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引气剂在水电工程中的应用
发布者:管理员   |   发布时间:2021-05-28   |   所属分类:行业知识   |   阅读次数:462

    在水工建筑物中,耐久性主要表现为抗冻和抗渗。当引气剂捻入混凝土中,在搅拌过程中引入大量的均匀分布、稳定的、封闭的微小气泡。这些微小气泡的形成,避免了毛细管道形成,缓解了自由水受冻所产生的膨胀压力,从而提高了抗冻性和抗渗性,改善了混凝土的耐久性。掺人适量的引气剂后,引人了稳定、均匀、封闭的微小气泡,可使混凝土抗冻融性得到改善,其改善程度通常是几倍甚至十几倍的提高,这样大大延长了混凝土使用寿命。而对于不掺引气剂的混凝土,在搅拌过程中仅有1%~2%含气量,且气泡不均匀、不规则,对提高混凝土抗冻融不会产生有利影响。通过日常冻融试验,不掺引气剂的混凝土冻融25次左右时表面即出现剥落露石,而掺加引气剂的混凝土冻融次数可达200次或300次以上。工程实践表明,引气剂是提高混凝土抗冻和抗渗性能的有效途径,可以改善混凝土的耐久性,并已在水利工程中得到广泛的应用。

1.引气剂在云南景洪水电站的应用

    (1)水电站的工程概况 景洪水电站位于云南省西双版纳储族自治州境内润沧江下游河段,是润沧江中下游河段规划的两库八级开发方案的第六段,上、下游分别与糯扎渡水电站和機機坝水电站行接。坝址距景洪市约5.0km。拦河坝为碳压混凝土重力坝,最大坝高为114m,坝顶长为704.5m。电站采用河床坝后式厂房,厂房坝段位于河床左侧主河槽部位,共设置5台机组,单机容量为350MW,总装机容量为1750MW。

    景洪水电站主体工程包括冲沙底孔坝、段排沙建筑物及引水发电建筑物。混凝土总浇筑量为206.5万立方米,其中常态混凝土为115.6万立方米,碳压混凝土为90.9万立方米。

    (2)外加剂的技术要求 与云南龙滩水电站工程基本相同,本水电站工程也采用了多种混凝土配合比,对引气剂的性能和适应性提出了更高的要求。经过试验证明,GYQ高性能混凝土引气剂以优异的性能、稳定的产品质量在竞争中脱颖而出,在现场的使用中获得了施工单位的好评。

    (3)应用情况分析 工程实践证明,GYQ高性能混凝土引气剂掺量较低,引气质量好,气泡非常稳定,与高效减水剂的相容性好,溶液也很稳定。挚加GYQ高性能混凝土引气剂的常态混凝土和易性好,有效降低了混凝土的泌水率,可泵性能明显提高;碰压混凝土中掺加GYQ高性能混凝土引气剂,含气量比较稳定,不仅有效保证了混凝土的强度,而且混凝土抗冻、抗渗、极限拉伸都满足设计要求,大大提高了混凝土的耐久性能。

    (4)经济效益分析 GYQ高性能混凝土引气剂的使用,可以为用户带来可观的经济效益。假定不掺加引气剂混凝土的水泥用量为330kg/m3,混凝土、水泥和GYQ高性能混凝土引气剂的价格分别为350元/m3、350元/m3、1.5万元/t。

    当混凝土含气量为4%时,可以满足普通抗冻的要求,需要拍加GYQ高性能混凝土引气剂0.3×10-4。水泥用量和址落度保持不变时,混凝土的抗压强度认为不损失,则掺加引气剂后每立方米混凝土增加成本为0.33×0.3×10-4×15000=0.1458(元由于混凝土含气量为4%,则相当于每立方米混凝土体积增加为1.04m3,即每立方米混凝土体积增加收益为0.04×350=14(元),因此每立方米混凝土增加的收益为14-0.1458=13.8542(元)。基准混凝土的价格越高,经济效益越好。

