導(dǎo)語：如何才能寫好一篇混凝土膨脹劑，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：膨脹劑；防水混凝土；限制膨脹率；摻量

隨著膨脹劑在防水混凝土中的廣泛應(yīng)用，因膨脹劑應(yīng)用不當(dāng)而引起的質(zhì)量事故不斷發(fā)生，以致有人誤認(rèn)為：不摻膨脹劑不裂，摻了反而會裂。膨脹劑在實際工程中的應(yīng)用效果波動很大，同一種膨脹劑在一個工程中防水抗裂效果顯著，用于另外類似的工程中卻失敗。摻了膨脹劑并非萬無一失，不正確的應(yīng)用甚至適得其反。膨脹劑的應(yīng)用技術(shù)愈來愈引起人們的重視。混凝土中任何材料的應(yīng)用離不開其綜合使用環(huán)境，本文著重介紹膨脹劑在防水混凝土中的正確應(yīng)用。

1、膨脹劑在防水混凝土中的作用機理

水泥水化發(fā)生體積收縮，混凝土中的水分蒸發(fā)產(chǎn)生干燥收縮，水泥水化產(chǎn)生大量水化熱和結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差變化引起收縮，這些收縮都會導(dǎo)致混凝土的裂縫，對結(jié)構(gòu)的剛性自防水是十分不利的。膨脹劑的主要功能是補償混凝土硬化過程中的早期干縮裂縫和中期水化熱引起的溫差收縮裂縫，減少收縮開裂，尤其適用于地下、水工、海工、地鐵等防水混凝土結(jié)構(gòu)工程。

如目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用的硫酸鈣類膨脹劑、若以適宜的摻量摻入混凝土中，可減少混凝土的裂縫。其作用機理為：硫酸鈣類膨脹劑與水泥反應(yīng)形成鈣礬石（C3A.CaSO4.32H2），并產(chǎn)生體積膨脹，在鋼筋和鄰位的約束限制條件下，可在混凝土中建立一定的預(yù)壓應(yīng)力（0.2～0.7MPa），改善混凝土的應(yīng)力狀態(tài)，提高抗裂性能，補償混凝土的收縮拉應(yīng)力，減少裂縫，從而提高防水性能。同時，由于鈣礬石具有填充、堵塞毛細(xì)孔縫的作用，改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，降低總孔隙率，從而提高了混凝土的抗?jié)B性能。

然而，膨脹劑并非萬能、一摻就靈的，只有科學(xué)使用膨脹劑，才能收到理想效果，否則會適得其反。

2、膨脹劑的選用和摻量

2.1結(jié)合工程實際選用合適類型的膨脹劑

《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GBJ50119—2003中規(guī)定，硫鋁酸鈣類、氧化鈣一硫鋁酸鈣類膨脹劑不能用于長期處于環(huán)境溫度為80℃以上的工程。雖然規(guī)范沒有限制長期的時間，但考慮到安全，如果沒有足夠的降溫措施，在厚度2m以上的混凝土結(jié)構(gòu)和厚度1m以上的基礎(chǔ)底板等厚大結(jié)構(gòu)中應(yīng)慎重使用膨脹劑。因為膨脹劑在厚大結(jié)構(gòu)內(nèi)，水化程度降低，膨脹能減小，甚至鈣礬石分解，達不到預(yù)期的補償收縮作用。為防止和減少混凝土溫度裂縫，其內(nèi)外溫差一般宜小于25℃。

應(yīng)用氧化鈣類膨脹劑時，由于CaO水化生成Ca（OH）2，而Ca（OH）2化學(xué)穩(wěn)定性差和膠凝性較差，它與CL-、SO42-、Na+、Mg2+等離子進行置換反應(yīng)，形成膨脹結(jié)晶體或被溶析出來，因此從耐久性角度考慮，該類膨脹劑不得用于海水和有侵蝕性介質(zhì)的工程。

采用復(fù)合型膨脹劑，如緩凝型復(fù)合膨脹劑，有利于商品混凝土的遠距離運輸和泵送；抗凍型復(fù)合膨脹劑則適用于冬期施工的膨脹混凝土。

2.2選用經(jīng)過嚴(yán)格檢測的膨脹劑

面對市場上種類繁多、良莠不齊的膨脹劑，選用時，最重要的是要看其是否符合《混凝土膨脹劑》JIC475—2001）標(biāo)準(zhǔn)。其中，應(yīng)特別注意21d空氣中限制膨脹率值是否合格。測定限制膨脹率時，對儀器、檢驗環(huán)境等要求非常嚴(yán)格。膨脹劑進入工程現(xiàn)場后，必須經(jīng)檢測合格后才能入庫、使用。劣質(zhì)膨脹劑經(jīng)常摻加粉煤灰，不能形成足夠的膨脹源，限制膨脹率不合格，因而不能很好地起補償收縮作用。

2.3混凝土限制膨脹率和限制干縮率的檢測

2.4確定膨脹劑的合適摻量

膨脹劑的主要功能是補償收縮，大量工程實踐表明，基于不同結(jié)構(gòu)部位的收縮變形值不同，各部位的防水混凝土的限制膨脹率和膨脹劑摻量也應(yīng)不同。

此外，膨脹劑與不同的水泥和減水劑的適應(yīng)性不同，在同一配合比下，也會產(chǎn)生不同的限制膨脹率。因此必須根據(jù)工程原材料試配補償收縮混凝土，配比除滿足混凝土坍落度、強度、抗?jié)B等級外，還應(yīng)滿足限制膨脹率的性能要求。膨脹劑只有摻量適宜，才能達到設(shè)計要求的限制膨脹率。

設(shè)計摻膨脹劑的防水混凝土配合比應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）水膠比不宜大于0.5.

2）用于補償收縮混凝土的水泥用量應(yīng)不小于320kg／m3；當(dāng)摻入摻合料時，水泥用量不應(yīng)小于280kg／m3；用于填充的膨脹混凝土膠凝材料用量應(yīng)不小于350kg／m3

3）膨脹劑摻量按等量取代膠凝材料的內(nèi)摻法

4）膨脹劑與其它外加劑復(fù)合使用要注意相容性。經(jīng)試驗確定種類和摻量

3、防水混凝土設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)的抗裂防滲控制是系統(tǒng)工程，作為設(shè)計單位，設(shè)計選用摻膨脹劑的補償收縮混凝土作為防滲方案時也應(yīng)注意正確應(yīng)用膨脹劑。

3.1應(yīng)注明限制膨脹率

首先，設(shè)計圖上指明生產(chǎn)廠家是違規(guī)的，但可推薦品牌種類。其次，不應(yīng)指定摻量，而應(yīng)標(biāo)明強度、抗?jié)B等級、限制膨脹率和限制干縮率，由用戶根據(jù)這些設(shè)計指標(biāo)要求通過試配確定適宜的膨脹劑摻量。

3.2采取必要的構(gòu)造措施

摻膨脹劑的混凝土是通過鋼筋和鄰位的約束在結(jié)構(gòu)中建立預(yù)壓應(yīng)力的，所以設(shè)計應(yīng)采用細(xì)而密的配筋原則，同時在結(jié)構(gòu)開口部位、變截面部位和出入口部位適量增加附加筋。

墻體由于施工困難、養(yǎng)護差、受外界溫差影響大，易出現(xiàn)縱向收縮裂縫，其水平構(gòu)造筋的配筋率宜大于0.4％，水平筋的間距一般宜小于150mm，墻體中部或頂端300～400mm范圍內(nèi)宜為50～100mm.

地下室和水工構(gòu)筑物的底板和邊墻的后澆縫最大間距不宜超過60m.對于強度等級C50～C60的墻體，單獨摻膨脹劑難以補償收縮應(yīng)力，設(shè)計可采用復(fù)合摻入膨脹劑和纖維的抗裂混凝土。

4、防水混凝土施工

4.1膨脹劑的計量

膨脹劑的摻加一定要保證計量準(zhǔn)確，摻量誤差應(yīng)小于±2％。膨脹劑摻少了，不能形成足夠的膨脹能，不能完全補償混凝土的收縮；摻多了，膨脹能太大，會導(dǎo)致膨脹開裂。

4.2防水混凝土的攪拌

現(xiàn)場拌制混凝土的拌和時間要比普通混凝土延長30s，以保證膨脹劑在混凝土中均勻分散。

4.3防水混凝土的澆筑

摻膨脹劑的混凝土澆筑方法和技術(shù)要求與普通混凝土基本相同：振搗必須密實，不得漏振、欠振和過振。在混凝土終凝之前，采用機械或人工多次抹壓，防止表面沉縮裂縫的產(chǎn)生。

4.4防水混凝土的養(yǎng)護

試驗表明，潮濕養(yǎng)護條件是確保摻膨脹劑混凝土膨脹性能的關(guān)鍵因素。因為在潮濕環(huán)境下，水分不會很快蒸發(fā)，鈣礬石等膨脹源可以不斷生成，從而使水泥石結(jié)構(gòu)逐漸致密，不斷補償混凝土的收縮。因此施工中必須采取相應(yīng)措施，保證混凝土潮濕養(yǎng)護時間不少于14d.

