聚羧酸减水剂在液化天然气混凝土工程的应用

第一,工程概况。
深圳大亚湾液化天然气工程(简称LNG工程)是我国重大能源基础设施工程,是广东省十大重点工程之一,一期工程设计规模为每年370万吨,是由LNG接收站和输气干线工程、燃气电厂工程、城市燃气管网工程和LNG运输等多个法人工程组成的系统工程。LNG接收站位于中国南方的一个海边,有两个16万立方米的储罐。第二期工程设计规模为620万吨/年用气量,增加了一个储罐。在接收站港口内建一个可停靠14.5万立方米LNG运输船的专用泊位。
接收站由法国-意大利合作公司设计和施工总承包,接收站储罐为内径80m、外径84m的钢筋混凝土结构,其中底板和弯曲部分为预应力结构,高度52.8m,混凝土设计强度等级C40(欧盟标准EN-圆柱体强度)/C50(英国标准BS-立方体强度)4.8万立方米,钢筋用量5700t,其中低温钢筋1000t。混凝土将处于-40~-196℃的低温使用环境中,设计文件对混凝土有特殊的耐久性和物理性能要求。因此,为了满足设计要求的混凝土性能,混凝土的准备必须根据高性能混凝土进行。要求混凝土性能如下:①抗压强度等级为C40/50(圆柱体/立方体),28d;②混合物和易性好,无分离;③易于浇筑和成型,坝落度损失小。新混凝土的工作性能应根据EN12350-5确定,扩展性应为(55±5)厘米,混凝土的工作性应在搅拌完成后2小时根据EN12350-5确定,扩展性应大于40厘米;④低温升;⑤低自收缩减少早期裂缝;⑥高气密性、高抗渗性,混凝土56dC1-渗透性应根据ASTMC12-1202-197(库仑12)。
 
第二,关键技术要点。
为了改善混凝土和易性,提高CI-渗透性、硫酸盐侵蚀性、渗透性、碳化性、抑制混凝土碱-集料反应等耐久性,研磨细粒化高炉渣粉是其中不可或缺的重要组成部分,经过大量试验,配合比中最低凝胶材料的使用量为385kg/m3,凝胶材料中的渣粉含量在36%以上,在65%以下的同时,与优质高效的添加剂复合,实现水泥石的基本均质致密化,改善水泥石和骨料的界面结构。
采用的磨细粒化高炉渣粉不仅比表面积大,活性高,混凝土配合比设计中配合量高,最高可达60%左右,新混凝土水库的落下度维持相当困难,施工要求新混凝土的工作性按EN12350-5测定扩展度(55±5)cm,混凝土的工作性在搅拌完成后2h按EN12350-5测定扩展度大于40cm,而且施工现场在我国南方,气温高,水库的落下度更加困难,因此总体来说对外加剂的要求①减水率大于EN12350-50-50,混凝土的落下度最好不要求减少。
设计方与施工方一致认为,只有采用羚羊酸系外加剂才能满足工程要求,经过大量筛选,最终决定选择江苏博特新材料有限公司生产的JM-PCA(I)混凝土超塑化剂。
 
三、使用情况。
由于其原材料和配合比的独特性,JM-PCA(I)超塑化剂和JM-PCA(III)保伟剂两种羚羊酸外加剂复合使用达到预期效果,接收站储罐施工至今生产混凝土约20000m3,混凝土均采用泵送施工。泵送时没有发生过堵塞泵的故障,混凝土泵送的泵压力相当于普通混凝土。混凝土试验件扩展度、标准养护混凝土立方体试验件150mm×150mm×150mm抗压强度统计结果如下:①初始扩展度平均值56cm②2h后扩展度平均值46cm
③7d强度平均值52.8MPa④28d强度平均值68.4MPa⑤标准偏差3.97MPa6最大值75.5MPa⑦最小值:63.0MPa。

 

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