聚合物粘结剂减少了喷涂过程中的回弹,增加了抗水性

无论是在掘进、采矿、水利工程还是道路建设中,喷射混凝土都是一种非常重要的建筑材料。对混凝土的要求很高:它必须提供必要的强度、稳定性和抗渗性。为瓦克在burghusen的应用工程师这是不够的。他们希望在喷涂过程中减少回弹,同时使喷涂的混凝土防水。他们开发了用于隧道施工的喷射混凝土聚合物添加剂,为Stetten盐矿的新隧道建设做出了重大贡献。

斯特顿盐矿的地下世界是白色的,占地面积超过10平方公里,相当于意大利卡普里岛的面积。斯特顿盐矿是德国最古老也是最现代的盐矿之一。它建于1852年,是在普鲁士国王弗雷德里克·威廉四世的建议下建造的。如今,斯特顿盐矿每年生产约50万吨工业和道路用盐,”矿山主管阿尔弗雷德Höllerbauer总结了该矿150年的历史。

但该矿提供的不仅仅是路用盐:“大部分岩盐被运往瓦克的伯豪森工厂,用于生产硅酮、超纯硅、有机中间体和热生硅。为了确保这个地方在经济上是可行的,我们通过用矿物垃圾回填挖出的隧道来补充我们的采矿活动。”Höllerbauer继续说道。然而,为了有效和安全地完成这一工作,还需要另外一条隧道,即克拉拉隧道,该隧道自2008年8月12日起将盐矿与地面连接起来。

让我们回顾一下2008年夏天:burghusen建筑应用实验室的WACKER工程师正在开发和测试聚合物分散剂和可分散聚合物粉末的新应用。由于隧道掘进和采矿是一个有趣的领域,研究人员在新的Stetten隧道中尝试了一种新的WACKER产品:聚合物改性喷射混凝土。

这种混凝土稳定了隧道的墙壁。爆破后不久,隧道施工人员将其喷到裸露的岩石上。“这里的一个问题是,我们必须穿透岩石上下的不透水层——当然,在那里,我们遇到了地下水,”Höllerbauer解释道。水在混凝土上留下了黑色的斑点,在隧道的地面上留下了大量的泥浆。然而,沿着隧道再走几百米,混凝土突然变得更加均匀和干燥。Höllerbauer解释说:“这就是我们遭遇大规模洪水的地方。”“新混凝土非常脆弱,不会粘在潮湿的墙壁上。”

瓦克公司的应用工程师们已经在隧道内的一小块墙体上试用了新型聚合物增强喷射混凝土。虽然只是因为这是在瓦克自己的隧道里,在现实条件下试用新产品的好机会。“然而,测试表明,新型聚合物增强喷射混凝土非常有前途,它可能是浸透我们的隧道的理想解决方案,”Höllerbauer回忆道,WACKER的专家正在新隧道的墙壁上钻小洞,以便将样品带回burghusen。

“我们用这种混凝土喷洒了40米长的隧道,”委托建造该隧道的Jäger Bau GmbH公司的施工经理Christian Schönlechner回忆道。“etonis改性喷射混凝土比我们通常使用的混凝土更厚,更粘。一个好处是,我们需要更少的加速器来让混凝土凝固和硬化。”混凝土越湿,它必须包含越多的加速器。然而,混凝土只能容忍有限数量的这种添加剂。如果复杂的配方中含有过多的加速剂,混凝土就会变得太热,无法形成所需的坚硬的防渗层。Schönlechner强调了这种新型材料的另一个优点:“etonis改性喷射混凝土更柔软,而且明显减少了回弹——我们喷射的混凝土从墙上脱落的情况要少得多。”

在Burghausen仔细分析了从隧道中取出的核心样本。“布鲁格豪森瓦克应用实验室的沃克应用实验室负责人Klaus Bonin解释说:”我们在Stetten Tunnel中使用的混凝土基于正常喷涂的混凝土。“唯一的区别是我们使用了更好的质量成分,因为我们希望为隧道中的条件提供最佳的混凝土,”他继续。由于这种新的混凝土添加剂如此易于使用的研究,这一点感谢。瓦克专家一直在研究这些配方四年。最初,这项工作仅旨在减少混凝土喷射到隧道壁上时的反弹。“在几秒钟后,施工材料的一个施工材料是什么,这是非常讨厌和昂贵的,”邦林说。“因为聚合物是粘性的,我们希望大大减少反弹。”稳定的测试证实了哪些建筑工程师Schönlechner在实践中观察到:只有一半的Etonis改装的混凝土在隧道地板上最终被反弹。它是一个增强的喷涂混凝土还粘附到湿墙上并提供优越的屏蔽,并在隧道中提供优越的屏蔽。

在开发新材料时进行的测试同样表明,etonis改性混凝土在隧道施工中是一个强大的问题解决者。“我用岩芯样本来测量混凝土强度随时间的增加,”博宁说,他在一个大型压力机中夹紧一个来自Stetten的手电筒大小的混凝土圆筒。在启动压力机之前,他解释说:“压力施加在核心上,直到材料屈服和第一个裂缝出现。”当隧道的管子对新的混凝土施加压力时,也会发生这种情况。“在六个月的时间里,我们将采集新的岩芯样品,然后我们就可以对混凝土长期稳定性的改善发表评论。”

位于burghusen的WACKER专家已经很好地证实了一件事:聚合物改性喷射混凝土具有防水性能和减少回弹,对许多隧道工程来说是一种很有前景的、降低成本的解决方案。

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