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補(bǔ)償收縮混凝土范文第1篇

關(guān)鍵詞：補(bǔ)償收縮混凝土；超長混凝土結(jié)構(gòu)；無縫施工

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.088

1 引言

通過建筑學(xué)者的研究和工程師對(duì)大量混凝土工程的工程實(shí)踐，結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)的材料性能，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，裂縫問題是不可避免的。而混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中出現(xiàn)的裂縫在一定的范圍內(nèi)也是可以接受的，只要采取有效的措施來控制裂縫的的危害。鋼筋混凝土規(guī)范也明確規(guī)定[1]：在不同環(huán)境條件下，允許鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在一定寬度的裂縫。引起鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的原因很復(fù)雜，是由設(shè)計(jì)、施工、材料、環(huán)境及管理等眾多因素相互影響的綜合性問題，控制裂縫的產(chǎn)生要采取綜合的辦法，從設(shè)計(jì)方面、材料方面、施工方面的措施等綜合研究，相互配合，從而采取有效的措施來控制裂縫的產(chǎn)生，使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中盡可能的不出現(xiàn)裂縫，或裂縫的數(shù)量和寬度在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，避免有害裂縫的產(chǎn)生，確保工程質(zhì)量。

隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的加速，超長混凝土結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代工程建設(shè)中的應(yīng)用越來越廣泛，平面尺寸超長，寬度超寬，面積超大的建筑迅速出現(xiàn)，特別是一些大城市隨著交通問題和停車問題的日趨嚴(yán)重，地鐵的建設(shè)和地下停車場的建設(shè)逐漸增多，超長混凝土地下結(jié)構(gòu)對(duì)裂縫的控制更加嚴(yán)格。超長混凝土結(jié)構(gòu)為了防止裂縫的產(chǎn)生，更好的適用于地下建筑，一般采取不設(shè)縫或少設(shè)縫的無縫施工技術(shù)措施。在超長混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用方面我國已經(jīng)有大量的工程實(shí)踐案例，中國建筑材料科學(xué)研究院發(fā)明的《超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)與施工方法》（專利號(hào)931171126）提出了用補(bǔ)償收縮混凝土代替后澆帶的無縫施工技術(shù)。

用補(bǔ)償收縮混凝土代替后澆帶的無縫施工技術(shù)設(shè)計(jì)思路是“抗放兼施，以抗為主”，通過補(bǔ)償收縮混凝土中的膨脹劑產(chǎn)生的膨脹作用，使得混凝土受到鋼筋和鄰位外界的約束，產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力，該預(yù)應(yīng)力可以抵消由于混凝土收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力，防止混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫?！盁o縫”只是相對(duì)的，是指結(jié)構(gòu)的少縫或無縫，如鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)置的后澆帶。

2 補(bǔ)償收縮混凝土膨脹加強(qiáng)帶

通過對(duì)超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工技術(shù)的研究我們發(fā)現(xiàn)在眾多超長混凝土結(jié)構(gòu)施工方式中采取無縫施工技術(shù)是最為廣泛的一種方法，無縫施工技術(shù)采取的是用摻加適量膨脹劑的混凝土膨脹加強(qiáng)帶代替后澆帶，來達(dá)到預(yù)防混凝土開裂的目的。膨脹加強(qiáng)帶是指通過在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)的后澆帶部位澆筑由膨脹劑或膨脹水泥拌制的補(bǔ)償收縮混凝土，來達(dá)到延長構(gòu)件連續(xù)澆筑長度，防止混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。通過國內(nèi)外學(xué)者的大量研究和試驗(yàn)，補(bǔ)償收縮混凝土能夠避免或者大大減少混凝土構(gòu)件的開裂，并具有良好抗?jié)B性能的特點(diǎn)。摻加在補(bǔ)償收縮混凝土中的混凝土膨脹劑是在膨脹水泥的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種混凝土外加劑，在施工現(xiàn)場中直接摻加在硅酸鹽水泥中即可拌制成膨脹混凝土。補(bǔ)償收縮混凝土在膨脹加強(qiáng)帶中的使用重點(diǎn)要注意其膨脹劑的摻量和限制膨脹率，在實(shí)踐工程中，超長混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員和施工人員通過大量試驗(yàn)并結(jié)合具體工程來配制補(bǔ)償收縮混凝土。

2.1 混凝土膨脹劑

混凝土膨脹劑在超長混凝土結(jié)構(gòu)中的使用起到了至關(guān)重要的作用，混凝土膨脹劑的類型較多，我國使用比較廣泛?；炷僚蛎泟┌椿瘜W(xué)成分可以分為五類：氧化鈣類、硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣-氧化鈣類、氧化鎂類、氧化鐵類。國內(nèi)外絕大多數(shù)生產(chǎn)硫鋁酸鈣類膨脹劑，它以8%～12%摻入水泥中（等量取代水泥），形成鈣礬石（C3A?3CaSO4?32H2O）膨脹結(jié)晶。我國主要生產(chǎn)和使用的也是硫鋁酸鈣類膨脹劑。該膨脹劑在摻加過程中它等量取代水泥進(jìn)行混凝土的攪拌，一般情況下的摻量以8%～12%摻入水泥中，形成鈣礬石膨脹結(jié)晶。通過與水泥其他成分反應(yīng)，而生產(chǎn)鈣礬石晶體，鈣礬石的最大特點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生體積膨脹。該膨脹會(huì)全部抵消或部分抵消混凝土硬化過程中的收縮，同時(shí)混凝土膨脹受到鋼筋的約束，對(duì)鋼筋產(chǎn)生拉應(yīng)力，在混凝土中產(chǎn)生壓應(yīng)力，相當(dāng)于預(yù)應(yīng)力混凝土的特性，可以很好的防止鋼筋混凝土構(gòu)件的開裂。

將膨脹劑按內(nèi)摻法（替代等量膠凝材料）摻入混凝土或水泥砂漿中，由膨脹能建立起的預(yù)壓應(yīng)力可大致抵消混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力，使混凝土趨于致密及不裂或少裂，達(dá)到防滲漏目的。

2.2 補(bǔ)償收縮混凝土

補(bǔ)償收縮混凝土是指在施工現(xiàn)場摻加了各種膨脹劑拌制的混凝土，通過在混凝土水化過程中膨脹劑發(fā)生膨脹來抵抗混凝土的收縮，達(dá)到防止混凝土開裂的目的。用來補(bǔ)償混凝土的收縮而拌制的補(bǔ)償收縮混凝土的自應(yīng)力值較小，其自應(yīng)力值大小一般有兩種情況：一用于補(bǔ)償因混凝土收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力時(shí)，為0.2～0.7MPa；二用于后澆帶、膨脹加強(qiáng)帶和接縫工程的填充時(shí)，為0.5～1.0MPa。在這兩種情況下使用的補(bǔ)償收縮混凝土混凝土，由于自應(yīng)力很小，故在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一般不考慮自應(yīng)力的影響。為了使得補(bǔ)償收縮混凝土發(fā)揮補(bǔ)償收縮的性能，在膨脹劑的選擇上和膨脹劑的摻加量上要根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和膨脹劑的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來綜合考慮，同時(shí)也要根據(jù)具體工程來確定混凝土的限制膨脹率，確保補(bǔ)償收縮混凝土的補(bǔ)償收縮性能，保證工程質(zhì)量。

補(bǔ)償收縮混凝土對(duì)于提高能混凝土構(gòu)件的防水抗?jié)B性能，應(yīng)用非常廣泛，一般情況下宜用于混凝土結(jié)構(gòu)自防水工程，混凝土結(jié)構(gòu)接縫的填充，采取連續(xù)施工的超長混凝土結(jié)構(gòu)，和易產(chǎn)生裂縫的大體積混凝土結(jié)構(gòu)等工程中。