基礎(chǔ)底板易養(yǎng)護，一般用麻袋或草席覆蓋，定期澆水養(yǎng)護；能蓄水養(yǎng)護最好。

墻體等立面結(jié)構(gòu)，受外界溫度、濕度影響較大，易發(fā)生縱向裂縫。實踐表明，混凝土澆筑完后3～4d水化溫升最高，而抗拉強度很低，因此不宜早拆模板，應(yīng)采用保溫性能較好的膠合板，減少墻內(nèi)外的溫差應(yīng)力，從而減少裂縫。墻體澆筑完后，從頂部設(shè)水管慢慢噴淋養(yǎng)護。

冬期施工不能澆水，并應(yīng)注意保溫養(yǎng)護。

4.5防水混凝土的維護保養(yǎng)

膨脹劑主要解決混凝土的早期干縮裂縫和中期水化熱引起的溫度收縮裂縫，對于后期氣候變化產(chǎn)生的溫差裂縫是難以解決的，因此要注意對結(jié)構(gòu)的及時保養(yǎng)，如地下室完成后。要及時回填土。

篇2

[論文摘要]膨脹劑在混凝土施工中的大量應(yīng)用，根據(jù)目前市場膨脹劑質(zhì)量現(xiàn)狀和工程中存在的問題，結(jié)合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用技術(shù)規(guī)程，提出如何正確使用混凝土膨脹劑。

近年來，隨著高層建筑和地下空間利用的發(fā)展，大面積、大體積的混凝土在地下室結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用。底板、側(cè)墻、后澆帶或膨脹加強帶混凝土均摻有適當(dāng)?shù)呐蛎泟?。在混凝土拌合物中摻加適量的膨脹劑來補償其收縮，是防止或減小混凝土產(chǎn)生裂縫的有效方法之一，因此，使用范圍不斷擴大，促進了建筑工程設(shè)計和施工技術(shù)的進步和發(fā)展。

一、膨脹劑使用中存在的誤區(qū)

（一）摻膨脹劑的補償收縮混凝土配合比設(shè)計不明，膨脹劑采用何種方法不明確。當(dāng)使用粉煤灰摻合料時，配比又應(yīng)當(dāng)如何設(shè)計？在配制防滲混凝土?xí)r，按規(guī)范規(guī)定：水泥用量不得小于300kg/m3，如摻入粉煤灰，則水泥用量不得小于280kg/m3，以此為基準(zhǔn)設(shè)計膨脹劑的混凝土配合比。由于各廠的水泥和粉煤灰活性不同，各地砂石質(zhì)量差異較大，施工選用混凝土的坍落度也不同，因此，試驗室應(yīng)參考以往的經(jīng)驗，結(jié)合試驗中得到的技術(shù)參數(shù)，確定基準(zhǔn)混凝土的水泥和粉煤灰單方用量，再計算膨脹劑的摻量。

（二）大多數(shù)施工單位委托試驗和與混凝土攪拌站簽定合同時，只要求提供滿足摻膨脹劑混凝土的坍落度、強度和抗?jié)B等級的配合比數(shù)據(jù)，不提混凝土限制膨脹率的指標(biāo)。存在膨脹劑“一摻就靈”的盲目思想，這是使用膨脹劑的最大誤區(qū)。根據(jù)GBJ11988規(guī)范，摻膨脹劑的補償收縮混凝土的特性指標(biāo)是：水中養(yǎng)護14d的限制膨脹率≥0.015%。膨脹劑主要用途是補償收縮，根據(jù)大量工程實踐表明，防水工程的底板、側(cè)墻、后澆帶或膨脹加強帶混凝土的限制膨脹率在一定范圍內(nèi)為宜。不同的結(jié)構(gòu)部位的抗裂要求不同，因此，膨脹劑摻量是不同的。由于膨脹劑與水泥及減水劑(泵送劑)之間存在適應(yīng)性的問題，在同一配合比下，使用不同的水泥及減水劑(泵送劑)，混凝土產(chǎn)生的膨脹率也不同。必要根據(jù)工地原材料進行補償收縮混凝土的試配。

（三）在實際工程中，混凝土結(jié)構(gòu)則受到鋼筋和鄰位的約束。試驗表明，帶模養(yǎng)護的膨脹混凝土試件的限制強度比自由強度高10%－15%，所以，不必?fù)?dān)心摻膨脹劑的混凝土強度下降。不能以7d自由強度作判斷，應(yīng)以28d強度是否達到試配強度為準(zhǔn)。

（四）膨脹劑摻量有意和無意少摻是使用補償收縮混凝土的又一個誤區(qū)。現(xiàn)實中發(fā)現(xiàn)，施工現(xiàn)場不能正確使用試驗室提供的混凝土配合比，在實際操作中，許多工地和攪拌站沒有專門的膨脹劑計量裝置，靠人工以斗代秤加料，由于監(jiān)督不力和人工加料的隨意性，大多是少摻。更有甚者，某些攪拌站從經(jīng)濟利益出發(fā)，故意少摻或不摻膨脹劑。

（五）有的用戶拘泥于膨脹劑的推薦摻量。如某產(chǎn)品摻量為10%-12%，在特殊結(jié)構(gòu)部位用戶卻不敢超過12%，這也是使用的誤區(qū)。實際工程中，如后澆帶或膨脹加強帶，要用大膨脹率的膨脹混凝土填充，要求混凝土膨脹率達到0.035%-0.045%，混凝土強度提高5MPa，要摻入14%-15%膨脹劑才能達到。如只限于摻12%就不能滿足設(shè)計要求，有可能開裂，所以，應(yīng)根據(jù)不同結(jié)構(gòu)部位，科學(xué)地?fù)饺氩煌瑪?shù)量的膨脹劑，才能達到補償收縮的要求。

二、關(guān)于復(fù)合膨脹劑

復(fù)合膨脹劑是用膨脹劑和化學(xué)外加劑配制的產(chǎn)品，可用于拌制緩凝、早強、防凍和高性能的泵送混凝土。該產(chǎn)品曾列入《混凝土膨脹劑》建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC4761998中，但在實施中發(fā)現(xiàn)不少問題：

（一）質(zhì)檢部門對檢測提出要求。復(fù)合膨脹劑由于摻入減水劑、防凍劑等化學(xué)外加劑，膨脹劑使用砂漿檢驗，化學(xué)外加劑使用混凝土檢驗。檢測十分繁雜，而結(jié)果往往相佐。如膨脹劑規(guī)定堿含量≤0.75%，由于減水劑(泵送劑)、早強劑和防凍劑中含有硫酸鈉，故堿含量往往超標(biāo)，由于復(fù)合膨脹劑中摻入減水劑，容易蔽蓋了膨脹劑本身的質(zhì)量問題。

（二）混凝土攪拌站提出：由于水泥品種不同，按廠家推薦的復(fù)合膨脹劑摻量，難以達到混凝土的坍落度要求，有時坍落度損失大，難以泵送，這時，攪拌站要增添泵送劑才能達到，使用麻煩?；谏鲜鰞蓷l理由，新修改的JC4762001標(biāo)準(zhǔn)中，已取消《復(fù)合膨脹劑》這種產(chǎn)品，請使用單位明鑒。但是，復(fù)合膨脹劑具有多功能和使用方便的優(yōu)點。如用戶愿意使用復(fù)合膨脹劑，生產(chǎn)廠家可按用戶要求提品，但要做好現(xiàn)場售后服務(wù)工作。

三、設(shè)計中注意的問題

建筑結(jié)構(gòu)抗裂抗?jié)B控制是一個系統(tǒng)工程，許多設(shè)計單位推薦使用摻膨脹劑的補償收縮混凝土作為一個防裂措施，但部分技術(shù)人員對膨脹劑的正確使用不了解，也存在一些誤區(qū)。

（一）在設(shè)計圖紙上指明廠家和摻量是錯誤的，合理的說明是：“采用摻膨脹劑的補償收縮混凝土、強度等級、抗?jié)B標(biāo)號、混凝土水中14d限制膨脹率大于0.015%(或者根據(jù)不同結(jié)構(gòu)部位提出更高的膨脹率)。”這樣，可以由用戶選擇膨脹劑廠家及其合理確定摻量，達到設(shè)計要求。

