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解决隧道建设难题

早在十几年前,瓦克的应用研究人员就开始对新一代喷射混凝土用改性剂进行测试。他们的目标非常明确——提高隧道建设的施工效率。那么客户又能得到哪些好处呢?

走进位于瑞士佛伦斯的Hagerbach测试走廊,就仿佛是踏入了未来。瓦克研究人员就是在这个地方对用于修建未来隧道的材料的性能——可承受水压、耐受酸性物质、耐高温、耐低温以及可加工性——进行测试。这里建有一段完整的模拟隧道。自2008年以来,瓦克就是在这段隧道里测试ETONIS®混凝土添加剂的使用效果。 研究人员首先发现一个有趣的现象:只需使用2%的ETONIS®改性剂即可大幅提高喷射混凝土的粘结力。 这一点为什么如此重要?喷射混凝土需要在高压条件下喷出,并被牢牢压实,从而具备出色的抗渗性。然而,高压也会导致大量混凝土回弹。然而,当混凝土的粘结力提升后对回弹量产生的巨大影响甚至令瓦克的喷射混凝土专家都惊叹不已。根据混凝土的不同配比,添加2%到7.5%的ETONIS®,就能将回弹量减少至少一半。这意味着可以显著降低材料成本,同时还能减少废料。这两项优势都能为隧道建设者带来福音——因为在一个狭小的空间内处理废料确实非常耗时耗力。 而在隧道建设中,时间就是一切。

在理想的工况下,隧道挖掘机每天大约可掘进40米。但有时候由于地质情况,可能只能前进1米。因此,为了避免延误工期,隧道挖掘机操作人员最关心的一个问题就是尽量减少停机时间。 有了ETONIS®,现场施工便能顺利进行。ETONIS®系列聚合改性剂可有效改善混凝土的可泵送性,从而降低堵塞风险。因此,可在更短的时间内加工更多的喷射混凝土。

显微镜下的聚合物改性喷射混凝土

聚合物薄膜可增强混凝土与骨料以及混凝土与基材之间的粘结效果。喷射混凝土的粘结力因而得以提升,且具有足够的柔韧性,从而实现出色的抗裂性能。

里约热内卢地铁隧道的防水屏障

ETONIS®的实验阶段刚刚结束,这个全新的改性剂产品因能够完美解决隧道建设难题而在世界各地广受好评。为了迎接2016年奥运会,巴西里约热内卢决定对4号地铁线进行扩建。在扩建过程中,工程师面临着复杂的地质学问题,尤其是砂质岩。为了确保安全,施工人员在挖掘隧道时使用了喷射混凝土,以便迅速稳固隧道壁。但在某些地方,水分还是会通过隧道衬砌渗入。瓦克ETONIS®产品快速解决了这个问题。几天时间后,潮湿的隧道壁就顺利完成了修复。在这一过程中,添加了10% ETONIS®的混凝土功不可没——高含量的聚合物可确保混凝土牢固地粘结到潮湿的隧道壁上。与此同时,根据早期测试,聚合物添加量在10%的改性混凝土即可形成强大的防水屏障。

之前:

暴雨过后,地下水渗入隧道壁。

之后:

涂覆改性喷射混凝土后,隧道壁保持干燥。

修复一条位于奥地利的压力隧洞。

另一个案例也可证明ETONIS®用于隧道和沟渠后能实现可靠的防水效果:位于奥地利萨尔茨堡(Salzburg)附近的Hintermuhr抽水蓄能发电厂。该发电厂主要起到缓冲的作用。在用电低谷期,水被泵送至一个海拔更高的湖泊,而在电力需求旺盛时就可以用来发电。此外,该发电厂还能防止地势较低的村庄遭受洪涝灾害。2009年,水工压力隧洞发现有漏水现象,这意味着必须立即进行修复,因为融雪季节马上就要到来。为此,首先必须排干水工压力隧洞内的积水,然后使用干混喷射混凝土来密封隧道管。因为隧道必须具有高抗渗性,所以采用了7.5%的ETONIS®对混凝土进行改性处理——同时还可以将回弹量减少50%。如果采用传统方法,铲运废料预计需要花费308个小时,而现在只需152个小时。因此,隧洞的修复工作在开始融雪之前就已顺利完成。

该水工压力隧洞穿山而过,直径只有4米。因此,干喷是唯一可行的选择。为防止隧洞渗水,使用7.5%的ETONIS®对混凝土进行改性处理即可。

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ETONIS®改性剂可赋予喷射混凝土以出色的性能,尤其是对潮湿的岩石或与地下水接触的结构,更为明显。更多信息,请查看瓦克产品库。

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