補(bǔ)償收縮混凝土的質(zhì)量除應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》GB50164的規(guī)定外，還應(yīng)符合設(shè)計(jì)所要求的混凝土的強(qiáng)度等級(jí)要求、以及滿足膨脹要求的限制膨脹率、膨脹劑的摻量的要求，和符合結(jié)構(gòu)使用要求的抗?jié)B等級(jí)和耐久性等技術(shù)指標(biāo)。

3 補(bǔ)償收縮混凝土在超長結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

3.1 超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工的意義

超長混凝土無縫施工技術(shù)是在混凝土中摻加一定量的膨脹劑補(bǔ)償收縮混凝土作為結(jié)構(gòu)材料，通過其在水硬化過程中產(chǎn)生膨脹作用，該膨脹由于受到結(jié)構(gòu)鋼筋等的約束，而產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力，來抵抗混凝土由于溫度和收縮變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力，防止混凝土結(jié)構(gòu)的收縮裂縫或把裂縫控制在無害裂縫的范圍內(nèi)。其特點(diǎn)是

（1）以“膨脹加強(qiáng)帶”而取消后澆帶與伸縮縫，補(bǔ)償收縮混凝土能連續(xù)澆筑施工，提高混凝土結(jié)構(gòu)的整體性，對(duì)有整體防水要求的地下混凝土結(jié)構(gòu)，提高了其防水性能。

（2）后澆帶一般需經(jīng)過42d以后才能進(jìn)行混凝土澆筑，采用補(bǔ)償收縮混凝土無縫施工技術(shù)，減少了施工中對(duì)后澆帶的處理這一繁瑣的施工環(huán)節(jié)，減化了施工程序，加快模板周轉(zhuǎn)，縮短了建設(shè)工期，降低了工程造價(jià)。

（3）通過大量的實(shí)踐研究，采用補(bǔ)償收縮混凝土膨脹加強(qiáng)帶，

（下轉(zhuǎn)第113頁）

（上接第104頁）

可以很好的防止混凝土結(jié)構(gòu)的溫度裂縫和收縮裂縫，增強(qiáng)了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和使用年限。

3.2 超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工應(yīng)用

超長混凝土無縫施工技術(shù)是用膨脹加強(qiáng)帶代替后澆帶，預(yù)防混凝土的開裂。在廣大建筑學(xué)者的共同努力和施工技術(shù)人員的不斷探索中，無縫施工技術(shù)越來越多的成功應(yīng)用到各建筑工程中。無縫施工技術(shù)的成功使用可以有效地避免按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)置的伸縮縫，提高超長混凝土結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性、防水防滲性及抗震性，同時(shí)也可以縮短工期，降低工程造價(jià)。

國內(nèi)對(duì)超長混凝土結(jié)構(gòu)的分析研究從王鐵夢(mèng)在20世紀(jì)50年代提出了有條件取消伸縮縫，以及“抗放兼施，以抗為主”的設(shè)計(jì)原則，到吳中偉、游寶坤等研制了一系列混凝土膨脹劑，成功的應(yīng)用到工程實(shí)際，并取得了良好的效果。這一階段超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工技術(shù)的施工，主要依靠對(duì)混凝土材料和施工技術(shù)的研究分析，采取一定的措施進(jìn)行控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，超長混凝土結(jié)構(gòu)收縮模型的建立，大型結(jié)構(gòu)有限元程序的應(yīng)用，超長混凝土結(jié)構(gòu)在收縮和溫度作用下的受力特點(diǎn)的分析計(jì)算，設(shè)計(jì)者可以有的放矢的進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和配筋。從而使超長混凝土結(jié)構(gòu)的使用更加廣泛。

海南省政府辦公大樓為超長混凝土結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)軸線總長度158m、總寬度38m，地下室底板軸線總長度158m、總寬度41m，地下建筑面積5866m2，在施工過程中采取總長度方向上無縫施工和預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)，有效地控制了裂縫的產(chǎn)生。

合肥“新地中心”建筑面積約70萬m2，地下室單層面積約6萬m2，長278m，寬213m，整個(gè)地下室采用補(bǔ)償收縮混凝土無縫施工技術(shù)，不設(shè)置永久伸縮縫。在超長地下室設(shè)計(jì)過程中，考慮大體積混凝土水化熱的影響，降低地下室地板和外墻厚度；在施工過程中，綜合考慮混凝土原材料、環(huán)境溫差及膨脹劑的所產(chǎn)生的收縮變形、溫度變形和徐變的影響，計(jì)算分析了膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)置間距和限制膨脹率的取值。通過合理的設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶，結(jié)合有效的結(jié)構(gòu)措施和施工措施，成功的實(shí)現(xiàn)了該超長地下室的無縫設(shè)計(jì)。

4 小結(jié)

通過大量工程實(shí)踐，補(bǔ)償收縮混凝土在超長混凝土結(jié)構(gòu)的有效使用，超長構(gòu)件不設(shè)置施工縫，提高了混凝土結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性，縮短了建設(shè)工期，降低了工程造價(jià)。在施工過程中應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求來配置補(bǔ)償收縮混凝土，強(qiáng)化施工環(huán)節(jié)，保證超長混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

補(bǔ)償收縮混凝土范文第2篇

【關(guān)鍵詞】補(bǔ)償；收縮混凝土；應(yīng)用；控制；措施

自20世紀(jì)80年代開始，混凝土膨脹劑在國內(nèi)的一些工程中得到了使用，對(duì)于膨脹劑的認(rèn)識(shí)也在不斷的加深中。利用膨脹劑水化產(chǎn)生的化學(xué)預(yù)應(yīng)力與機(jī)械預(yù)應(yīng)力相結(jié)合的需要，能較好地解決大面積和特殊混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題。進(jìn)入21世紀(jì)以來，國內(nèi)大面積混凝土梁板結(jié)構(gòu)和高強(qiáng)度混凝土結(jié)構(gòu)采用膨脹技術(shù)已有了較大的使用和發(fā)展。盡管是這樣的，補(bǔ)償收縮混凝土在各地的使用中還是出現(xiàn)了各種質(zhì)量問題。由于混凝土裂縫控制是綜合性的系統(tǒng)工程，處理必須從設(shè)計(jì)、施二、材料等方面都要采取相應(yīng)解決措施。現(xiàn)就目前國內(nèi)比較成熟的利用膨脹劑配制的補(bǔ)償收縮混凝土控制裂縫的方法，結(jié)合工程實(shí)踐提出一些措施供參考。

1 混凝土收縮的必然性與裂縫的可控性

控制混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫，有許多工程和成功經(jīng)驗(yàn)的介紹，其中王鐵夢(mèng)教授提出的“抗與放”的技術(shù)措施是應(yīng)用較多有效的實(shí)用技術(shù)，該技術(shù)允許增加變形的能力，以減小收縮應(yīng)力，“放”其變形。增加允許應(yīng)力變化的能力，“抗”其變形。在大多數(shù)情況下，應(yīng)用抗放結(jié)合理論是建立在混凝土的開裂必然出現(xiàn)的基礎(chǔ)上的。

混凝土膨脹劑及應(yīng)用的實(shí)踐及發(fā)展，為混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制增加了新的活力。建材研究院游寶坤教授指出：“應(yīng)該用系統(tǒng)的觀點(diǎn)解決混凝土工程裂縫問題”的見解是有獨(dú)特意義的。