（二）混凝土變形(膨脹和收縮)與限制是一對矛盾的統(tǒng)一體。膨脹要通過鋼筋和鄰位約束才能在結(jié)構(gòu)中建立預(yù)壓應(yīng)力。所以，要求設(shè)計者采用細(xì)而密的配筋原則，個別開口部和墻柱連接處由于應(yīng)力集中易開裂，應(yīng)增添附加鋼筋。由于墻體難施工、養(yǎng)護差，受外界溫差影響大， 易出現(xiàn)縱向裂縫。要求墻體的水平構(gòu)造筋的間距小于150mm，配筋率在0.5%左右，在墻中部1m范圍內(nèi)，水平筋的間距加密至80～100mm，形成一道“暗梁”，以平衡收縮應(yīng)力；水平筋應(yīng)放在受力豎筋外測，確?；炷帘Ｗo層厚度。

四、施工中注意的問題

施工單位對建筑結(jié)構(gòu)的裂縫十分頭疼，認(rèn)為混凝土中加入膨脹劑就能迎刃解決，這也是個誤區(qū)。除了設(shè)計上保證合理配筋和補償收縮混凝土的配合比保證足夠的限制膨脹率外，施工管理則是關(guān)鍵。

（一）工地或攪拌站不按混凝土配合比摻入足夠量的膨脹劑是普遍存在的現(xiàn)象，由此造成澆筑的混凝土膨脹效應(yīng)極低，何以補償收縮?因此，確保膨脹劑摻量的準(zhǔn)確性極為重要。

（二）現(xiàn)場拌制混凝土的拌和時間要比普通混凝土延長30s，以保證膨脹劑和水泥、減水劑(泵送劑)拌合均勻，提高其勻質(zhì)性。

（三）混凝土布料，震搗應(yīng)按施工規(guī)范進行。

（四）膨脹混凝土要有充分濕養(yǎng)護才能更好的發(fā)揮其膨脹效應(yīng)，對摻膨脹劑的混凝土提出更嚴(yán)格的養(yǎng)護要求，養(yǎng)護期不小于14d。

（五）邊墻出現(xiàn)裂縫是個難題，施工中應(yīng)要求混凝土震搗密實、勻質(zhì)。有的單位為加快施工進度，澆筑混凝土12d內(nèi)就拆模板，其實這時混凝土的水化熱升溫最高，早拆模板造成散熱快，增加了墻內(nèi)外溫差，易于出現(xiàn)溫差裂縫。施工實踐證明，墻體宜用保濕較好的膠合板制模，混凝土澆完后，在頂部設(shè)水管慢淋養(yǎng)護，墻體宜在第5d拆模，然后盡快用麻包片貼墻并噴水養(yǎng)護，保濕養(yǎng)護1014d。

（六）即使用補償收縮混凝土澆筑墻體，也要以30－40m分段澆筑。每段之間設(shè)2m寬膨脹加強帶，并設(shè)鋼板止水片，可在28d后用大膨脹混凝土回填，養(yǎng)護不小于14d。

（七）底板宜用蓄水養(yǎng)護，冬季施工要用塑料薄膜和保溫材料進行保溫保濕養(yǎng)護；樓板宜用濕麻袋覆蓋養(yǎng)護。

（八）即使采取各種措施，尤其C40以上混凝土，墻體也難免不出現(xiàn)裂縫，有的12d拆模板后就發(fā)現(xiàn)有裂縫，這是混凝土內(nèi)外溫差引起的，要設(shè)法降低水泥用量，減少混凝土早期水化熱。

（九）混凝土澆筑完后，建筑物進入使用階段，有些單位不注意維護保養(yǎng)，在竣工之前就出現(xiàn)裂縫，這是氣溫和濕度變化引起的，因此，地下室完成后，要及時復(fù)土，樓層盡快做墻體維護結(jié)構(gòu)，屋面要盡快作做防水保溫層。

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關(guān)鍵詞：膨脹劑；防水混凝土；限制膨脹率；摻量

隨著膨脹劑在防水混凝土中的廣泛應(yīng)用，因膨脹劑應(yīng)用不當(dāng)而引起的質(zhì)量事故不斷發(fā)生，以致有人誤認(rèn)為：不摻膨脹劑不裂，摻了反而會裂。膨脹劑在實際工程中的應(yīng)用效果波動很大，同一種膨脹劑在一個工程中防水抗裂效果顯著，用于另外類似的工程中卻失敗。摻了膨脹劑并非萬無一失，不正確的應(yīng)用甚至適得其反。膨脹劑的應(yīng)用技術(shù)愈來愈引起人們的重視。混凝土中任何材料的應(yīng)用離不開其綜合使用環(huán)境，本文著重介紹膨脹劑在防水混凝土中的正確應(yīng)用。

1、膨脹劑在防水混凝土中的作用機理

水泥水化發(fā)生體積收縮，混凝土中的水分蒸發(fā)產(chǎn)生干燥收縮，水泥水化產(chǎn)生大量水化熱和結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差變化引起收縮，這些收縮都會導(dǎo)致混凝土的裂縫，對結(jié)構(gòu)的剛性自防水是十分不利的。膨脹劑的主要功能是補償混凝土硬化過程中的早期干縮裂縫和中期水化熱引起的溫差收縮裂縫，減少收縮開裂，尤其適用于地下、水工、海工、地鐵等防水混凝土結(jié)構(gòu)工程。

如目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用的硫酸鈣類膨脹劑、若以適宜的摻量摻入混凝土中，可減少混凝土的裂縫。其作用機理為：硫酸鈣類膨脹劑與水泥反應(yīng)形成鈣礬石（C3A.CaSO4.32H2），并產(chǎn)生體積膨脹，在鋼筋和鄰位的約束限制條件下，可在混凝土中建立一定的預(yù)壓應(yīng)力（0.2～0.7MPa），改善混凝土的應(yīng)力狀態(tài)，提高抗裂性能，補償混凝土的收縮拉應(yīng)力，減少裂縫，從而提高防水性能。同時，由于鈣礬石具有填充、堵塞毛細(xì)孔縫的作用，改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，降低總孔隙率，從而提高了混凝土的抗?jié)B性能。

然而，膨脹劑并非萬能、一摻就靈的，只有科學(xué)使用膨脹劑，才能收到理想效果，否則會適得其反。

2、膨脹劑的選用和摻量

2.1結(jié)合工程實際選用合適類型的膨脹劑

《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GBJ50119—2003中規(guī)定，硫鋁酸鈣類、氧化鈣一硫鋁酸鈣類膨脹劑不能用于長期處于環(huán)境溫度為80℃以上的工程。雖然規(guī)范沒有限制長期的時間，但考慮到安全，如果沒有足夠的降溫措施，在厚度2m以上的混凝土結(jié)構(gòu)和厚度1m以上的基礎(chǔ)底板等厚大結(jié)構(gòu)中應(yīng)慎重使用膨脹劑。因為膨脹劑在厚大結(jié)構(gòu)內(nèi)，水化程度降低，膨脹能減小，甚至鈣礬石分解，達不到預(yù)期的補償收縮作用。為防止和減少混凝土溫度裂縫，其內(nèi)外溫差一般宜小于25℃。

應(yīng)用氧化鈣類膨脹劑時，由于CaO水化生成Ca（OH）2，而Ca（OH）2化學(xué)穩(wěn)定性差和膠凝性較差，它與CL-、SO42-、Na+、Mg2+等離子進行置換反應(yīng)，形成膨脹結(jié)晶體或被溶析出來，因此從耐久性角度考慮，該類膨脹劑不得用于海水和有侵蝕性介質(zhì)的工程。

采用復(fù)合型膨脹劑，如緩凝型復(fù)合膨脹劑，有利于商品混凝土的遠距離運輸和泵送；抗凍型復(fù)合膨脹劑則適用于冬期施工的膨脹混凝土。

2.2選用經(jīng)過嚴(yán)格檢測的膨脹劑

面對市場上種類繁多、良莠不齊的膨脹劑，選用時，最重要的是要看其是否符合《混凝土膨脹劑》JIC475—2001）標(biāo)準(zhǔn)。其中，應(yīng)特別注意21d空氣中限制膨脹率值是否合格。測定限制膨脹率時，對儀器、檢驗環(huán)境等要求非常嚴(yán)格。膨脹劑進入工程現(xiàn)場后，必須經(jīng)檢測合格后才能入庫、使用。劣質(zhì)膨脹劑經(jīng)常摻加粉煤灰，不能形成足夠的膨脹源，限制膨脹率不合格，因而不能很好地起補償收縮作用。

2.3混凝土限制膨脹率和限制干縮率的檢測

2.4確定膨脹劑的合適摻量

膨脹劑的主要功能是補償收縮，大量工程實踐表明，基于不同結(jié)構(gòu)部位的收縮變形值不同，各部位的防水混凝土的限制膨脹率和膨脹劑摻量也應(yīng)不同。

此外，膨脹劑與不同的水泥和減水劑的適應(yīng)性不同，在同一配合比下，也會產(chǎn)生不同的限制膨脹率。因此必須根據(jù)工程原材料試配補償收縮混凝土，配比除滿足混凝土坍落度、強度、抗?jié)B等級外，還應(yīng)滿足限制膨脹率的性能要求。膨脹劑只有摻量適宜，才能達到設(shè)計要求的限制膨脹率。

設(shè)計摻膨脹劑的防水混凝土配合比應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）水膠比不宜大于0.5.