    混凝土引气剂能大幅度提高混凝土建筑物的耐久性能,混凝土建筑物的使用寿命可以延长1~6倍,从而为国家节省巨大的建设资金和维修费用,经济效益不可估量。

    (5)社会效益分析 当前我国正处在现代化建设的进程中,工程建设的速度不断加快,建设规模不断加大。如此巨大的工程规模,对混凝土的高性能化和混凝土工程的耐久性,都提出了更高、更加严格的要求。开发出一种性能优异的混凝土引气剂,对于我国飞速发展的基础设施和工程建设,满足混凝土工程耐久性和使用寿命具有极其重要的意义。

    高性能混凝土引气剂是结合混凝土向高性能高耐久方面发展和建材产品绿色化发展趋势,而自行研制的一种多功能混凝土化学外加剂,符合资源、环境、经济、社会协调发展的道路。制备工艺在以水为反应介质的条件下进行,采用天然的植物提取物为原料,不采用任何对人体和环境有毒、有害的原材料,在生产过程中不排放有毒气体,不产生工业废渣,降低了环境负荷和生产成本;原料分子基本转化为有效产物,从而提高了原辅材料和能源的利用率,符合原子经济性原则。

    在破坏生态环境平衡的众多因素中,水泥生产起着极大的负面作用,我国水泥的年产量已超过20亿吨,水泥在生产过程中排出大量的二氧化碳等有害气体,对环境会造成极大影响。在混凝土中掺人混凝土引气剂,可以节约水泥用量,可以为用户节约成本,有助于社会、经济和环境的可持续发展。

    高性能混凝土引气剂的开发利用是对传统混凝土组成材料技术的突破,有利于高性能、高耐久性混凝土的推广应用,有利于混凝土建筑物使用寿命的提高,混凝土耐久性提高产生的社会效益难以估算。

2.引气剂在广西龙滩水电站的应用

    (1)水电工程概况龙滩水电工程是国家实施西部大开发和“西电东送”重要的标志性工程,是仅次于三峡水电站的中国第二大水电站,是广西最大的水电站。龙滩水电站位于红水河上游,距天峨县城15km。龙滩水电站是南盘江红水河水电基地10级开发方案的第四级,是红水河开发的控制性水库。上游为平班水电站,下游为岩滩水电站。

    龙滩水电工程总投资为300多亿元,规划总装机容量6.3×105kW.安装9台7×105kW 的水轮发电机组,年均发电量为187.1×108kW·h。水库总库容为272.7×10&m².

    防洪库容为70×108m3。工程分两期建设,一期建设装机容量为4.9×105kW,安装7台7×105kW 的水轮发电机组,年均发电量为156×108kW·h,相应水库正常蓄水位为375m,总库容为162×108m3,防洪库容为50×108m3。

    龙滩水电工程主要由大坝、地下发电厂房和通航建筑物三大部分组成。龙滩水电工程施工包括碳压混凝土、抗冲耐磨混凝土、常态混凝土和泵送混凝土等多种类型。龙滩水电工程的建设创造了三项世界之最:最高的碳压混凝土大坝、规模最大的地下厂房、提升高度最高的升船机。

    龙滩水电工程建成投产后,将极大缓解广西的供电缺口,且有50%以上的电力送往广东,作为广东“十一五”期间的电源点纳入电力电量平衡。龙滩水电工程的开发建设,对于推进“西电东送”、促进全国联网,实现能源资源的优化配置,对于满足广东和广西两省电力增长的需要,优化华南地区电源结构和电力结构,减轻红水河下游及西江两岸地区的洪水威胁,促进广西和贵州少数民族地区经济和社会发展,具有巨大的作用。龙滩水电工程是集发电效益、防洪效益、通航效益、环境效益和经济效益于一体的综合性水电工程。

    (2)外加剂技术要求 龙滩水电工程现场条件比较复杂,施工中的影响因素众多。其中,水泥供应商有3家,粉煤灰供应商有7家,混凝土配制中大部分使用了人工砂。龙滩水电工程很大一部分混凝土配合比为水灰比很小的硇压混凝土。这些因素对混凝土引气剂的性能造成了很大的影响,对引气剂的技术性能提出了更高的要求。GYQ高性能混凝土引气剂,以很低的拨量、稳定的产品质量和优异的产品性能及适应性,在工程招投标中脱颖而出,分别应用于大坝主体磯压混凝土、C50抗冲耐磨混凝土、导流洞和地下厂房的常态混凝土及泵送混凝土中。