塑性收縮出現(xiàn)在澆筑后終凝之前，這時(shí)混凝土泌水減少，表面蒸發(fā)的水分不能得到及時(shí)的補(bǔ)充，而混凝土尚處在塑性狀態(tài)，略微受一點(diǎn)拉力表面就會(huì)出現(xiàn)分布不規(guī)則不均勻的――龜裂。產(chǎn)生裂縫以后混凝土表面及體內(nèi)水分蒸發(fā)進(jìn)一步加快，于是裂縫迅速發(fā)展擴(kuò)大，混凝土由于環(huán)境溫差收縮也容易引起開裂。當(dāng)溫度上升時(shí)混凝土的彈性模量還很小，只有一小部分熱膨脹轉(zhuǎn)化成壓應(yīng)力，而這個(gè)時(shí)期混凝土還有很大的松弛應(yīng)力使壓應(yīng)力減小。

干燥收縮最容易體現(xiàn)到，水泥加水凝結(jié)后，水分消耗蒸發(fā)后，形成孔隙。研究表明：這部分絕對(duì)體積大約占混凝土總量的8％左右，如混凝土單位用量350ks／m3，則形成孔隙體積約25L／m3之火。而混凝土的自收縮與干燥收縮一樣，是由于水分的遷移引起的。但它不是由于水分向外界蒸發(fā)散失，而是因?yàn)樗嗨瘯r(shí)消耗水分造成凝膠孔內(nèi)水分的減少。產(chǎn)生其自身的干燥作用，混凝土內(nèi)部的濕度相對(duì)降低，體積則減小。

混凝土構(gòu)造進(jìn)入使用期間，上述幾種收縮變形巳基本完成。混凝土結(jié)構(gòu)的變形還是要受到環(huán)境溫度和濕度的影響，主要構(gòu)造鋼筋和混凝土后期的強(qiáng)度來抵抗結(jié)構(gòu)的脹縮變形。同時(shí)混凝土的收縮與膠凝材料的物理化學(xué)反應(yīng)和環(huán)境的溫度濕度有關(guān)，有階段性和疊加的效應(yīng)。

2 摻合料對(duì)補(bǔ)償混凝土的影響

在混凝土中摻入適量的外摻合料，可顯著的改善混凝土的和易性，降低混凝土的內(nèi)部水化熱，控制混凝土的溫差效應(yīng)。就目前使用最廣泛的粉煤灰而言，盡管在混凝土中有很多的優(yōu)越性能，但對(duì)于補(bǔ)償收縮混凝土來說，粉煤灰會(huì)降低膨脹率，隨著粉煤灰摻量的增加，膨脹率降低的幅度也會(huì)增大。

粉煤灰本身是沒有活性的，其活性的激發(fā)需要消耗水泥水化過程中產(chǎn)生的Ca(OH)2。這可以降低混凝土中的堿度，對(duì)抗蝕和抗碳化蝕有利。然而在補(bǔ)償收縮混凝土中，有利的同時(shí)也產(chǎn)生了弊端。目前大多數(shù)膨脹劑是硫鋁酸鈣類，膨脹劑產(chǎn)生膨脹的原因在于形成鈣礬石晶體，填充、堵塞混凝土中的空隙，進(jìn)而產(chǎn)生膨脹。

3 切實(shí)重視加強(qiáng)對(duì)膨脹混凝土的養(yǎng)護(hù)

補(bǔ)償收縮混凝土養(yǎng)護(hù)的重要性是不容置疑的。從以上的水化熱反應(yīng)式中就可直觀了解到膨脹劑的膨脹性能發(fā)揮需要大量的水。對(duì)于水平構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)，無論是澆水、覆蓋還是蓄水養(yǎng)護(hù)都能達(dá)到較好的效果，養(yǎng)護(hù)方法已得到普遍的采用和認(rèn)可。但對(duì)于豎向如墻體或梁柱側(cè)面，何時(shí)拆模并用什么樣的方式養(yǎng)護(hù)，多年來一直有些爭論。但爭論的意見主要是：(1)澆筑后1d松開模板，從頂端澆淋水，4～5d后再拆模，拆除模板后再養(yǎng)護(hù)至14d。此種觀點(diǎn)認(rèn)為如果1～2d拆模，這時(shí)混凝土的水化熱溫度開始上升，拆模后造成大的散熱面，加劇內(nèi)外溫差。因此在4～5d后混凝土高溫已過拆模養(yǎng)護(hù)合適。(2)模板置留時(shí)間不得低于7d，7d后養(yǎng)護(hù)至14d。此觀點(diǎn)為：采用這種養(yǎng)護(hù)方法，既能減少混凝土本身水分散失，又能保證混凝土在早期處于一個(gè)相對(duì)比較穩(wěn)定的溫度。避免了風(fēng)和太陽暴曬等外界因素影響。(3)模校48h后拆除，淋水養(yǎng)護(hù)14d。此種意見認(rèn)為：在混凝土溫升最高前拆除模板，淋水養(yǎng)護(hù)既能保證膨脹劑水化所需水分，又能降低混凝土中心最高溫度，減弱溫度應(yīng)力。

以上幾種養(yǎng)護(hù)方式都選擇避開混凝土水化溫度的最高時(shí)期(3～4d)，這是正確的，避免在混凝土內(nèi)外溫差最大時(shí)期拆模。經(jīng)過大量工程實(shí)踐，筆者還發(fā)現(xiàn)意見(1)理論上最可行，但施工中很難做到，模板緊貼墻體，以上面淋水難以滲透進(jìn)去。

在北方冬季，如果過早拆模，內(nèi)外溫差較大，澆水又可能導(dǎo)致混凝土遭受凍害，因此需要對(duì)混凝土保溫養(yǎng)護(hù)，即可按意見(2)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。雖然這樣做會(huì)因水分不足導(dǎo)致膨脹效果降低，但由于冬季混凝土水分蒸發(fā)量少，冷縮也小，與高溫季節(jié)相比，所需要的膨脹也較小。

夏季或南方氣候，混凝土及空氣溫度都高，水分蒸發(fā)加快，若不及時(shí)澆水及散熱，不但膨脹劑因缺水無法發(fā)揮膨脹效果，混凝土在干縮、自收縮和隨后的冷縮作用下，必然會(huì)出現(xiàn)開裂。在許多工程也曾經(jīng)多次見過，摻有膨脹劑的地下墻體或鋼筋混凝土水池拆模后就已看到大量裂縫的現(xiàn)實(shí)。因此，在夏天混凝土需在升溫峰值前拆模，然后淋水養(yǎng)護(hù)，既保證提供充足的補(bǔ)充用水，這層水膜能以穩(wěn)定的速度及時(shí)散熱，降低混凝土整體溫度，同時(shí)也阻擋了陽光、風(fēng)對(duì)表面水分的影響。上述意見(3)的養(yǎng)護(hù)方法較好。

結(jié)語

綜上所述，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是諸多因素導(dǎo)致的，在各種嘗試防裂的措施中，膨脹劑及鋼筋混凝土超長無縫設(shè)計(jì)控制裂縫的技術(shù)，通過在許多工程實(shí)踐應(yīng)用中，證明是行之有效的。但在具體采用中還是存在許多問題，以上從混凝土的收縮、摻合料、強(qiáng)度、養(yǎng)護(hù)幾方面結(jié)合工程實(shí)踐應(yīng)用探討了膨脹劑的具體問題，期望提高補(bǔ)償收縮混凝土的應(yīng)用水平，促進(jìn)混凝土膨脹劑行業(yè)有新的更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

補(bǔ)償收縮混凝土范文第3篇

關(guān)鍵詞：混凝土；膨脹劑；收縮混凝土；

Abstract: ordinary concrete is a very useful building materials, because of its lower limit elongation, in under the action of dry shrinkage, creep, temperature, etc is easy cause craze, leading to concrete engineering, reinforcement corrosion, leakage, affect the use function and service life. Think in terms of the raw materials of concrete, the reasonable use of expansive agent is one of the key to solve the problem. This article describes the concrete expansion agent, this paper analyzes the compensation shrinkage concrete expansion agent preparation and use of the limit, and puts forward appropriate right problems that should be paid attention to the use of concrete expansion agent and shrinkage of concrete cracks in the solution of the problem, for the design, construction and concrete mixing plant technical staff reference.

