Решение проблем потери подвижности бетона и засорения насоса на высотном здании с помощью порошка поликарбоксилатного суперпластификатора CAS 25133-97-5

Строительная компания, управляющая проектом 32-этажного жилого дома в Маниле, Филиппины, столкнулась с повторяющейся проблемой укладки бетона, которая замедляла ход строительных работ и увеличивала стоимость проекта. Подрядчик закупал готовый бетон на местном бетонном заводе и перекачивал его на верхние этажи с помощью однолинейного насоса с вертикальной высотой подъема более 80 метров. Начиная с 20-го этажа и выше, бетон поступал в насос с недостаточной удобоукладываемостью для укладки и уплотнения, что требовало от строительных бригад добавления воды в точке сброса для восстановления текучести перед укладкой бетона в опалубку колонн и плит.

Вызов

Добавление воды в точке сброса решало непосредственную проблему удобоукладываемости, но создавало две последующие проблемы, более серьезные, чем первоначальная потеря подвижности. Во-первых, неконтролируемое добавление воды увеличивало водоцементное соотношение уложенного бетона выше предельного значения, установленного строительными нормами (0,45), при этом полевые измерения показали фактическое водоцементное соотношение от 0,52 до 0,58 в бетоне, уложенном на верхних этажах. Образцы керна, взятые из завершенных плит верхних этажей, показали прочность на сжатие в среднем от 28 до 31 МПа против требуемого минимума в 35 МПа, что потребовало структурной проверки и повторной заливки раствором нескольких колонн.

Во-вторых, непостоянство качества бетона при разных объемах загрузки грузовиков приводило к периодическим засорам насосов в точке подачи на верхний этаж. Когда бетон прибывал с осадкой менее 100 мм, и оператор насоса продолжал перекачивать, вместо того чтобы останавливаться для добавления воды, бетонная пробка в трубопроводе насоса вызывала повышение давления и засорение, что требовало частичной разборки трубопровода для устранения засора, обычно занимавшего от двух до трех часов на каждый случай. За шесть недель на проекте произошло семь случаев засорения насосов, каждый из которых приводил к остановкам производства на полдня, что усугубляло задержку в реализации строительного проекта.

Первопричиной стала система добавок, используемая на бетонном заводе. Завод применял суперпластификатор на основе нафталина в стандартной дозировке для условий Манилы, что обеспечивало достаточную начальную осадку конуса от 160 до 180 мм на заводе, но быстро теряло удобоукладываемость во время транспортировки и перекачки. Время транспортировки от бетонного завода до строительной площадки составляло от 35 до 45 минут в условиях движения транспорта в Маниле, а время перекачки добавляло еще от 15 до 20 минут, прежде чем бетон достигал точки выгрузки на верхнем этаже. Общее время от смешивания до укладки составляло постоянно от 55 до 65 минут, что значительно превышало 30-40-минутный диапазон удобоукладываемости нафталиновой добавки в используемой дозировке.

Решение

Инженер строительной площадки подрядчика обратился в компанию EastChem за технической поддержкой после того, как экспертиза, проведенная инженером-конструктором, выявила недостаток прочности на сжатие элементов верхнего этажа. Компания EastChem рекомендовала заменить нафталиновый суперпластификатор в системе добавок бетонного завода на добавку, сохраняющую подвижность бетона.Порошок поликарбоксилатного суперпластификатораCAS 25133-97-5 растворяется и дозируется в виде жидкой добавки на бетоносмесительном заводе.

Порошок ПХЭ, сохраняющий осадку бетона, предназначенный для строительства высотных зданий, поддерживает удобоукладываемость бетона в течение 60–90 минут после смешивания за счет устойчивого стерического препятствия для частиц цемента, что значительно превышает 30–40-минутный период, характерный для нафталина при эквивалентном водоцементном соотношении. При дозировке 0,18% по весу цемента порошок ПХЭ, сохраняющий осадку бетона, поддерживал начальную осадку 180–200 мм на бетонном заводе и подавал бетон на выходное отверстие насоса верхнего этажа с осадкой 150–170 мм, что находится в допустимом диапазоне для укладки и уплотнения без добавления воды.

Компания EastChem оказала техническую поддержку бетоносмесительному заводу при переходе на новую добавку, включая калибровку дозировки для конкретного типа используемого цемента, проверку совместимости с существующей водоредуцирующей добавкой, а также результаты пробных замесов, подтверждающие, что переход на порошок ПХЭ позволил сохранить минимальную прочность на сжатие 35 МПа при водоцементном соотношении 0,42 без добавления воды в точке сброса.

