18新利最新登入液体混凝土的工作原理

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中国的三峡大坝是世界上最大的水电站大坝,它是用流体混凝土建造的。
斯图尔特·迪/摄影师之选/盖蒂图片社

如果你和大多数人一样,你可能从来没有长时间认真思考过混凝土.当然,灰色的存在无处不在——在我们的道路上,桥梁停车场和车道——但其实并没有那么多,对吧?一辆卡车停了下来,把它扔在指定的地方,然后它就变硬了。瞧。人行道诞生了。但你可能会惊讶地发现,即使是在自己家里,也有很多方法可18新利最新登入以混合和浇铸无聊的混凝土。事实上,在过去的半个世纪里,有一种“食谱”非常受欢迎,从厨房台面到中国的三峡大坝(世界上最大的水力发电项目),你都能看到它的身影。这种极其多功能、超强的建筑材料是什么?答案是液体混凝土

所有混凝土一开始都是水泥某种类型的(就像沙子和砾石一样),并且由于水和水泥之间发生的化学反应而变硬(我们将在下一页讨论)。理想情况下,混凝土中应该有足够的水来与水泥完全反应——水过多或过少都会削弱最终产品。结果是具体的低衰退,这是工程师的一种说法,意思是它在潮湿时具有非常浓稠的稠度。虽然低坍落度的混凝土可以制成坚固的硬化混凝土,但当它潮湿时很难使用,因为它不够薄,无法渗入狭窄的空间。幸运的是掺合料这些添加剂可以使混凝土变薄,而不会使混凝土变弱(就像向混合物中添加更多的水一样)。一种这样的混合物,叫做强塑剂,用于制造液体混凝土。高效减水剂的强大之处在于,它使混凝土具有很高的坍落度,而不窃取其强度。掺有高效减水剂的混凝土在潮湿时非常流动,在硬化时非常坚固。

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虽然天然混凝土已经存在了7000年左右,现代硅酸盐水泥混凝土已经使用了大约200年,但流体混凝土是一项更新的发明。古代实验者曾尝试用牛奶、血液(是的,血液)和猪油等有机材料稀释混凝土,但收效甚微。直到20世纪50年代末和60年代初,德国和日本的工程师才首次开发出超减水剂。这种物质于1964年进入市场,并于20世纪70年代中期首次在美国上市。到1984年,估计生产了9000至1亿立方码(150至230万立方米)的液体混凝土[来源:Mielenz].今天它的使用很广泛。承包商喜欢这样一个事实:它易于泵送,填充狭窄的空间,很少或不需要压实来去除气泡,同时保持其高强度。

当然,这些神奇的好处要感谢科学。18新利最新登入高效减水剂是如何发挥作用的?

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流体混凝土背后的科学

首先,水使水泥颗粒相互吸引。当高效减水剂出现时,它们破坏了这种吸引力。然而,最终,即使水泥颗粒18新利最新登入不再相互吸引,它们也会被水水化,并形成晶体。"width=
首先,水使水泥颗粒相互吸引。当高效减水剂出现时,它们破坏了这种吸引力。然而,最终,即使水泥颗粒18新利最新登入不再相互吸引,它们也会被水水化,并形成晶体。

如果你仔细想想,流体混凝土是相当惊人的(是的,我们刚刚说过混凝土是惊人的)。它看起来比标准混凝土更湿更酸,尽管它有相同数量的在里面。18新利最新登入这怎么可能?为一个你可能在科学课上学过的简单得惊人的原理鼓掌电磁

要了解液体混凝土的工作原理,18新利最新登入你必须了解超级减水剂的工作原理,因为这种化学添加剂本质上是流体混凝土与标准混凝土的区别所在。强塑剂由钠盐或钙盐制成,并按四种方式之一分类:磺化三聚氰胺甲醛缩合物,磺化萘甲醛缩合物,改性木质素磺酸盐,以及其他如磺酸酯和碳水化合物酯。这些术语肯定很拗口,但它们的工作方式非常简单。当混凝土第一次混合时,水的存在导致水泥颗粒相互吸引,从而使批次变厚。高效减水剂分子是由长链和链接组成的,它们附着在水泥颗粒上,并给它们一个高负电荷。结果,它们相互排斥,就像一块磁铁的负极会推另一块磁铁的负极一样。由于水泥颗粒不再被其他颗粒吸引,混凝土仍保持流体状态。

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18新利最新登入然而,高效减水剂的效果只是暂时的。水泥颗粒虽然相互排斥,但当它们与混凝土中的水反应时,会慢慢水化。这个过程会导致氢氧化钙和水合硅酸钙在水泥的圆形表面上形成晶体,形成一个尖刺的球状,有点像甜口香糖。这些晶体慢慢地吞没了超减水剂,使它们不再能够发挥作用。如果没有负电荷使水泥颗粒分开,混凝土通常会在大约30到45分钟后再次变厚。可以添加更多的高效减水剂来使混凝土再次变薄,但随着晶体的生长并开始相互结合,需要越来越高的剂量来保持水泥颗粒之间的分离。

显然,流体混凝土是一种非常神奇的混合物。但它是如18新利最新登入何在建筑工地上发挥作用的呢?