Key words: reinforced concrete; Expansive agent; Shrinkage of concrete;

中圖分類號(hào)：TU528.042文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104(2013)

一、混凝土膨脹劑

（一）混凝土膨脹劑及其分類

膨脹劑是在砂漿和混凝土中能通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生膨脹的外加劑?；炷僚蛎泟┑闹饕δ苁茄a(bǔ)償混凝土硬化過程中產(chǎn)生的干縮和冷縮?；炷僚蛎泟┯幸韵骂愋停?/p>

1、硫鋁酸鈣類

與水和水泥通過水化反應(yīng)而生成的鈣礬石混凝土膨脹劑。如明礬石膨脹劑，PPT、UEA、FS、AEA等。

2、氧化鈣類

與水和水泥通過水化反應(yīng)而生成的氫氧化鈣混凝土膨脹劑。如石灰膨脹劑。

3、硫鋁酸鈣-氧化鈣類

與水和水泥通過水化反應(yīng)而生成的鈣礬石和氫氧化鈣的混凝土膨脹劑。如CEA。

（二）混凝土膨脹劑作用原理

在自由條件下，將膨脹劑摻入混凝土中，使其與水泥產(chǎn)生水化反應(yīng)，能產(chǎn)生一定量的膨脹。在限制條件下，使膨脹能力轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力，相當(dāng)于提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，改善了內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)，從而推遲收縮的產(chǎn)生，較好地防止和減少收縮裂縫的出現(xiàn)。

（三）混凝土膨脹劑的適用范圍

1、補(bǔ)償收縮混凝土：地下、水中、海中、隧道等構(gòu)筑物，大體積混凝土（除大壩外），配筋路面合板、屋面與浴室?guī)浪?、?gòu)建補(bǔ)強(qiáng)、滲漏修補(bǔ)、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土、回填槽等。

2、填充用膨脹混凝土：結(jié)構(gòu)后澆縫、隧道堵頭、鋼筋與隧道之間的填充等。

3、填充用膨脹砂漿：機(jī)械設(shè)備的底座灌漿、地腳螺旋的固定、梁柱接頭、構(gòu)建補(bǔ)強(qiáng)、加固。

4、自應(yīng)力混凝土：僅用于常溫下使用的自應(yīng)力鋼筋混凝土壓力管。

5、混凝土膨脹劑的適用還應(yīng)特別注意：

含硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣－氧化鈣類膨脹劑配制的膨脹混凝土（砂漿）不得用于長期環(huán)境溫度為80℃以上的工程。 含氧化鈣類膨脹劑配制的膨脹混凝土（砂漿）不得用于海水或有侵蝕性水的工程。

摻膨脹劑的混凝土只適用于鋼筋混凝土工程和填充性混凝土工程。摻膨脹劑的大體積混凝土，其內(nèi)部最高溫度控制應(yīng)參照有關(guān)規(guī)范，混凝土內(nèi)外溫差宜小于25℃。摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土剛性屋面宜用于南方地區(qū)，其設(shè)計(jì)、施工應(yīng)按GB50207《屋面工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》進(jìn)行。

二、膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土的配制和使用限制

膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土的配制和使用受許多內(nèi)在與外在條件的限制，如果不能滿足使它發(fā)生作用的前提條件，就不能很好的發(fā)揮其作用。一般情況下的條件有：(1)約束條件(2)混凝土膨脹率(3)施工條件和技術(shù)(4)外加劑的種類和性質(zhì)(5)水泥和粗細(xì)骨料的情況等等。就混凝土本身的一些化學(xué)反應(yīng)過程而言，一直存有一些無法解釋或一些混凝土專家各有各的理論的情況。如有一方面或是幾方面考慮不周，都有可能導(dǎo)致開裂或是滲漏。

1、混凝土的約束分為內(nèi)部和外部約束,內(nèi)部主要指混凝土內(nèi)部變形受到內(nèi)部鋼筋的限制力；外部指混凝土的變形受到外部的模板、相鄰部位或構(gòu)件的阻擋與限制，以及各種情況產(chǎn)生和內(nèi)應(yīng)力和外應(yīng)力。在混凝土膨脹劑符合要求的情況下，如果約束力過小，而膨脹率過大會(huì)產(chǎn)生變形增大，使混凝土結(jié)構(gòu)疏松、強(qiáng)度降低，最終可能會(huì)引起開裂；所以相對(duì)而言混凝土膨脹率也不能太大。如果約束過大而混凝土膨脹率過小，則最終膨脹不足以補(bǔ)償干燥、冷縮、碳化等原因造成的收縮，同樣也有可能出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。

2、由于我們使用的水泥品種不同大多摻入混合材，活性不盡相同，膨脹劑摻入后水泥的膨脹率也不相同，其摻量應(yīng)根據(jù)實(shí)際水泥的情況來試配決定，而不能一味的按照廠家的說明統(tǒng)一摻入8%或是12%。一般膨脹劑應(yīng)用在混凝土中，都會(huì)與減水劑一起摻合使用，我們必須要考慮到減水劑與水泥是否適應(yīng)，所以在使用前一定要根據(jù)設(shè)計(jì)中的混凝土膨脹率要求、混凝土的施工坍落度要求進(jìn)行試配，并測(cè)定混凝土的限制膨脹率，確定合理的膨脹劑摻量值、減水劑的摻量和品種。當(dāng)然如果實(shí)際膨脹劑的膨脹率不夠、減水劑的減水率不能滿足要求，在試驗(yàn)室就很難配出合適的配比更不要說在施工現(xiàn)場了。

3、膨脹混凝土在正常工作中，是在有內(nèi)部和外部約束限制條件下使用的，除設(shè)計(jì)中應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，在墻體易出現(xiàn)收縮裂縫部位，其水平構(gòu)造的配筋率宜大于0.4%,水平間距宜小于150mm, 墻體的中部或頂端的300-400mm范圍內(nèi)水平筋間距宜為50-100mm。墻體與柱子連接部位宜插入長度￠8-10mm、1500-2000mm的加強(qiáng)鋼筋，插入柱子200-300mm，插入邊墻1200-1600mm，其配筋率應(yīng)提高到10%-12%。結(jié)構(gòu)開口部位和變形出入口部位應(yīng)增加配筋。施工中要注意養(yǎng)護(hù)，不要為了施工方便加大用水量，更不要趕進(jìn)度未等混凝土強(qiáng)度穩(wěn)定就進(jìn)行拆模，至使混凝土早期因應(yīng)力集中出現(xiàn)細(xì)小裂縫，成為潛在的危害。

4、前面提過膨脹劑和減水劑的選擇的重要性，膨脹劑品種很多，目前市場上用的最多的是鈣釩系列膨脹劑。實(shí)際工程存在很多問題，首先在膨脹劑的摻量上，配比報(bào)告中雖然明確了用量，但一些單位為節(jié)約成本原要摻11%，實(shí)際配比中摻6%或7%；甚至有的單位使用質(zhì)量差的品種或偽劣產(chǎn)品，這樣不光是混凝土膨脹率打折扣的問題，一定程度上這種配比或是材料就變得沒有任何意義了。在現(xiàn)場取樣時(shí)，我們見到了一個(gè)非常嚴(yán)重的問題，工人為了操作方便向攪拌車中加水，出料的坍落度至少在190mm，和泵送的自流平混凝土沒有什么區(qū)別。像這樣的混凝土加入再多的膨脹劑都于事無補(bǔ)，無法阻止的裂縫和質(zhì)量問題。這種現(xiàn)像很多施工現(xiàn)場都存在，只是后期好多實(shí)物填埋了看不到，所以就會(huì)出現(xiàn)開裂，滲漏等一系列的工程質(zhì)量問題。