2）用于補償收縮混凝土的水泥用量應(yīng)不小于320kg／m3；當(dāng)摻入摻合料時，水泥用量不應(yīng)小于280kg／m3；用于填充的膨脹混凝土膠凝材料用量應(yīng)不小于350kg／m3

3）膨脹劑摻量按等量取代膠凝材料的內(nèi)摻法

4）膨脹劑與其它外加劑復(fù)合使用要注意相容性。經(jīng)試驗確定種類和摻量

3、防水混凝土設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)的抗裂防滲控制是系統(tǒng)工程，作為設(shè)計單位，設(shè)計選用摻膨脹劑的補償收縮混凝土作為防滲方案時也應(yīng)注意正確應(yīng)用膨脹劑。

3.1應(yīng)注明限制膨脹率

首先，設(shè)計圖上指明生產(chǎn)廠家是違規(guī)的，但可推薦品牌種類。其次，不應(yīng)指定摻量，而應(yīng)標(biāo)明強度、抗?jié)B等級、限制膨脹率和限制干縮率，由用戶根據(jù)這些設(shè)計指標(biāo)要求通過試配確定適宜的膨脹劑摻量。

3.2采取必要的構(gòu)造措施

摻膨脹劑的混凝土是通過鋼筋和鄰位的約束在結(jié)構(gòu)中建立預(yù)壓應(yīng)力的，所以設(shè)計應(yīng)采用細(xì)而密的配筋原則，同時在結(jié)構(gòu)開口部位、變截面部位和出入口部位適量增加附加筋。

墻體由于施工困難、養(yǎng)護差、受外界溫差影響大，易出現(xiàn)縱向收縮裂縫，其水平構(gòu)造筋的配筋率宜大于0.4％，水平筋的間距一般宜小于150mm，墻體中部或頂端300～400mm范圍內(nèi)宜為50～100mm.

地下室和水工構(gòu)筑物的底板和邊墻的后澆縫最大間距不宜超過60m.對于強度等級C50～C60的墻體，單獨摻膨脹劑難以補償收縮應(yīng)力，設(shè)計可采用復(fù)合摻入膨脹劑和纖維的抗裂混凝土。

4、防水混凝土施工

4.1膨脹劑的計量

膨脹劑的摻加一定要保證計量準(zhǔn)確，摻量誤差應(yīng)小于±2％。膨脹劑摻少了，不能形成足夠的膨脹能，不能完全補償混凝土的收縮；摻多了，膨脹能太大，會導(dǎo)致膨脹開裂。

4.2防水混凝土的攪拌

現(xiàn)場拌制混凝土的拌和時間要比普通混凝土延長30s，以保證膨脹劑在混凝土中均勻分散。

4.3防水混凝土的澆筑

摻膨脹劑的混凝土澆筑方法和技術(shù)要求與普通混凝土基本相同：振搗必須密實，不得漏振、欠振和過振。在混凝土終凝之前，采用機械或人工多次抹壓，防止表面沉縮裂縫的產(chǎn)生。

4.4防水混凝土的養(yǎng)護

試驗表明，潮濕養(yǎng)護條件是確保摻膨脹劑混凝土膨脹性能的關(guān)鍵因素。因為在潮濕環(huán)境下，水分不會很快蒸發(fā)，鈣礬石等膨脹源可以不斷生成，從而使水泥石結(jié)構(gòu)逐漸致密，不斷補償混凝土的收縮。因此施工中必須采取相應(yīng)措施，保證混凝土潮濕養(yǎng)護時間不少于14d.

篇4

關(guān)鍵詞：膨脹；加強帶；補償；收縮；無縫

中圖分類號：TU375

文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1008-0422(2007)03-0086-03

收稿日期：2006－11－27

作者簡介：譚齊(1956－)，男(土家族)，湖南保靖人，高級工程師，國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師。

1 前言

后澆帶是一種擴大伸縮間距和取消結(jié)構(gòu)永久伸縮縫的有效措施，它是施工期間保留的臨時性溫度收縮變形縫，保留一定時間后，再進行填充封閉，后澆成連續(xù)整體的無伸縮縫結(jié)構(gòu)。這是一種：抗放兼?zhèn)洹⒁苑艦橹鞯脑O(shè)計原則。因為普通混凝土存在收縮開裂問題，后澆帶的設(shè)置就是把大部分約束應(yīng)力釋放，然后以膨脹混凝土填縫，以抗衡殘余收縮應(yīng)力，這種設(shè)計已列入規(guī)范而廣泛使用。

后澆帶的清理與鑿毛，給填縫施工帶來麻煩，延長工期，有時影響總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。因此，取消后澆帶，采用無縫設(shè)計，在混凝土內(nèi)摻膨脹劑的新方法，廣泛應(yīng)用于高層建筑地下防水工程、各種水工結(jié)構(gòu)和超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2　無縫設(shè)計的含義和理論依據(jù)

2.1所謂無縫設(shè)計是個相對概念，根據(jù)結(jié)構(gòu)情況，可無縫或少縫。它不包括沉降縫。它指的是釋放收縮應(yīng)力的后澆帶，其設(shè)計思路是：抗放兼?zhèn)?、以抗為主的原則。也即用UEA補償收縮混凝土作為結(jié)構(gòu)材料，在硬化過程中產(chǎn)生的膨脹作用，由于鋼筋和鄰位約束，在結(jié)構(gòu)中建立少量預(yù)壓應(yīng)力σ。

考慮結(jié)構(gòu)強度的安全，膨脹不能太大，且在硬化14d基本結(jié)束。經(jīng)研究，UEA替代水泥量10～12％范圍內(nèi)，對強度不影響，其膨脹率ε2=(2～3)×10-4，在配筋率υ=0.2～0.8％下，可在結(jié)構(gòu)中建立0.2～0.7Mpa預(yù)壓應(yīng)力，這一預(yù)壓應(yīng)力大致可以補償混凝土在硬化過程中產(chǎn)生溫差和千縮的拉應(yīng)力，從而防止收縮裂縫，或把裂縫控制在無害裂縫范圍內(nèi)?；谶@一以抗為主的原理，采用UEA混凝土?xí)r，后澆帶的間距可延長至60m是安全的，比規(guī)范20～40m增加1倍左右，這是無縫設(shè)計的少縫含義，已成功應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計中。

2.2從材料上來講UEA膨脹劑在水化過程中以形成鈣礬石為膨脹源，這種膨脹結(jié)晶是穩(wěn)定的水化物，具有填充毛細(xì)孔和切斷毛細(xì)管的作用，使大孔變小孔，使混凝土孔隙率降低，從而增加混凝土的密實性，提高混凝土本身的抗?jié)B能力。

2.3隨著我國建筑超長、超大的發(fā)展，超長建筑物設(shè)置后澆帶以防止結(jié)構(gòu)收縮開裂成為必要措施。然而，它給結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工帶來一定麻煩，后澆帶的清理鑿毛問題，工期延長，模板周轉(zhuǎn)、降水和施工管理費都增加。若取消后澆帶，就具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟意義。

工民建的整體式基礎(chǔ)，箱形基礎(chǔ)的底板，車間混凝土地面、地下隧道、涵管等結(jié)構(gòu)底板和墻體的特點是，其厚度遠小于長、寬方向尺寸，當(dāng)H/L≤0.2時，板在溫度收縮變形作用下，離開端部區(qū)域，全截面受拉應(yīng)力較均勻。在地基約束下，將出現(xiàn)水平法向應(yīng)力σx，從工程實踐可知，σx是設(shè)計主要控制應(yīng)力，是經(jīng)常引起垂直裂縫的主要應(yīng)力，其最大值在長度的中點截面x=0處(見圖1)。