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流体混凝土在建筑工地的应用

除非你住在岩石下,否则你一定见过用液体混凝土建造的东西。(或者,谁知道呢?也许你脚下的石头是一大块流动的混凝土。)承包商和工程师经常在工作中使用它,因为它更薄的稠度使它成为各种项目的理想选择。

在建筑中使用流体混凝土的一个好处是,它可以很容易地被泵到卡车无法到达的地方。为了推动稀薄的混合物,施工人员将其倒入安装在卡车或拖车上的专门设计的泵的料斗中。泵使混合物通过由塑料制成的管道橡胶它们要么沿着地面水平移动混凝土,要么连接在机械臂上(类似于樱桃采摘机上的机械臂)垂直运输混凝土。由于流体混凝土很薄,承包商可以将其泵到很远的地方或很高的地方,而不必像使用更厚的标准混凝土那样增加压力来保持流动。你可以把它比作用吸管喝苏打水和用吸管喝奶昔的区别;更稀的饮料喝起来更省力。

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流体混凝土也可用于填充形式——通常由木材或钢材制成的结构,可以帮助混凝土在潮湿时保持形状。你可能在建筑工地的人行道或车道边见过简单的形式;当混凝土变硬时,它们就会被移除。特别狭窄的形式(如那些墙),是大力加强(钢网或杆称为钢筋),或者有嵌入式项目(如管道或螺栓),可能充满了液体混凝土,因为它能够渗透到狭窄的空间和拥抱障碍。

使用流体混凝土还减少了必须在施工现场完成的工作。对于试图为建筑物或其他结构浇筑水平基础的建筑者来说,流体混凝土足够薄,它几乎可以自己变平,就像水在水中一样游泳池当它变得非常安静。时间也节省了,因为没有压实流体混凝土的工艺。标准混凝土必须使用一种特殊的工具进行压实,该工具由一个小型燃气或电动马达组成,连接到一端振动的短软管上。这种振动消除了倾倒时可能困在混合物中的气穴。流体混凝土不需要压实,因为空气不太可能被困在薄而粘稠的混合物中。

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在家中使用流体混凝土

当大多数人想到项目涉及混凝土时,他们会想象一个停车场——也许是一个在大卖场外绵延数英里的停车场。但流体混凝土正在进入一些意想不到的、不那么单调的地方——特别是人们的家。

考虑到流体混凝土的自流平能力,它可能是一个非常好的地板或露台板在家里和周围。18新利最新登入然而,考虑到使混凝土变薄的高效减水剂的额外费用,这种使用可能不划算。因此,流体混凝土在家庭中最常见的用途是厨房台面。

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没错,就是厨房台面。你可能见过用福米卡,瓷砖和花岗岩但混凝土台面正变得越来越受欢迎;它们超级耐用,而且很有现代感。混凝土台面是用液体或僵硬的混凝土。硬混凝土有非常厚的稠度——几乎像粘土一样——通常它的骨料是沙子。这意味着它很容易应用到模型上,但最终会在表面产生小陨石坑,气泡被困在模具上,无法从厚厚的腻子状混凝土中逃脱。有些人更喜欢这种外观——让人想起石头——但使用液体混凝土可以获得更光滑的表面。

当流体混凝土被用于制作台面时,骨料通常比较粗糙——砾石或碎石——和建筑中使用的混合料一样,它包括高效减水剂。超级减水剂意味着工作台面会有一个光滑的表面,它会很坚固,不容易收缩和开裂。尽管如此,这种薄的一致性意味着形式必须比刚性混凝土使用的更防水。你的厨房越精致,事情就越复杂。例如,如果你想在你的台面上安装一个集成水槽,可以在简单的形状周围压上坚硬的混合物,因为它可以固定住自己,但汤汁状的液体混合物需要更复杂的形状来支撑混凝土的四面。

混凝土台面可以用几种不同的方式安装。工匠们可以在车间里制作,然后安装在家里,或者直接倒在厨房里。无论哪种方法,混凝土都必须用钢筋或铁丝网加固。你可能会认为最终的产品看起来会是灰色的工业产品,但这并不总是正确的:在搅拌过程中可以添加各种颜料,使混凝土具有适合你特定口味的自定义颜色。完成后,这些台面可以为您的家增添一个美丽而持久的装饰。

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更多优质链接

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