5、膨脹劑的摻入會(huì)使混凝土的水化熱提高，容易產(chǎn)生溫度裂縫，所以在配制補(bǔ)償收縮混凝土?xí)r，水泥的用量不宜過大，選擇水泥時(shí)不得選用硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥和高鋁水泥。在粗細(xì)骨料的選擇上更要注意，粗骨料粒徑不宜大于30mm，減少細(xì)骨料作為填充料的量；要嚴(yán)格控制含泥量，因泥或泥塊中往往含有伊利石、蒙脫石、硅藻土等雜質(zhì)，這些物質(zhì)吸水后會(huì)大于原物質(zhì)的體積膨脹的幾倍，干燥后失水收縮就很容易產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。要嚴(yán)格控制云母含量、硫化物等。細(xì)度模數(shù)宜選用2.5以上的中砂，砂的細(xì)度對(duì)膨脹率的影響很大，砂過細(xì)比表面積增大，表面吸水率就會(huì)大幅提升，同樣重量的砂吸水量就會(huì)加大，因水泥化學(xué)反應(yīng)只需要12%-25%的用水量，多余的水份干燥后蒸發(fā)，就會(huì)在混凝土內(nèi)形成孔隙，失水收縮很容易產(chǎn)生裂縫。

三、補(bǔ)償收縮混凝土設(shè)計(jì)與施工

（一）膨脹率的限制

混凝土的限制膨脹率ε2在施工過程的質(zhì)量控制中起著重要作用。它與混凝土的強(qiáng)度成正相關(guān)關(guān)系。混凝土強(qiáng)度提高限制膨脹率也隨之提高。ε2數(shù)值越大,自應(yīng)力值越高,它的補(bǔ)償收縮、防裂抗?jié)B的能力就越強(qiáng)，反之，則正好相反。因此,限制膨脹率ε2是施工過程中工程防裂抗?jié)B的重要參數(shù)。

建筑結(jié)構(gòu)不同部位混凝土的抗裂規(guī)范也不盡相同。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)防水工程的混凝土最佳限制膨脹率如下：底板的混凝土限制膨脹率ε2=0.02%～0.025%,側(cè)墻的限制膨脹率ε2=0.03%～0.035%,后澆帶的限制膨脹率ε2=0.035%～0.045%。

（二）膨脹劑摻量控制

膨脹劑作為水泥的一部分其摻量的計(jì)算方法是按照等量替代膠凝材料的內(nèi)摻法。為達(dá)到補(bǔ)償收縮規(guī)定，在實(shí)際施工中,是根據(jù)不同的部位來確定摻入膨脹劑的數(shù)量的。摻量過少起不到作用，摻量過多不一定作用更好，反而可能會(huì)造成材料浪費(fèi)、增加成本，降低效益。例如：對(duì)于后澆帶或膨脹加強(qiáng)帶,需要用大膨脹混凝土填充,且需摻14%～15%的膨脹劑才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,如果摻入12%的膨脹劑就肯定不能滿足設(shè)計(jì)要求,還會(huì)引起混凝土開裂。

（三）配合比的控制

在實(shí)際的施工操作中，許多施工單位或攪拌站不根據(jù)混凝土配合比來摻入膨脹劑。雖然在試驗(yàn)室中的混凝土配合比是正確的，但許多施工單位和攪拌站專業(yè)的設(shè)備如膨脹劑計(jì)量裝置，施工人員就用斗代秤加料，憑自己的感覺摻入膨脹劑，這樣往往就造成了實(shí)際的配合比與實(shí)驗(yàn)室不符。例如實(shí)驗(yàn)室摻入U(xiǎn)EA12%，實(shí)際施工中卻只摻10％，膨脹劑起不到應(yīng)有的作用，混凝土不能實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償收縮的效果，最終造成開裂。因此在實(shí)際施工中必須加強(qiáng)膨脹劑摻入比例的監(jiān)理控制工作，使得配合達(dá)合乎施工規(guī)范。

（四）延長拌合的時(shí)間

實(shí)際施工中補(bǔ)償混凝土的拌合時(shí)間應(yīng)當(dāng)比普通混泥土?xí)r間要長，大約要多40秒鐘。這么做是為了使膨脹劑和水泥更好的融合，提高它的均質(zhì)性，保證混凝土和工程的質(zhì)量。不摻膨脹劑時(shí),混凝土是否均勻在表面上看不出,但摻膨脹劑后,由于膨脹劑在混凝土中分布不均勻,必然會(huì)因膨脹不均勻而引起開裂。有的工地預(yù)留摻膨脹劑的混凝土試塊在養(yǎng)護(hù)過程中有的發(fā)生開裂,顯然是因該部分拌和物含有過多膨脹劑。

結(jié)束語

近年來,混凝土膨脹劑得到了廣泛應(yīng)用,膨脹劑在各種抗裂防滲透工程應(yīng)用方面取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。但隨著用量的增大，補(bǔ)償收縮混凝土工程裂滲事故有隨用量激增而增多之勢(shì)，這是由于部分施工與技術(shù)人員對(duì)膨脹劑及其使用不夠了解，思想上存在一定的誤區(qū)造成的。因此要解決補(bǔ)償混凝土裂縫問題，就要工作人員了解膨脹劑，同時(shí)做好補(bǔ)償收縮混凝土的設(shè)計(jì)與施工管理。

參考文獻(xiàn)

補(bǔ)償收縮混凝土范文第4篇

關(guān)鍵詞:地下室底板;超長結(jié)構(gòu);加強(qiáng)帶;補(bǔ)償收縮混凝土;抗裂

中圖分類號(hào):TU92

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

文章編號(hào):1008-0422(2009)12-0120-02

1引言

現(xiàn)代建筑物正朝著大底盤、超長超高、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的方向發(fā)展,施工技術(shù)也在不斷地發(fā)展,如以膨脹加強(qiáng)帶取代后澆帶以實(shí)現(xiàn)超長結(jié)構(gòu)的無縫施工是一項(xiàng)近年來興起且廣泛應(yīng)用的建筑施工新技術(shù),它在預(yù)防地下室滲漏、減少施工工期、降低造價(jià)等方面作用明顯,因此,對(duì)加強(qiáng)帶補(bǔ)償收縮混凝土設(shè)計(jì)與施工技術(shù)進(jìn)行分析探討具有極強(qiáng)的理論和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

2工程概況

湖南永泰房地產(chǎn)開發(fā)有限公司開發(fā)的山水庭院一期工程項(xiàng)目,框剪結(jié)構(gòu),地上11層(共分六棟),地下2層,總建筑面積63391.91m2,其中地下室負(fù)2層長155.5m,寬58.2m,底板厚50cm,負(fù)一層長133.5m,寬68.6m,底板厚45cm,設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30,抗?jié)B等級(jí)為P6。

由于考慮樓盤交付時(shí)間的要求,施工工期較短,按原設(shè)計(jì)底板留置后澆帶的施工方案會(huì)增加施工成本及延長工期,經(jīng)開發(fā)商、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工四方研究論證,在保證工程質(zhì)量的前提下,決定采用“間歇式”無縫施工的技術(shù)方案。

3取消后澆帶的理論依據(jù)分析

根據(jù)原設(shè)計(jì)意圖,此后澆帶設(shè)置是為了釋放部分混凝土的收縮和變形,屬于伸縮后澆帶。根據(jù)《建筑物裂縫控制》中提出的混凝土裂縫間距計(jì)算公式:

式中,H――板或墻的計(jì)算厚度或高度(mm);

――混凝土的極限拉伸(×10-4);

E――混凝土的彈性模量(×104MPa);