當(dāng)法向應(yīng)力σmx超過混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值f1時，在中部出現(xiàn)第一垂直裂縫，一分為二，每塊板的水平應(yīng)力重新分布σ1x如σ1x>ft，則形成第二批裂縫。這種裂縫有序性?？稍诠こ讨幸姷?。所以后澆帶作為建筑物中控制裂縫的主要措施之一。從以下法向應(yīng)力公式可見

σmx=-EoacT(1-1/coshβ)?S　(1)

cosh――雙曲余弦函數(shù)

Cx――地基對混凝土的約束系數(shù)(N／mm2)

H――混凝土結(jié)構(gòu)的厚度(mm)

L――混凝土結(jié)構(gòu)的長度(mm)

Ec――混凝土的彈性模量(1×104MPα)

αc――混凝土的線膨脹系數(shù)(1×10-5/℃)

T――綜合溫差(℃)

S――應(yīng)力松馳系數(shù)

只有在較短的間距(L)范圍對削減溫度收縮應(yīng)力(E。a。T)起顯著作用，超過一定長度，即使設(shè)后澆帶也沒有意義。按理論計算，削減σmax有效間距為20～60m。下面談到的膨脹加強帶間距應(yīng)設(shè)此范圍內(nèi)。

2.4研究表明，UEA混凝土在硬化過程中產(chǎn)生膨脹作用，在鋼筋和鄰位約束下，鋼筋受拉，而混凝土受壓，當(dāng)鋼筋拉應(yīng)力與混凝土壓應(yīng)力平衡時，則

Ac?σc=As?σs=As?Es?ε2

μ＝As/Ac

σc＝μ?Es?ε2 　(2)式中σc――混凝土預(yù)壓應(yīng)力(MPα)

σs――鋼筋預(yù)拉應(yīng)力(MPα)

As、Ac――分別為鋼筋截面積和混凝土截面積(mm2)

μ――配筋率(％)

Es――鋼筋彈性模量(MPα)

β2――混凝土的限制膨脹率(也是鋼筋伸長率)(％)

由(2)式可見，σc與ε2成正比關(guān)系，而限制膨脹率ε2隨UEA的摻量增加而增加，所以，我們通過調(diào)整UEA摻量，可使混凝土獲得不同的預(yù)壓應(yīng)力。

根據(jù)水平法向力σx分布曲線，我們設(shè)想在σmax地方給予較大的膨脹應(yīng)力σc，而在兩側(cè)給予較小的膨脹應(yīng)力，(見圖2)，全面地補償結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力，控制有序裂縫的出現(xiàn)。這就是取消后澆帶的粗淺理論依據(jù)。

3　無縫設(shè)計方法

3.1在設(shè)計中，如何實現(xiàn)圖2的補償收縮應(yīng)力曲線呢?請參看圖3的無縫設(shè)計示意圖。

在應(yīng)力集中的σmax處，設(shè)膨脹加強帶，其寬度2m，帶的兩側(cè)鋪設(shè)密孔鐵絲網(wǎng)，并用立筋(φ8@100)加固，目的是防止混凝土流入加強帶。施工時，帶外用摻10～12％UEA的小膨脹混凝土(膨脹率約2～3×10-4)，澆注

到加強帶時，摻14～15％UEA的大膨脹混凝土(膨脹率約4～6×10-4)，其強度等級比兩側(cè)高C0.5等級。到另一側(cè)時，又改為澆注摻10～12％UEA混凝土。如此循環(huán)下去，可連續(xù)澆注100～200m超長結(jié)構(gòu)。

由于混凝土供應(yīng)或施工力量達不到連續(xù)作業(yè)要求時，底板可采用圖4的間歇式無縫施工法，加強帶一側(cè)改為臺階式。施工縫鑿毛清洗干凈，用摻14～15％UEA的混凝土澆入加強帶，隨后用小膨脹混凝土澆注帶外地段。

3.2對于無防水要求的樓板，考慮可允許出現(xiàn)小于0.3mm裂縫，不影響結(jié)構(gòu)安全?？刹捎萌鐖D5的取消后澆帶的設(shè)計方法。與圖3區(qū)別在于加強帶兩側(cè)采用摻8～10％UEA的無收縮混凝土(膨脹率約1～2×10)，加強帶本身用14～15％UEA大膨脹混凝土。此方法不影響模板周轉(zhuǎn)，加快樓面施工進度。由于樓板厚度小，加強帶兩側(cè)可用模板隔離。

3.3對于墻體的加強帶，由于墻體薄，面積大，養(yǎng)護困難，受到風(fēng)速和大氣溫度影響大，容易出現(xiàn)收縮。因此，我們傾向采用后澆加強帶(2m寬)即分段澆注摻10～12％UEA混凝土，養(yǎng)護14d后，用摻14～15％UEA混凝土回填澆注后澆加強帶。此方法與傳統(tǒng)后澆帶設(shè)計一樣，要設(shè)鋼板止水帶(見圖6)，所不同之處，后澆加強帶的寬度為2m，回填用大膨脹混凝土，回填縫時間為14d，比傳統(tǒng)后澆帶縮短30多天。

4　工程應(yīng)用實例

4.1長沙百聯(lián)東方廣場由我院設(shè)計。主樓高100m，沿街裙房高26.8m，裙房5層，地下2層。采用人工挖孔樁。負(fù)二層為車庫和設(shè)備用房，負(fù)一層為商場。負(fù)二層總面積12000多m2，底板板面標(biāo)高-9.40m，負(fù)一層板面標(biāo)高-5.50m。地下室底板全長203m，寬44m、104m?？垢≡O(shè)計水位為-4.0m。塔樓負(fù)二層底板1.0m厚，裙房負(fù)二層底板0.7m厚。與樁帽相聯(lián)結(jié)。外壁厚負(fù)二層400mm，負(fù)一層300mm。

4.2為解決地下室防水問題和加快施工速度，我院設(shè)計中采用了UEA補償收縮砼無縫施工技術(shù)。整個地下室長、寬方向未設(shè)伸縮縫。底板橫向設(shè)6條、縱向設(shè)2條膨脹加強帶(見圖7)，間距控制在30～40m范圍內(nèi)。整個底板采用結(jié)構(gòu)自防水。豎壁及負(fù)一層、±0.00樓板采用后澆膨脹加強帶，其位置對應(yīng)底板膨脹加強帶的位置。帶寬均為2m。砼強度等級：帶外C30摻10％UEA；加強帶內(nèi)C35摻14％UEA，抗?jié)B等級S8。底板采用連續(xù)澆注，豎壁及負(fù)一層、±0.00樓板帶外養(yǎng)護15d后再澆搗后澆膨脹加強帶。

加強帶增設(shè)①12加強鋼筋長4m，間距同受力鋼筋間距，按左右間隔交替布置形成6m寬應(yīng)力過渡段。非加強帶與加強帶的接觸面采用鐵絲網(wǎng)隔離，并用φ8@100立筋加固。外側(cè)豎壁后澆膨脹加強帶及外側(cè)豎壁水平施工縫做鋼板止水帶。

4.3±0.00以上設(shè)有3處抗震伸縮縫，突出部分交接處設(shè)1條，橫向設(shè)2條。但每段還是超長，樓面采用后澆帶的方法，后澆帶用摻10％UEA混凝土，待樓面混凝土澆搗后45～60天澆注后澆帶。

4.4長沙百聯(lián)東方廣場地下室工程竣工3年來，未出現(xiàn)滲漏點，防水效果很好。

5　結(jié)語

UEA無縫設(shè)計是以UEA補償收縮混凝土為結(jié)構(gòu)材料，以加強帶取代后澆帶連續(xù)澆筑超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一種新技術(shù)。對于底板可用膨脹加強帶取代后澆帶，連續(xù)澆注混凝土；對于邊墻、地下室樓板、頂板可用后澆加強帶，間距30～40m分段澆筑，待15d后再用UEA膨脹混凝土回填澆注。通過工程的應(yīng)用，在理論上是可靠的，施工上是可行的，效果是理想的。其優(yōu)點是簡化施工程序，加快模板周轉(zhuǎn)，整體防水好，縮短工期和節(jié)省工程費用，有廣泛地應(yīng)用參考價值。

參考文獻：

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[4]游寶坤．建筑結(jié)構(gòu)裂縫控制新技術(shù)．中國建材工業(yè)出版社，1998年．