    (3)应用情况分析 针对如此多的原材料品种和各种硇压、高强度、常态及泵送混凝土配合比,在具体的使用过程中,GYQ高性能混凝土引气剂能显著改善混凝土的和易性,减少拌合物的离析和泌水,气泡稳定性能优异,极大地提高了混凝土的耐久性能。在与高效减水剂复合使用时,它们的相容性很好,不影响相互间的性能,满足了现场施工的要求。

3.引气剂在云南阿海水电站的应用

    (1)水电站工程概况 阿海水电站坝址位于云南省丽江市玉龙县(右岸)与宁藩县(左岸)交界的金沙江中游河段,是原国家发展计划委员会组织审查通过的《金沙江中游河段水电规划报告》推荐的金沙江中游河段“一库八级”水电开发方案的第四个梯级。该工程以发电为主,兼顾防洪、灌派等综合利用的水利水电枢纽工程。

    阿海水电站工程属大(1)型一等工程,永久性主要水工建筑物为一级建筑物。工程以发电为主,兼顾防洪、灌派等综合利用的水利水电枢组工程。工程由混凝土重力坝、左岸溢流表孔及消力池、左岸泄洪冲沙底孔、右岸排沙底孔、坝后厂房等组成。电站最大坝高130m,正常蓄水位1504.00m,相应库容8.06×108m2;死水位1492.00m,死库容7.0×105m³,可调库容1.06×108m3,属于日调节水库。电站总装机容量2000MW,多年平均发电量88.77×10&kW·h,为一等大(1)型工程。本工程施工总工期98个月,其中,下闸蓄水时间为第7年12月,第7年12月底第一台机组发电。工程静态投资约136亿元。

    (2)外加剂技术要求 阿海水电站工程地处金沙江中游干热河谷,冬春天气晴朗干燥。

    降雨量非常少,夏季日照强烈,汛期降雨强度大。坝址处年降水量为700mm左右,年平均气温为18.7℃,平均蒸发量为2210mm,平均风速为2.4m/s。材料试验表明,引气剂的引气性能与气泡的稳定性受干热气候环境影响很大,表现为引气剂的拨量增大,混凝土含气量经时损失比较大,这是在施工中要引起注意的。

    (3)应用情况分析 GYQ高性能混凝土引气剂,根据干热气候在配方上进行了优化,在具体使用的过程中,GYQ高性能混凝土引气剂的引气能力比较强,能显著改善混凝土的和易性,气泡稳定性能优越,极大地提高了混凝土的耐久性能。在与高效减水剂复合使用时,具有良好的相容性,完全可以满足现场施工的要求。

4.引气剂在重庆银盘水电站的应用

    (1)水电站工程概况 银盘水电站位于乌江下游河段,坝址位于重庆市武隆县境内,坝址控制流域面积74910km2,上游接彭水水电站,下游为白马梯级,是兼顾彭水水电站的反调节和渠化航道的枢纽工程,是重庆电网的主力电站。水库正常蓄水位215m,总库容3.2×108m3,大坝为混凝土重力坝,最大坝高80m,共安装4台单机容量150MW的轴流式水轮发电机组,年发电量26.9×10&kW·h,通航建筑物为500t级的单级船闸。工程等级为二等,工程规模为大(2)型,混凝土浇筑总量达240×104m3。枢纽建筑物从左到右依次布置为电站厂房坝段、泄洪坝段、船闸坝段。

    (2)外加剂技术要求 银盘水电站地处高热高湿地区,并且混凝土配合比中参加了磨细磷矿渣及凝灰岩粉等矿物拨合料,对于引气剂的引气性能和配伍性能提出了更高的要求,在高热天气和矿物拨合料两者共同的影响下,引气剂分子很容易被吸附,从而造成引气比较困难,引气剂的拨量变大。

    (3)应用情况分析 GYQ高性能混凝土引气剂分子的非离子特性特别有助于抵御矿物拨合料粉体的吸附,在具体使用的过程中,GYQ高性能混凝土引剂在较低的拨量下就能显著地改善混凝土的和易性,气泡的稳定性也很好,从而极大地提高了混凝土的耐久性能,满足了现场施工的要求。




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