C――地基對(duì)混凝土的約束系數(shù)(N/mm);

α――混凝土的熱膨脹系數(shù)(1×10-5/℃);

T――綜合溫差(℃);

arcch――雙曲余弦的反函數(shù)。

由上式可知:伸縮縫間距設(shè)計(jì)的重要影響因素是混凝土的溫差和收縮值變形。一般總是αT大于,如果我們采取措施,使趨近于

,則式中arcch值∞,可無需設(shè)置伸縮縫,這就要降低混凝土溫差和收縮值,或提高混凝土的極限拉伸。于是,采用微膨脹混凝土是一種有效的技術(shù)途徑。

研究表明:膨脹混凝土的主要變形有冷縮率St、干縮率Sd、受拉徐變率Ct、極限延伸率Sk、混凝土的限制膨脹率,其中,St及Sd是有害變形,Ct及是有益變形,當(dāng)D=-(St+Sd-Ct)≤Sk時(shí),混凝土處于受壓狀態(tài)不會(huì)產(chǎn)生裂縫。

摻有UEA-y的鋼筋混凝土在硬化過程中混凝土產(chǎn)生一定的膨脹,鋼筋約束混凝土的膨脹而受拉,而混凝土未充分膨脹受壓,鋼筋拉力與混凝土的壓力相互平衡。

設(shè)為混凝土預(yù)壓應(yīng)力(MPa)、As為鋼筋截面積、μ――配筋率(%)、Ae為混凝土截面積、Es為鋼筋彈性模量(MPa)、為混凝土膨脹率,則有Ae? =As? = As?Es?

,即=μ?Es? 。

可見在配筋率和鋼筋彈性模量確定的情況下,膨脹混凝土自應(yīng)力與膨脹率成正比。這樣膨脹加強(qiáng)帶的自應(yīng)力增大,對(duì)溫度收縮應(yīng)力補(bǔ)償能力也增大,從而防止了超長結(jié)構(gòu)的開裂。限制膨脹率隨著UEA-y摻量的增加而增加,可以通過調(diào)整UEA-y的摻量使混凝土獲得不同的預(yù)壓應(yīng)力。

4補(bǔ)償收縮混凝土抗裂計(jì)算

4.1混凝土中心最高溫度計(jì)算

Tmax=(W1Ql+W2Q2+ W3Q3)/rhC(2)

式中:W1、W2、W3分別為單方混凝土、水、UEA-y、粉煤灰用量,見表1。

Q1、Q2、Q3分別為上述材料的水化熱,相應(yīng)取值為320、300、150kJ/kg。

rh――混凝土容重,取2400kg/m3;

C――混凝土比熱容,取0.96kJ/kg℃。

計(jì)算Tmax =(288×320+35×300+50×150)/2400÷0.96=47.8(℃)

混凝土底板沿長度方向的散熱可以忽略,只考慮沿高度方向一維散熱,散熱系數(shù)取0.6,則水泥水化熱引起的溫升值T1=47.8×0.6=28.7℃,混凝土的平均入模溫度T2=22℃,預(yù)計(jì)混凝土中心最高溫度T3= T1+ T2=28.7+22=50.7℃。

4.2混凝土極限拉伸率計(jì)算

C30混凝土Rt=2.0MPa,配筋率μ=0.56%,鋼筋直徑d=16mm

=0.5Rf(1+ /d)×10-4

=0.5×2.0×(1+0.56/1.6)×10-4

=1.35×10-4

徐變使混凝土極限拉伸增加,提高了混凝土的極限變形能力。計(jì)算混凝土的實(shí)際極限拉伸率Sk= (1+0.5)=2.03×10-4。

4.3溫差變形率計(jì)算

施工期間預(yù)計(jì)環(huán)境溫度平均為T4=20℃

混凝土結(jié)構(gòu)在升溫時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生壓力,而降溫過程中產(chǎn)生拉應(yīng)力,由于混凝土受到鋼筋和基礎(chǔ)約束,取約束系數(shù)R=0.6。最不利的情況是,設(shè)混凝土中心最高溫度降至環(huán)境溫度時(shí),產(chǎn)生冷縮最大值為:

St=1.0×10-5×(T3- T4)×R=1.84×10-4

4.4計(jì)算干燥收縮率

Sd(t)=3.24×10-4 (1-e-0.01t)m1m2…mn

式中的m1m2…mn為影響因素,t為時(shí)間。

水泥品種:m1=1.00;水泥細(xì)度:m2=1.20;骨料:m3=1.00;水灰比:m4=1.10;

水泥漿量:m5=1.20;養(yǎng)護(hù)時(shí)間:m6=1.10;環(huán)境濕度:m7=0.90;約束:m8=0.6

代入公式得:Sd(28)=0.75×10-4。

4.5混凝土的限制膨脹率

考慮試驗(yàn)室與施工現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)條件的差別,本工程混凝土的限制膨脹率設(shè)計(jì)值 =2.9×10-4。

4.6混凝土最終變形值

補(bǔ)償收縮混凝土最終收縮變形D=- St- Sd =2.9×10-4-1.84×10-4-0.75×10-4=0.31×10-4

由于混凝土最終變形為正,混凝土呈受壓狀態(tài),所以混凝土不會(huì)開裂。

5地下室底板超長結(jié)構(gòu)加強(qiáng)帶設(shè)置

加強(qiáng)帶設(shè)計(jì)原理是在結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力最大的地方給予相應(yīng)的膨脹應(yīng)力補(bǔ)償。本工程具體做法,UEA-y加強(qiáng)帶底寬2m,上寬2.4m,帶的一側(cè)為臺(tái)階型,帶之間增加1/3的水平構(gòu)造鋼筋,帶的兩側(cè)分別鋪設(shè)密孔鐵絲網(wǎng),防止小膨脹混凝土流入加強(qiáng)帶。加強(qiáng)帶的混凝土采用C35/P8,施工縫應(yīng)鑿毛清冼干凈,用摻UEA-y=13%的混凝土澆入加強(qiáng)帶,隨后用小膨脹混凝土澆注帶外地段,見圖1、圖2。

6補(bǔ)償收縮混凝土混凝土配合設(shè)計(jì)

本工程地下室有汽車停車場、配電房,且面積較大,絕對(duì)不能有漏水?；炷翍?yīng)有足夠的補(bǔ)償收縮性能,故選用三摻技術(shù)來設(shè)計(jì)該工程混凝土配合比。

6.1原材料選用

(1)水泥:采用散裝32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥,水泥7d水化熱不大于270kJ/kg,C3A含量在8%以下,3d強(qiáng)度19.2MPa,28d強(qiáng)度39.2MPa。

(2)砂:采用本地質(zhì)地堅(jiān)硬,級(jí)配良好的天然河砂,細(xì)度模數(shù)為2.6~2.8,含泥量不大于l%,能有效地減少用水量,水泥用量也可相應(yīng)減少,降低了混凝土溫升并減少了混凝土的收縮。

(3)石子:采用本地5~40mm連續(xù)級(jí)配的機(jī)制碎石,含泥量不大于1%,針片狀含量不大于10%,空隙率少于40%。

(4)UEA-y高效膨脹劑:可在結(jié)構(gòu)中建立 σc=0.2~0.7MPa的預(yù)壓應(yīng)力,來補(bǔ)償混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的收縮引起的拉應(yīng)力。

(5)粉煤灰:選用I級(jí)灰,細(xì)度為10%,燒失量2.5%,28d抗壓強(qiáng)度比78%,由于粉煤灰的火山灰活性作用,孔的細(xì)化作用,內(nèi)核作用和、吸附作用,可以提高混凝土的力學(xué)性能與耐久性,并改善混凝土的和易性。