篇5

【關(guān)鍵詞】膨脹混凝土；建筑結(jié)構(gòu)；施工

隨著社會的發(fā)展，人們對于建筑結(jié)構(gòu)中的混凝土技術(shù)要求越來越高，而且對于不同結(jié)構(gòu)的建筑，其建筑結(jié)構(gòu)對混凝土的要求也存在著差異，因此為了保證混凝土能夠滿足建筑結(jié)構(gòu)的不同要求，施工人員則在混凝土中加入適量的添加劑來改善混凝土的不同功能。膨脹混凝土施工技術(shù)是現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)工程技術(shù)最重要的施工技術(shù)之一，被廣泛的應(yīng)用在土木工程建筑項目當(dāng)中。應(yīng)用膨脹混凝土施工技術(shù)可以有效地預(yù)防施工過程中混凝土開裂的現(xiàn)象，并且提高混凝土材料的施工特性，提高混凝土的滲透性，增強工程結(jié)構(gòu)的防水性，縮短工期，控制成本，加快建筑工程的市場推廣。

1 膨脹混凝土材料特點和功能分析

1.1膨脹混凝土自身的特點

膨脹混凝土可以對建筑結(jié)構(gòu)施工過程中混凝土的開裂現(xiàn)象進行很好的預(yù)防控制，這是膨脹混凝土在建筑結(jié)構(gòu)工程中被廣泛運用的主要原因，也是其技術(shù)應(yīng)用的重要目的之一。在原有的混凝土中加入適量的ZY膨脹劑，可以通過膨脹劑在混凝土中發(fā)生水化的化學(xué)反應(yīng)，造成混凝土的適量膨脹。混凝土在發(fā)生膨脹時可以與鋼筋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)壓力，從而對于混凝土冷收縮時造成的拉力進行抵消，最終達到預(yù)防和控制建筑結(jié)構(gòu)中混凝土開裂的現(xiàn)象。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)位置的變化不同，對ZY膨脹劑的用量也有不同的要求，對于建筑結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)壓力較大的部分采用膨脹加強帶，對于建筑結(jié)構(gòu)中收縮壓力預(yù)應(yīng)較小的未知部分，采用微量膨脹混凝土，達到對收縮應(yīng)拉力良好的補償。

1.2膨脹混凝土的功能

1.2.1產(chǎn)生自應(yīng)力

混凝土的自應(yīng)力就是混凝土預(yù)應(yīng)力的一種，因為其是在化學(xué)變化中產(chǎn)生的，所以也叫作化學(xué)預(yù)應(yīng)力。膨脹混凝土的預(yù)應(yīng)力是通過添加適量的膨脹劑產(chǎn)生的，膨脹劑使得混凝土具有足夠能量的膨脹力，使建筑結(jié)構(gòu)的承載能力和工作能力都得到極大地提高，有效地防止了原有混凝土斷裂對于工期和建筑結(jié)構(gòu)工程的影響，進而滿足建筑結(jié)構(gòu)施工的要求。

1.2.2抗裂

和原有普通混凝土相比，膨脹混凝土中添加的膨脹劑使得混凝土有了膨脹纖維，有著極強的抗裂能力。這些膨脹纖維在混凝土中是亂向分布的，它們的存在不僅可以減輕混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)塑收縮能力，還可以提高混凝土自身結(jié)構(gòu)的抗拉能力。而且膨脹纖維有較高的強度，這也是得建筑結(jié)構(gòu)中的混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強度大幅度的提高。而且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，人們將更多的工藝應(yīng)用到混凝土膨脹纖維結(jié)構(gòu)當(dāng)中，使得混凝土膨脹纖維的能力不斷提高，可以更好更均勻的分布在建筑結(jié)構(gòu)混凝土層面。

1.2.3抗沖擊及抗震

由于膨脹混凝土采用了混凝土表面處理技術(shù)，使得膨脹后的混凝土可以更好地和水泥基料相結(jié)合，提高了混凝土整體的強度。因膨脹后握裹水泥的高強度纖維呈緊密的、亂向分布網(wǎng)狀增強系統(tǒng)，混凝土一旦受到?jīng)_擊，膨脹纖維會吸收大量的能量，從而減少了集中應(yīng)力的作用，并且使得混凝土中的裂縫不能擴展，達到抗沖擊和抗震的作用。

1.2.4補償收縮

在混凝土的施工過程中，混凝土極易受到外界因素的干擾，產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)中的拉應(yīng)力超過混凝土自身的抗拉應(yīng)力，建筑結(jié)構(gòu)中的混凝土就會出現(xiàn)裂縫，從而影響到整個建筑結(jié)構(gòu)的工程。為了預(yù)防這種現(xiàn)象的發(fā)生，施工人員就將膨脹混凝土技術(shù)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)施工的過程中，使膨脹劑在混凝土中產(chǎn)生的膨脹纖維補償混凝土自身的收縮功能，使混凝土不會因為周邊的環(huán)境因素產(chǎn)生裂縫，進而滿足建筑結(jié)構(gòu)的工程需要。

2 工程中膨脹混凝土的應(yīng)用

從上述膨脹混凝土特點功能可以分析出，膨脹混凝土在建筑結(jié)構(gòu)工程中的運用范圍主要是為了提高結(jié)構(gòu)的滲透性、抗裂性和氣密性。

2.1提高結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性

膨脹纖維控制了混凝土表面的析水和集料的離析，降低了混凝土中部分直徑的孔隙含量，從而大大提高了混凝土的防水和防滲的功能。一方面大量的膨脹纖維均勻不定向的分布在混凝土中，纖維之間彼此黏連，從而可以承托骨料；另一方面，大量的微細(xì)纖維可以很好地防制混凝土在早期受到環(huán)境因素的影響而發(fā)生的裂縫，從而減少了混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，并有效地預(yù)防連通裂縫的出現(xiàn)。

2.2提高結(jié)構(gòu)的抗裂性

由于要在混凝土中配置一定數(shù)量的鋼筋，因此，在建筑結(jié)構(gòu)施工過程中往往會對結(jié)構(gòu)邊緣產(chǎn)生一定的約束性，加之普通的混凝土抗壓力差，收縮性小，溫差效應(yīng)產(chǎn)生的變形等特點就會產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)中的拉應(yīng)力超過混凝土自身的抗拉應(yīng)力，建筑結(jié)構(gòu)中的混凝土就會出現(xiàn)裂縫，從而影響到整個建筑結(jié)構(gòu)的工程。由于膨脹混凝土具有補償收縮力的作用，會在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力和壓應(yīng)變，防止各種收縮變形，提高結(jié)構(gòu)的抗裂性。

2.3提高結(jié)構(gòu)的氣密性

氣密性是指混凝土的抗氣滲性，由于有了鋼筋的限制，水化所產(chǎn)生的鈣礬石晶體的尺寸變小，并且分布較密；隨著膨脹劑的養(yǎng)護，鈣礬石晶體不斷的填充混凝土之間的空隙，從而增強了混凝土的充實性。一般的來講，膨脹混凝土要比普通的混凝土氣密性嚴(yán)實2―3倍。

3膨脹混凝土在建筑結(jié)構(gòu)工程中的技術(shù)控制

為了更夠更好地實現(xiàn)膨脹混凝土在建筑結(jié)構(gòu)工程中運用，在施工的過程中就要對膨脹混凝土技術(shù)的運用進行嚴(yán)格的把關(guān)，確保施工人員嚴(yán)格按照技術(shù)要求和規(guī)范進行操作。

3.1適當(dāng)?shù)脑黾訑嚢璧臅r間

與普通的混凝土相比，膨脹混凝土添加了膨脹劑，如聚丙烯纖維等，這就要求在攪拌混凝土的時候適當(dāng)?shù)脑黾訑嚢钑r間，使其更好地分散在混凝土當(dāng)中。與此同時也不可過多的進行攪拌，防止攪拌對纖維產(chǎn)生破壞，影響膨脹混凝土的質(zhì)量。

3.2做好振搗工程

膨脹混凝土在進行澆筑時同樣需要進行全面合理的振搗工作，以增大膨脹混凝土的實密性，防止出現(xiàn)普通混凝土的蜂窩、麻面的現(xiàn)象。因而在澆筑的過程中防止出現(xiàn)漏振、過振的現(xiàn)象，加強振搗工程的重視。

3.3加強混凝土養(yǎng)護

只有在膨脹混凝土早期護養(yǎng)過程中有充足的水分時，膨脹纖維防水劑才能發(fā)揮作用。為了充分發(fā)揮膨脹纖維防水劑的作用，混凝土在潮濕環(huán)境下養(yǎng)護時間不得少于14d，如果在早期養(yǎng)護不得當(dāng)，混凝土中的膨脹劑就會停止作用，出現(xiàn)干裂等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響建筑結(jié)構(gòu)工程的進程。

結(jié)語：

由此可見，將膨脹混凝土運用到建筑結(jié)構(gòu)施工的過程中，膨脹混凝土自身的特點和功能可以改變普通原有混凝土防拉應(yīng)力小，易裂縫等現(xiàn)象。經(jīng)過大量的工程項目實踐，在膨脹混凝土施工的過程中，嚴(yán)格控制各個環(huán)節(jié)的操作，積極監(jiān)督把關(guān)，提高施工的技術(shù)水平，可以使膨脹混凝土在建筑結(jié)構(gòu)工程中發(fā)揮其作用，縮短工期，降低成本，從而保障工程施工的質(zhì)量。

參考文獻：

[1]周俊龍，楊長輝，潘昕.溫濕度對混凝土膨脹劑膨脹作用的影響[J].混凝土，2007（11）.

