奋战五十八天 - Wacker Chemie AG


奋战五十八天

由功能性级配混凝土制成的实验室模型。该测试样品上的圆点说明了特定骨料的密度。采用自充填混凝土砂浆,只需一道工序便能生产出同时具有低密度区域(左)和高密度区域(右)的部件。

VINNAPAS®威耐实®产品线包括各种不同的聚合物乳液和喷雾干燥粉末。作为水泥基干混砂浆的辅助粘结剂,这些产品能够改善砂浆的粘结力、柔性以及施工性能。“这意味着我们甚至可以在拐角周围使用混凝土,这在之前是无法做到的。”Bonin指着一个V型有机玻璃管说道。这里采用的是基于醋酸乙烯酯的硬性VINNAPAS®威耐实® 7016F可再分散乳胶粉。凭借其特殊的流变性能,该产品可赋予砂浆完美的技术特性,是这类拐角处施工的理想选择。瓦克的专家们巧妙地对自充填混凝土砂浆配方进行了改性,以确保水泥颗粒之间的摩擦力极低,从而提高颗粒的流动性,使砂浆混合物极易流动。

自充填混凝土技术为大面积修复提供了低成本的解决方案,具有巨大的优势。

实验室研究也证实:当自充填混凝土砂浆被注入装满骨料的V型管一端时,细混凝土颗粒从注入端向下缓慢流动,到达弯曲处,然后上升至另一端。最终,整个V型构件很快就充满了自充填混凝土砂浆,然后凝固。这意味着:只需加水就可以使水泥硬化,形成细长的针状晶体,这些晶体彼此互锁形成稳定的网状结构——硬化后的水泥便不再具有水溶性。同时,这一过程也将所有的组分(包括最大的碎石块)粘结在一起,形成一个坚固的物体。

“去年的阿尔茨运河全面修缮工程,让我们有机会使用瓦克研发的全新技术,并在真实环境中测试它的应用性能。”

Klaus Bonin 瓦克聚合物技术经理

可再分散乳胶粉在上述固化过程中也发挥了重要作用。“水泥首先与胶粉中的保护胶体发生反应,使其失活。”Köster解释道。“只有这样,聚合物颗粒才能相互融合,形成防水膜并最终形成所谓的“树脂相区”(resin domain),它们作为一种辅助粘结剂起到增强水泥基体的作用。”这位瓦克专家表示。与传统混凝土相比,自充填混凝土砂浆还有着另一个重要优势:它几乎无收缩——即体积不会变化,构件尺寸不会发生明显改变。“总的来说,混凝土的收缩率大约为1%到2%。构件尺寸越长,收缩越明显。”Bonin解释道。“这一新体系使碎石颗粒能够尽可能靠近。实际上,在我们的应用测试中,碎石间的充填区域最多只有1厘米长,收缩也相应较低,几乎可以忽略不计。”此外,这一性能还能有效防止混凝土构件内部产生应力或形成裂缝。

在新应用中测试

自充填混凝土砂浆技术在瓦克实验室中完成开发和测试。

对于自充填混凝土砂浆的应用,瓦克专家Bonin和Köster已经有了许多想法,其中之一正处在实验阶段:自制石笼。石笼是一种填满石块的笼子,在道路和水道施工中很常见,也经常用在景观建筑中起到结构加固、外包装饰和消减噪音的作用。“我们的施工方式无需使用金属丝笼,同时不会对石笼结构造成任何影响。我们所需的只是一个模具,当我们完成施工后去掉模具即可。”Bonin说道。自充填混凝土砂浆在城市采矿领域也大有用武之地,特别是在人口密集型城市,使用这种施工方式,建筑垃圾就可以在新的建筑工程中重复利用。在这一应用中,自充填混凝土砂浆适用于所谓的“功能性级配混凝土”,其中膨胀粘土等轻骨料添加到混凝土中,不仅可以形成不同密度的区域,还可以使施工过程变得更加环保。两位专家都认为:“自充填混凝土砂浆可以说是一颗未经琢磨的钻石,未来一定能够在许多极具创新性的建筑应用中大放异彩。”

阿尔茨运河的水已经流淌在自充填混凝土砂浆上,它出色的稳定性将接受时间的检验。浩大的阿尔茨运河修缮工程现在已经峻工,并且比原计划提前了许多。“我们原来预计整个修缮工程需要70天,但结果仅用了58天,在2016年10月26日就恢复通流了。”Stauber指出。“我们整个团队,包括内部和外部员工,都通力合作。大家争分夺秒、全情投入,交出了一份满意的答卷。”阿尔茨运河在一天之内便蓄满了水,瓦克的这条生命线再次恢复活力。至少,在遥远的未来,在下一次修缮工程到来之前,我们可以高枕无忧了!