(6)木質(zhì)素磺酸鈣:降低單方混凝土的用水量,減少混凝土干縮量,輕微引氣能提高混凝土的抗?jié)B性能,對(duì)耐久性有利。在木質(zhì)素磺酸鈣溶液中加入硫酸鹽活性激發(fā)劑,能加速粉煤灰的火山灰反應(yīng)。

6.2施工配合比的確定

混凝土單方水泥用量越大,用水量越多,則收縮變形越大。摻人微引氣的減水劑不僅使混凝土的和易性明顯改善,同時(shí)又減少了約8%左右的拌合用水,減水后使混凝土回縮量減小。

混凝土骨料中的砂采用中砂,根據(jù)有關(guān)資料及試驗(yàn)表明:當(dāng)采用細(xì)度模數(shù)為2.8、平均粒徑為0.381的中砂,比采用細(xì)度模數(shù)為2.1、平均粒徑為0.336的細(xì)砂,每1m混凝土可減少用水量20~25kg,水泥用量可相應(yīng)減少25~35kg。

在配合比設(shè)計(jì)時(shí),考慮摻加適量的I級(jí)粉煤灰及高效膨脹劑,用適量I級(jí)粉煤灰取代水泥,可使水泥的顆粒級(jí)配更加合理化。在I級(jí)粉煤灰的微填充效應(yīng)和形貌效應(yīng)作用下,能使混凝土水單方用量適當(dāng)減少,加上I級(jí)粉煤灰的自生收縮是膨脹變形,這對(duì)混凝土抗裂是有利的;摻加一定量的高效膨脹劑來補(bǔ)償混凝土收縮引起的拉應(yīng)力。

通過試驗(yàn)室六個(gè)配合比各項(xiàng)性能的綜合評(píng)價(jià),確定了施工配合比,見表1、表2。

混凝土拌合物和易性好,不離析,不泌水,混凝土強(qiáng)度、膨脹率均達(dá)到試配要求。

7地下室底板超長結(jié)構(gòu)加強(qiáng)帶混凝土施工工藝

7.1混凝土攪拌及運(yùn)輸

施工現(xiàn)場采用750自落式攪拌機(jī)一臺(tái),砂、石、水、減水劑電子計(jì)量,水泥、UEA-y、粉煤灰由專人計(jì)量投放,混凝土攪拌采用減水劑后摻法,攪拌時(shí)間為2min,坍落度嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求控制在4.0~6.0cm,定時(shí)檢測(cè)混凝土坍落度,間接控制水灰比。當(dāng)砂、石含水率發(fā)生變化時(shí),及時(shí)調(diào)整施工配合比,使混凝土的工作性能達(dá)到最佳狀態(tài)。

混凝土運(yùn)輸采用拖拉機(jī)水平運(yùn)輸、塔吊垂直運(yùn)輸相結(jié)合。

7.2混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

由于南邊圍護(hù)發(fā)生問題,I加強(qiáng)帶改為“Z”字型。底板澆筑后進(jìn)行兩次壓面再進(jìn)行表面拉毛,以消除混凝土沉降裂縫及表面塑性收縮微裂縫。

混凝土表面具體處理程序:初凝前一次抹壓臨時(shí)覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)混凝土終凝前1～2h掀膜兩次抹壓覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)?；炷两K凝后設(shè)專人澆水養(yǎng)護(hù),保證混凝土表面潮濕狀態(tài),養(yǎng)護(hù)時(shí)間10~14d。

7.3混凝土施工質(zhì)量評(píng)價(jià)

由于各部門積極配合,工程進(jìn)展順利,底板混凝土澆筑完成至今已有3年多,未發(fā)現(xiàn)裂縫和滲漏現(xiàn)象,底板試塊留置41組,平均強(qiáng)度34.8MPa,最小值為30.2MPa,混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差Sfcu=2.86。

8結(jié)語

通過以上工程實(shí)踐表明,地下室底板超長結(jié)構(gòu)不設(shè)后澆帶采用補(bǔ)償收縮混凝土加強(qiáng)帶是可行的,補(bǔ)償收縮混凝土配合比應(yīng)綜合考慮混凝土的強(qiáng)度及限制膨脹率兩個(gè)指標(biāo),以滿足工程要求。加強(qiáng)帶處應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力的構(gòu)造筋,利用三摻技術(shù),可明顯改善混凝土的性能,提高混凝土早期抗裂能力,加快施工速度,縮短工期,降低造價(jià)。

參考文獻(xiàn):

[1]王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京:中國建筑丁業(yè)出版社,2002.

[2]中國建筑材料科學(xué)研究院.超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)與施工.1999.

[3]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.GB 50010-2002.中國建筑工業(yè)出版社,2002.

補(bǔ)償收縮混凝土范文第5篇

【關(guān)鍵詞】無縫施工；補(bǔ)償收縮混凝土；膨脹加強(qiáng)帶

中圖分類號(hào)：TU528文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1、無縫施工設(shè)計(jì)

1.1、補(bǔ)償收縮混凝土

補(bǔ)償收縮混凝土[2]是解決混凝土開裂比較理想的材料，在混凝土中摻加適量的膨脹劑，在鋼筋和鄰位等約束限制下，產(chǎn)生0.2～0.7MPa的預(yù)壓應(yīng)力，可大致抵消混凝土收縮拉應(yīng)力，從而防止混凝土開裂。

1.2、膨脹加強(qiáng)帶工作原理

補(bǔ)償收縮混凝土因膨脹劑的作用產(chǎn)生膨脹，使鋼筋受拉，而鋼筋對(duì)混凝土的限制使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，當(dāng)鋼筋的拉應(yīng)力與混凝土的壓應(yīng)力平衡時(shí)，則有：

Ac?σc＝As?σs＝As?Es?ε2

設(shè)μ＝A s／Ac

則σc＝μ?Es?ε2（1）

式中：σc―混凝土預(yù)壓應(yīng)力(MPa)

Ac―混凝土截面積

As―鋼筋截面積

σs―鋼筋拉應(yīng)力(MPa)

μ―混凝土配筋率（％）

Es―鋼筋彈性模量（MPa）

ε2―補(bǔ)償收縮混凝土的限制膨脹率，即：鋼筋伸長率（％）

由式（1）可見，在配筋率和鋼筋彈性模量確定的情況下，σc與ε2成正比關(guān)系，而限制膨脹率ε2隨膨脹劑的摻量增加而增加，所以通過調(diào)整膨脹劑摻量，可使混凝土獲得不同的預(yù)壓應(yīng)力。設(shè)想在σmax地方給與較大的膨脹應(yīng)力，而在兩側(cè)給與較小的膨脹應(yīng)力，全面地補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力，起到了補(bǔ)償作用[3]，從而控制了有序裂縫的出現(xiàn)。

1.3、膨脹加強(qiáng)帶布置原則

（1）間距必須根據(jù)公式計(jì)算；

（2）寬度不宜太窄，宜控制在2m，并應(yīng)在兩側(cè)用鋼絲網(wǎng)將帶內(nèi)和帶外混凝土分開；

（3）位置宜布置在拉應(yīng)力較大、配筋變化及截面突變的部位及應(yīng)力集中部位。

1.4、膨脹加強(qiáng)帶的構(gòu)造形式

（1）連續(xù)式構(gòu)造形式，施工時(shí)先澆筑加強(qiáng)帶左側(cè)的微膨脹混凝土，再澆筑加強(qiáng)帶膨脹，最后澆筑加強(qiáng)帶右側(cè)微膨脹混凝土，如此循環(huán)下去，可連續(xù)澆筑60m～120m的超長混凝土結(jié)構(gòu)。

（2）間歇式構(gòu)造形式，當(dāng)混凝土供應(yīng)量或施工力量達(dá)不到連續(xù)作業(yè)要求而無法連續(xù)施工時(shí)，可采用間歇式膨脹加強(qiáng)帶做法。