[2]孟巧峰，馮軍強.混凝土技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展[[J].山西建筑，2007，（25）.

篇6

關(guān)鍵詞：配制　鋼管微膨脹混凝土　關(guān)鍵因素

最近幾年，我國在鋼管拱橋應(yīng)用技術(shù)方面發(fā)展很快，在許多大跨度的橋梁設(shè)計中都采用鋼管拱橋施工技術(shù)。該橋型是目前國內(nèi)風(fēng)行的一種新型結(jié)構(gòu)，其橋梁結(jié)構(gòu)形態(tài)優(yōu)美，工藝復(fù)雜，跨度大，既省材料又省時間，且在施工期間不影響下部正常的通行，發(fā)展前景十分廣闊。該橋梁在設(shè)計中為了充分發(fā)揮鋼管套箍作用，內(nèi)灌注高性能微膨脹混凝土，以提高鋼管的承載能力，提高構(gòu)件的穩(wěn)定性。在鋼管中灌注的一般是C40～C50的高性能微膨脹混凝土。該混凝土施工要求早期強度高，高流態(tài)，緩凝，自密實及可泵性非常好，最為關(guān)鍵性問題是，該鋼管混凝土為微應(yīng)力混凝土。因三向應(yīng)力混凝土的主要特性是強度高，變形性好，在外荷載作用下，由于鋼管約束其內(nèi)部核心混凝土的橫向變形，使在三向應(yīng)力作用下的核心混凝土的強度比普通澆注的混凝土提高了2～3倍。普通混凝土受壓的壓縮應(yīng)變≥0.002時，出現(xiàn)縱向裂縫而破壞。三向應(yīng)力作用下的混凝土可看作彈塑性材料，當(dāng)壓縮應(yīng)變達0.002時，不但仍有承載能力，而且表面不發(fā)生裂縫，它是一種很好的抗震材料。所以設(shè)置微應(yīng)力，可提高構(gòu)件的承載力及改變普通灌注法造成混凝土和鋼管間有間隙的現(xiàn)象。在設(shè)計中確定微膨脹率和如何設(shè)計該種配合比是關(guān)鍵因素。鋼管內(nèi)部混凝土質(zhì)量對工程結(jié)構(gòu)安全影響很大，稍有不慎，就會出現(xiàn)質(zhì)量事故，造成泵送困難，內(nèi)有空氣，不飽滿，混凝土和鋼管間有收縮空隙及承重能力下降等現(xiàn)象。作者成功地主持了本單位兩座鋼管拱橋鋼管微膨脹高性能混凝土的設(shè)計工作，根據(jù)已成功的經(jīng)驗對配制過程中需注意的事項進行分析說明。

1　材　料

1.1　水　泥

水泥是混凝土中的膠凝材料，可為混凝土提供活性。混凝土中的水泥用量過多會產(chǎn)生不良后果：如水化熱過大，混凝土收縮過大產(chǎn)生裂縫及空隙。因此，設(shè)計高性能微膨脹混凝土的水泥用量不宜過大，選擇水泥時應(yīng)選擇525R早強型水泥為主體。該種混凝土在施工時，一般都要求高早強、緩凝及摻加外加劑、外摻料。所以，設(shè)計中對水泥的品種、細(xì)度、化學(xué)組成含量以及礦物組成，都有比較高的要求。水泥礦物組成中C3A和C3S對水化速度和強度發(fā)揮起決定作用。C3S與水反應(yīng)快，凝結(jié)硬化也快，早、后期強度都高。因此，控制C3S在40％～50％為宜；C2S與水反應(yīng)慢，硬化也慢，早強低，但后期強度高，產(chǎn)生水化熱低，C2S和C3S占水泥成分的70％～74％；C3A與水反非?？?，水化熱也高，但強度不高，所控制C3A在5%～9％；當(dāng)減水劑加到水泥—水系統(tǒng)中，首先被吸附C3A，C3A含量高，吸附的就多，使C3S和C2S吸附的就少。因此，C3A含量高的，減水效果就差。而水泥中堿含量過高，使水泥凝結(jié)時間縮短，早強及流動性降低。水泥細(xì)度大，有利于減水劑增強效果。所以配制高性能微膨脹混凝土選擇水泥時，應(yīng)全面考慮，稍有不慎，會造成性能降低，膨脹值過大或過小，造成混凝土收縮，鋼管內(nèi)不飽滿。

1.2　細(xì)骨料

配制高性能微膨脹混凝土要求使用干凈的河砂。使用時，必須考慮到砂中的云母含量、硫化物含量、含泥量和壓碎指標(biāo)值，該四種指標(biāo)對混凝土強度和對鋼筋的腐蝕性影響都非常大。因而，對該種河砂專門供應(yīng)。對砂進行上述三種指標(biāo)值的測定，嚴(yán)格按高標(biāo)準(zhǔn)控制砂中云母含量、硫化物含量、含泥量及壓碎指標(biāo)值，并且，此種混凝土對細(xì)度模數(shù)也有較高要求，細(xì)度模數(shù)選用2.6～3.1的中砂為宜。不宜選用砂巖類山砂、機制砂、海砂，此類砂對膨脹混凝土的膨脹率影響非常大。

1.3　粗骨料

骨料的品質(zhì)對高性能微膨脹混凝土有很大的影響，主要體現(xiàn)在骨料—砂漿界面粘結(jié)強度、骨料彈性模量和骨料的強度。在考慮該種混凝土的可泵性的同時，要考慮混凝土的早強性和后期強度。卵石混凝土的可泵性很好，但混凝土中砂漿和卵石的界面粘結(jié)力較差，強度較低，造成水泥用量過高。碎石混凝土的可泵性較差，但早期和后期強度較高。有的碎石采用含硅質(zhì)的巖石，在此類巖石中由于SiO2對混凝土影響很大，所在設(shè)計中全面考慮影 響因素，一般不用此類碎石。為提高混凝土和易性可以用碎石和卵石雙摻的方法，也可以增大砂率用碎石單獨作粗骨料。使用碎石需經(jīng)過二次破碎，使碎石基本無棱角，并減少針片狀顆粒的含量。碎石和卵石的粒徑都控制在小于30mm。粗骨料中的含泥量以及本身的強度和骨料的彈性模量，在配制時，需引起重視。

1.4　摻合料

在我國高性能混凝土使用粉煤灰已相當(dāng)普遍。該材料來源廣泛，價格便宜，可減少環(huán)境污染，是值得推廣的外摻料。粉煤灰主要的四種化學(xué)成分，摻入混凝土內(nèi)在水泥水化過程中，能與分解出來的Ca(OH)2起化學(xué)反應(yīng)，生成具有膠凝性的水化產(chǎn)物。這些水化產(chǎn)物，能在空氣中硬化，逐漸具有水硬性，所以也稱“二次水化反應(yīng)”。該新生凝膠封住了毛細(xì)管路，增強了混凝土的密實性。因此，粉煤灰能取代部份水泥，從而節(jié)約水泥，降低水化熱，使混凝土升溫降低15%～35%。二次水化反應(yīng)主要取決于粉煤灰中的硅酸鹽和鋁硅酸鹽微細(xì)顆粒的含量，同時也取決于粉煤灰的細(xì)度。細(xì)度越大，水化觸及面越大，二次水化反應(yīng)越充分，且“二次反應(yīng)”產(chǎn)生的凝膠封堵了毛細(xì)管路，增強了密實性，提高了混凝土的耐久性。這種“二次水化反應(yīng)”只有Ⅰ級粉煤灰和磨細(xì)粉煤灰可以徹底完成。所以摻加Ⅰ級或磨細(xì)粉煤灰是很有必要的。

