混凝土中掺加抗分散剂后，再掺外加剂，对坍落度及扩展度的增加不明显。水下混凝土的坍落度要求控制在180mm～220mm，砂率一般是40％～50％。一般采用高效减水剂就可以解决问题，常用的萘系减水剂就可以，基本上减水率在20％以上就差不多了。[冯汉峰,杨冬. 水下不分散混凝土在深圳海上运动基地中的研究应用[J]. 商品混凝土, 2010,(11) .]

2.2注意抗震性应用

水下不分散混凝土长柱与普通混凝土长柱、短柱的抗震性能接近,可以用计算普通混凝土长柱的理论进行水下不分散混凝土长柱的抗震设计。从这些理论观点可以看出水下不分散混凝土要重视其抗震性的作用，因为其基本应用条件下与普通混凝土的抗震指标是类似的，这也需要对水下不分散混凝土，进行进一步的抗震设计。

2.3施工条件

水下不分散混凝土的施工条件包括：水下不分散混凝土在浇注时，动水速度要求小于0.3～0.5m/s。水中落差一般控制在0.5 m以内，在混凝土硬化前若受动水、波浪等冲刷要注意设置模板或苫布保护混凝土。而在具体的浇筑过程中要求浇筑的条件为静水，也就是要保证水平面的稳定，确保渗入的混凝土能够在水中自由落下。为了保证施工环境的稳定，要进行施工现场的试验判断，具体的试验方法为：选取清水进行混凝土块的放入，观察量筒内水是否清澈，以此来判断水下不分散混凝土的抗分散性能。总之，水下不分散混凝土的应用对周围的环境和施工条件有着明确的要求，必须要在合理的环境和条件下进行施工，而当施工环境超过上述条件时，可采用增加絮凝剂用量以及提高胶凝材料用量来保证混凝土质量。

2.4工艺要求

水下不分散混凝土的施工工艺要求准确、保证抗震性和良好的密封性，具体来讲工艺包括如下方面：

（1） 钢筋笼和钻孔的中心要对应，定位要准确。钢筋笼制作严格按设计加工，主筋位置用钢筋定位支架控制等分距离，保持轴线顺直，位置居中，安放到位后应立即安设导管。

（2）注意首批混凝土量必须满足导管埋深不能小于1.5m，所以漏斗和储料斗以及漏斗和输送泵的混凝土储存数量要充足。在出现散落现象后，要避免首批混凝土埋深不足，混凝土下灌后不能埋没导管底口，导致泥水从导管底口进入等问题的产生。如果出现这种导管入水现象应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机取走。

（3）水下不分散混凝土的浇筑要连续，因此要随时保证搅拌系统的正常供应。水下不分散混凝土的搅拌方式有两种，一种是将絮凝剂与水泥、骨料等同时加入进行搅拌；另一种是将絮凝剂与其它材料一起进行干拌，而后再加水搅拌。搅拌时间，根据所用搅拌机的型式及絮凝剂的种类有所不同。例如：强制搅拌机须1～3min，可倾式搅拌机须1～6min。[张孝中, 郭铭芳. 水下不分散混凝土在滚装码头的应用和应注意的问题[J]. 中国水运(下半月), 2010,(03).]

2.5作业范围

水下不分散混凝土的作业范围主要用于沉井封底、人工筑岛、桩基础施工、围堰水下结构浇筑、水下抛石灌浆结构以及水下注浆、堵漏、固结等工程的施工。在以上的施工作业过程中要重视对混凝土各种性能表现的设计，首先必须要编制施工方案，并对方案进行严密的可行性分析。然后进行流水作业划分，安排具体的浇筑顺序和材料运输、技术处理等。

3.水下不分散混凝土的应用特点

3.1保证混凝土质量

水下不分散混凝土遇水不离析，自然能够发挥其抗分散性能，并在长期处于水下的施工环境中确保水泥的流失率在百分之十左右，这与普通混凝土的流失率高达百分之六十有着明显的区别，可以较为完整地保证水下混凝土的质量。

3.2实施工艺简单

水下不分散混凝土的施工工艺比较简单，只是在传统的混凝土材料中加入絮凝剂，而絮凝剂是粉末状物质，能够赋予普通混凝土超强的抗分散性、适宜的流动性和满意的施工性能。从根本上解决了水下混凝土的抗分散性能、施工性能和力学性能三者之间的矛盾，真正实现了水下混凝土的自流平和自密实性，不影响施工的机具，只需要进行水下混凝土浇筑准备即可。

3.3施工无污染

水下不分散混凝土采用的絮凝剂对人体无害，也不影响水生环境下的鱼虾等生长，克服了其他施工方案对环境的影响问题，在确保质量的同时也保护了施工环境。

4.水下不分散混凝土的应用前景

4.1广泛的施工条件应用

水下不分散混凝土近十余年来的发展，在我国已经得到了广泛的推广使用，其技术成熟、可靠，可操作性强，使用常规的施工设备即可完成混凝土的浇筑。水下不分散混凝土在施工过程中多数采用自落施工，可以在水下采用自由落浆的模式进行施工，这种施工工艺对施工条件的要求较小，适应多种施工环境，有着广泛的施工前景，不仅在水利水电工程建设中能够起到重要的作用，在熔岩、井下等施工条件下也有着广泛的应用前景。

4.2抗分散性能的优势化发展

水下不分散混凝土的抗分散性能有着较好的发展前景，在抗分散的要求下还会有高强度的表现，能够在水下长期保存其强度。随着技术的先进转变，水下不分散混凝土依靠合理的配比，能够使得浇筑后的水下混凝土根据水流的流动性进行强度改变，同时其抗渗性也有着优良的发展前景。

4.3性价比的合理性转变

水下不分散混凝土在获得同样的混凝土强度的情况下，混凝土的生产成本约增加27元/m3。根据测算，与防渗墙造价相比，费用增加比例约2%，所以其性价比指标较好。这种优势化的性价比在絮凝剂的不断发展下有希望获得更高的性价比指标。

4.4后期研究方向

综上所述，对于水下不分散混凝土来讲，有着广泛的应用前景，未来的发展方向则是要考虑到抗震的优势化表现，并从强度、耐久性、施工成本等方面进行技术拓展。同时，由于水下不分散混凝土在施工过程中受水流动力的影响，往往与下层混凝土有更难的结合控制力，应该在施工工艺方面考虑到紧凑连接的方式方法研究。

参考文献:

[1] 冯汉峰,杨冬. 水下不分散混凝土在深圳海上运动基地中的研究应用[J]. 商品混凝土, 2010,(11) .

[2] 张孝中, 郭铭芳. 水下不分散混凝土在滚装码头的应用和应注意的问题[J]. 中国水运(下半月), 2010,(03).