（3）后澆帶式構(gòu)造形式，當(dāng)混凝土無法連續(xù)施工時(shí)，也可以先澆筑加強(qiáng)帶兩側(cè)的補(bǔ)償收縮混凝土，再澆筑加強(qiáng)帶混凝土。

2、工程實(shí)例

2.1工程概況

以某綜合水池基礎(chǔ)底板為例；水池底板長88.9m，寬41.8m，厚0.7m，混凝土強(qiáng)度C30/C35,抗?jié)B等級(jí)P8，澆筑量約為2600m3。

2.2補(bǔ)償收縮混凝土的配制

水泥采用P?O42.5型水泥，其用量[4]不宜小于260kg/m3，C3A含量≤6%，C3S含量≤55%，堿含量≤0.7%；細(xì)骨料采用中砂，細(xì)度模數(shù)為2.3～3.0，含泥量≤0.2%；粗骨料采用碎石，連續(xù)級(jí)配5～31.5mm，含泥量≤1%。

混凝土配合比實(shí)配由預(yù)拌混凝土攪拌站進(jìn)行試配，見下表2.2；

名稱 水泥 細(xì)骨料 粗骨料 水 膨脹劑 防水劑 摻合料

微膨脹區(qū)域

C30,P8 P?O42.5 中砂 5～31.5 飲用水 BM低堿 BM多功能 II級(jí)粉煤灰

每m3用量 277 637 1184 176 34 25.1 84

膨脹加強(qiáng)帶區(qū)域

C35,P8 P?O42.5 中砂 5～31.5 飲用水 BM低堿 BM多功能 II級(jí)粉煤灰

每m3用量 266 651 1210 170 55 31.3 39

2.3膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)置

所謂的無縫設(shè)計(jì)是個(gè)相對(duì)的概念，根據(jù)結(jié)構(gòu)情況，可無縫或少縫，以摻加BM低堿膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土為基本材料，以加強(qiáng)帶取代伸縮后澆帶連續(xù)澆筑超長混凝土結(jié)構(gòu)；

（1）混凝土的絕熱溫升可簡化下式計(jì)算，

Th= （2）

式中： Th―混凝土最高絕熱溫升（℃）

W―每m3混凝土膠凝材料用量（kg/ m3），由表2.2得：420.1 kg/ m3

Q―膠凝材料的水化熱總量（kJ/kg）

大體積混凝土施工時(shí)所用水泥其3d水化熱宜小于240 kJ/kg,7d水化熱宜小于270 kJ/kg；故取Q3天=240kJ/kg，Q7天=270kJ/kg 代入下式，

（3）

可得Q0=298 kJ/kg，膠凝材料水化熱總量當(dāng)無實(shí)驗(yàn)依據(jù)時(shí)，可下式計(jì)算：Q=kQ0（4）

式中： Q――膠凝材料水化熱總量(kJ/kg)

k――不同摻量摻合料水化熱調(diào)整系數(shù)，參照GB50496-2009表B.1.3取值；

調(diào)整系數(shù)可按下式進(jìn)行計(jì)算：k = k1＋k2－1

綜上，由表2.2中相關(guān)數(shù)據(jù)可得粉煤灰摻量為20%，礦渣粉為0，代入k =0.95，代入式（4）得Q=283.1 kJ/kg。

C―混凝土的比熱取值范圍0.92～1.0（kJ/kg?℃），取0.95；

ρ―混凝土容重取值范圍2400～2500（kg/m3），取2400；

將各數(shù)值代入公式（2）后計(jì)算可得：Th=52.2℃

（2）混凝土內(nèi)部實(shí)際最高溫度

Tmt=Tf+R?Th （5）

式中：

Tmt―混凝土內(nèi)部實(shí)際最高溫度（℃）

Tf―混凝土入模溫度（℃），依據(jù)本地區(qū)同期經(jīng)驗(yàn)取25℃

R―混凝散熱系數(shù);散熱系數(shù)0.5～0.6，取0.6

代入式（5）后得：Tmt=56.32℃

（3）混凝土綜合溫差

混凝土綜合溫差=結(jié)構(gòu)實(shí)際溫差+砼收縮當(dāng)量溫差

T=（Tmt-T0）+Ty = （Tmt- T0）+εy（t）/α（6）

（7）

式中：―齡期為t時(shí)，混凝土的收縮當(dāng)量溫度；

T0―環(huán)境平均溫度，取15℃；

―齡期為t時(shí)混凝土收縮引起的相對(duì)變形值，t取30；

α―混凝土的線膨脹系數(shù)，取 1.0×10-5/℃；

―在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)狀態(tài)下混凝土最終收縮的相對(duì)變形值，取3.24×10-4

M1、M2……M11―考慮各種非標(biāo)準(zhǔn)條件的修正系數(shù)，可按GB50496表B.2.1取用

M1=1.0,M2=1.0,M3=1.0,M4=1.1，M5=0.93，M6=0.77，M7=0.54,M8=0.55,M9=1，

M10=0.86,M11=1。

代入式（7）得εy（30）=1.7×10-5

代入式（6）得：T=43.02℃

(4)膨脹加強(qiáng)帶間距

（8）

其中Es―鋼筋彈性模量，取2.0×105MPa

ε2―限制膨脹率，取1.5×10-4

E―混凝土的彈性模量，C30混凝土取3.0×104MPa

T―總降溫溫差（℃），以負(fù)值代入，即-43.02℃

H―基礎(chǔ)底板厚度，取700mm

Cx―地基水平阻力系數(shù)（N/mm3），取5×10-2N/mm3

α―混凝土的線膨脹系數(shù)，取 1.0×10-5

μ―配筋率（%），取值時(shí)不加百分?jǐn)?shù)，取0.25

Rf―混凝土極限抗拉強(qiáng)度（MPa），C30混凝土取1.43 MPa

代入式（8）后，L=56.87m；符合膨脹加強(qiáng)帶間距宜為30m～60m的規(guī)范JGJ/T178要求。

本工程底板長度88.9m大于最大整澆長度56.87m，澆筑寬度41.5m小于最大整體澆筑長度56.87m；故只需在基礎(chǔ)長度方向中間設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶。

（5）補(bǔ)償混凝土的抗裂驗(yàn)算

補(bǔ)償混凝土的最終變形：

∆ε=εy（t）+ε1-ε2 （9）

式中：―混凝土收縮的相對(duì)變形值；εy（30）=1.7×10-5；

ε2―限制膨脹率，取1.5×10-4；

ε1―混凝土溫度收縮，ε1=αTjR=2.48×10-4；

α―混凝土的線膨脹系數(shù)，取 1.0×10-5；

Tj―混凝土降溫溫差（℃），Tj= Tmt- T0=56.32-15=41.32℃；

T0―環(huán)境平均溫度，取15℃；

R―約束系數(shù)，地下底板取0.6。

數(shù)值代入式（9），得∆ε=1.15×10-4

鋼筋混凝土的最終極限拉伸可采用經(jīng)驗(yàn)公式：

εp=0.5Rf×（1+μ/d）×10-4×（1+0.5）=1.22×10-4

顯然，∆ε＜εp，不會(huì)開裂。

3、結(jié)束語

工程實(shí)踐表明以膨脹加強(qiáng)帶替代伸縮縫，可實(shí)現(xiàn)超長結(jié)構(gòu)的連續(xù)施工，同時(shí)簡化了施工工序、縮短了施工工期，降低了工程成本。

參考文獻(xiàn)

1王鐵夢(mèng) 工程結(jié)構(gòu)裂縫控制的綜合方法 施工技術(shù) 2000（3）：46

2游寶坤、李乃珍 膨脹劑及其補(bǔ)償收縮混凝土 中國建材工業(yè)出版社2005