Результаты

В течение двух недель после перехода на порошок EastChem PCE подрядчик сообщил об устранении необходимости добавления воды на площадке в местах сброса на верхнем этаже. Сохранение удобоукладываемости бетона при перекачке через 80-метровый вертикальный подъем оставалось стабильным и достаточным для укладки без дополнительного полива, а измерения осадки в точке сброса в среднем составляли от 155 до 175 мм по двадцати последовательным загрузкам грузовиков, зафиксированным в течение первой недели полноценной работы с новой системой добавок.

После перехода на новую систему подачи примесей засоры насосов полностью прекратились. В первый месяц проект позволил сэкономить около четырех рабочих дней производственного времени за счет устранения остановок на устранение засоров, что частично компенсировало задержку в выполнении программы, накопившуюся за период повторяющихся засоров.

Прочность на сжатие образцов керна элементов верхнего этажа, установленных после смены состава смеси, в среднем составила от 38 до 42 МПа, что выше минимального значения в 35 МПа, указанного в спецификации, и находится в пределах допустимых отклонений для данной рецептуры смеси. Инженер-конструктор завершил проверку всех элементов, установленных после даты смены состава смеси, без необходимости проведения дополнительных исследований или ремонтных работ.

Впоследствии на бетоносмесительном заводе был принят сорт бетона с сохранением подвижности.порошок ПХЭВ качестве стандартной добавки для всех контрактов на поставку бетона для высотных зданий в Маниле, они заменили систему на основе нафталина, которая вызвала проблемы с удобоукладываемостью и прочностью в проекте строительства башни.

Что сказал клиент

Мы добавляли воду при каждой заливке верхнего этажа и убеждали себя, что это в пределах допустимых норм. Результаты анализа показали обратное. Компания EastChem немедленно определила проблему в составе добавки, и решение было найдено в течение двух недель. С момента перехода на новую систему у нас не было ни засоров, ни снижения прочности.

Инженер-строитель, подрядная организация, Манила, Филиппины

Часто задаваемые вопросы

Что вызывает потерю подвижности бетона при его перекачивании на высотных зданиях?

Потеря подвижности бетона при перекачке на высотных зданиях вызвана сочетанием времени транспортировки от бетоносмесительного завода до строительной площадки, трением в трубопроводе насоса и временем, прошедшим до выгрузки на верхние этажи. Нафталиновые и меламиновые суперпластификаторы теряют удобоукладываемость в течение 30-45 минут после смешивания, поскольку повторная агломерация цемента преодолевает механизм электростатического отталкивания.порошок ПХЭБлагодаря способности сохранять осадку, строительный материал остается удобоукладываемым в течение 60-90 минут за счет устойчивого стерического препятствия, покрывая все время транспортировки и перекачки на большинстве высотных зданий без необходимости добавления воды в точке сброса.

Почему добавление воды на строительной площадке для восстановления удобоукладываемости бетона приводит к проблемам с прочностью на сжатие?

Каждые 10 литров дополнительной воды, добавленные на кубический метр бетона, увеличивают водоцементное соотношение примерно на 0,02–0,03 единицы и снижают прочность на сжатие через 28 дней на 3–6 МПа в зависимости от исходного состава смеси. В высотных зданиях, где конструктивные требования предусматривают минимальную прочность на сжатие 35 МПа, неконтролируемое добавление воды, увеличивающее водоцементное соотношение выше требований, может снизить прочность бетона на месте ниже допустимого порога, что потребует структурной экспертизы и потенциально дорогостоящих ремонтных работ.

Какая дозировка порошка ПХЭ обеспечивает удобоукладываемость бетона при вертикальной перекачке на 80 метров?

Для бетона, перекачиваемого вертикально на расстояние от 60 до 100 метров со временем транспортировки от 35 до 50 минут, порошок ПХЭ марки CAS 25133-97-5, сохраняющий осадку, в дозировке от 0,15 до 0,25% по весу цемента, как правило, поддерживает осадку выше 150 мм в точке выгрузки. Точная дозировка зависит от типа цемента, температуры окружающей среды и целевого начального значения осадки. Пробное смешивание на бетонном заводе с конкретным цементом и составом смеси подтверждает правильную дозировку перед началом полномасштабного производства.