但使用粉煤灰時，還應(yīng)嚴(yán)格控制SO3的含量。因硫酸鹽與硅酸鹽發(fā)生反應(yīng)后，生成鈣礬石。如SO3含量過大，生成的鈣礬石過多，則會引起混凝土的體積的不穩(wěn)定性，降低混凝土耐久性。這種現(xiàn)象在學(xué)術(shù)上稱為“水泥桿菌”。所以，配制高性能微膨脹混凝土?xí)r，粉煤灰中SO3含量應(yīng)控制在0.5%～1.5%左右。并且在配制高等級高性能的微膨脹混凝土?xí)r，摻用粉煤灰，它可以起到減少水泥用量的作用，也可以起到增加混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土的強度的作用，并可降低混凝土中的水化熱，提高新拌及硬化混凝土性能。配制C50及以上的高性能微膨脹混凝土必須摻用外摻料，并應(yīng)摻加Ⅰ級或磨細(xì)粉煤灰。如摻Ⅱ級及以下的粉煤灰，會造成強度降低，混凝土干縮增大。粉煤灰的技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的規(guī)定。

1.5　外加劑

高效減水劑能使水泥起到分散作用，以改善混凝土的和易性并相對地釋放出一部分水，在維持W/C不變時，可以減少立方用水量，減少由于多余的水分蒸發(fā)而留下的毛細(xì)孔體積，且孔徑變細(xì)，結(jié)構(gòu)致密，同時水化使生成物分布均勻，這對于減少混凝土的收縮，提高混凝土的密實性是很有好處的。W/C不變，立方水泥用量可以減少，從而對于減少水化熱、降低混凝土溫度也起到很好的效果。有的減水劑摻有緩凝成份，能抑制水泥初期水化作用，這就有可能使溫升速度緩慢，可改善混凝土的密實性、粘度等。所以，高效減水劑是配制高性能混凝土的主要成份。國內(nèi)這種減水劑主要是萘系高效減水劑及密胺樹脂類高效水劑。由于鋼管混凝土在整個灌注期間，混凝土是蠕動性的，需一定的運輸和泵送時間，且鋼管混凝土在灌注后無法排出氣泡及養(yǎng)護。所以對外加劑的選擇尤為重要，因外加劑摻在不同膨脹劑的混凝土中產(chǎn)生的效果不同，選擇外加劑一定要多次試驗后方可使用。根據(jù)試驗，緩凝型減水劑會降低混凝土膨脹率，所以，摻加緩凝型減水劑時應(yīng)多次試驗，認(rèn)為混凝土膨脹率合適才可使用。配制高性能微膨脹混凝土選用的高效減水劑應(yīng)具有緩凝作用或是高效減水劑和緩凝劑搭配使用，且是非引氣型、低氣泡的減水劑。此類高效減水劑的質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑》規(guī)定。

1.6　膨脹劑

混凝土中摻加膨脹劑，在水泥硬化過程中，形成大量的體積增大的結(jié)晶體—水化硫鋁酸鈣C3A·3CaSO4·32H2O(又名鈣礬石)。它能產(chǎn)生一定的膨脹能，在有鋼管約束條件下，在結(jié)構(gòu)中建立0.2～0.3MPa預(yù)應(yīng)力，可抵消混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，從而能使混凝土中的孔隙減小，毛細(xì)孔徑減小，提高混凝土的密實性，混凝土的抗壓強度和軸心抗壓強度也成倍地增長，這時膨脹能轉(zhuǎn)變?yōu)樽詰?yīng)力，使混凝土處于受壓狀態(tài)，從而提高抗裂能力。所以微膨脹混凝土在有應(yīng)力情況下，自身的強度遠遠大于設(shè)計值，其強度保證率大于97％。

選擇膨脹劑一定要多試驗幾個品種，膨脹劑應(yīng)對混凝土后期強度及質(zhì)量無損害，與所用水泥適應(yīng)性好。在我國主要是使用U型膨脹劑、復(fù)合膨脹劑及明礬石膨脹劑。

2　設(shè)計高性能膨脹混凝土的幾個問題

2.1　試配強度

混凝土的施工配制強度應(yīng)高于設(shè)計要求的標(biāo)準(zhǔn)值，以滿足強度保證率的需要。標(biāo)準(zhǔn)差的確定，可按一般高性能混凝土的設(shè)計方法進行配制強度的計算，不需要計算后按高一級強度等級的強度值作為施工配制強度，主要一點在于進行施工配合比的驗證工作。該種微膨脹混凝土設(shè)計強度一般為C40～C50，根據(jù)以往的經(jīng)驗 和高性能混凝土的設(shè)計原則，應(yīng)控制水灰比，把水灰比確定為定值。由于W/C對鋼管混凝土的膨脹系數(shù)影響很大，W/C小，膨脹時間延長，不利于鋼管受力；W/C大，則膨脹發(fā)揮較早，強度下降，對提高結(jié)構(gòu)受力不利。所以在設(shè)計過程中一定要根據(jù)多次試驗，控制好W/C。然后，進行各種材料用量的調(diào)整。

2.2　砂率的確定

由于在高性能混凝土的設(shè)計中，砂率是根據(jù)測得砂、石混合最小空隙率(a＝(表觀密度-容重)/表觀密度)計算而來，該計算值為最佳砂率。在配制高等級高性能混凝土過程中尤其重要。但鋼管混凝土的灌注過程和一般高等級混凝土的灌注過程是不一樣的，該種混凝土是采用在鋼管中頂升灌注，在頂升的過程中，混凝土要有極好的和易性。粗骨料在頂升過程中不會由于自身的重力作用而下落，否則會造成頂升壓力過大而失敗。在設(shè)計混凝土配合比過程中混凝土中碎石應(yīng)稍微呈懸浮狀態(tài)，不能下沉。所以該種混凝土的砂率可提高一些。由于提高了砂率，會造成混凝土的水泥用量比原來要大些，膨脹率會小些。但只要能保證灌注的鋼管混凝土后期為無應(yīng)力或微應(yīng)力即可。

我們所進行的兩種配合比的設(shè)計，試驗結(jié)果見表1～表3。

表1

水灰比

W/C

水泥

kg

水

kg

河砂

kg

卵石

kg

砂率

%

坍落度

cm

膨脹劑

kg

ZMA-P減水劑

(水泥用量的)

FDN-440緩凝減水劑

(水泥用量的)

0.44

386

170

671

1247

35

20

42.9

15‰

3‰

0.44

386

170

767

1151

40

21

42.9

15‰

3‰

表2

3d強度(MPa)

7d強度(MPa)

28d強度(MPa)

36.1

40.3

49.9

30.4

36.2

46.9

表3

養(yǎng)護方法

限制膨脹率(×10-4)

3d

7d

14d

21d

28d

60d

空氣中養(yǎng)護

9.82

10.36

9.76

9.43

9.38

8.13

8.87

7.96

7.03

5.12

水中養(yǎng)護

18.33

23.21

12.64

15.72

19.83

9.96

材料：江油水泥廠產(chǎn)普通硅酸鹽水泥525R

綿遠河河砂　Mk=2.9　p=2.73kg/m3

綿遠河卵石　Dmax=30mm　p=2.68kg/m3

U型膨脹劑

ZMA-P高效減水劑　FDN-440緩凝減水劑

以上說明增大砂率會造成強度下降，膨脹值降低。但Sp為40%的混凝土和易性比Sp為35%的混凝土要好，且混凝土中碎石為懸浮狀。

2.3　凝結(jié)時間的確定

由于鋼管混凝土一般都采用頂升灌注法，在頂升的過程中，不允許混凝土初凝，所以在設(shè)計中就應(yīng)考慮摻加高效減水劑或緩凝劑，以延緩混凝土的凝結(jié)時間。但摻加緩凝劑會減少混凝土的膨脹率，這樣就產(chǎn)生了相互矛盾。為解決此問題，在膨脹值不符合設(shè)計要求的情況下，可摻加礬土水泥或石膏，或在現(xiàn)場進行模擬試驗，在什么膨脹條件下，可保證鋼管混凝土的飽和度，也可在允許的范圍內(nèi)，增大高效減水劑的摻量，使緩凝延長。但摻用范圍應(yīng)嚴(yán)格控制試驗，摻量過大，會引起泌水及和易性降低。這樣幾個方面同時進行多次試驗，就可解決緩凝條件下，混凝土的膨脹率問題。

2.4　膨脹劑摻量

對膨脹混凝土來說，膨脹劑的摻量，直接關(guān)系到混凝土膨脹率的問題。以下是我部進行的試驗研究(表4、表5)。

表4

UEA摻量

(%)

水中養(yǎng)護膨脹率

空氣中養(yǎng)護膨脹率

3d

7d

10d

14d

7d

14d

21d

28d

60d

8

12.40

17.85

11.61

2.08

0.44

0.82

0.46

-0.58

-2.28

10

16.23

21.10

14.43

10.55

8.96

9.39

8.93

8.96

7.09

12

19.00

27.85

16.28

19.50

17.72

17.42

17.02

15.75

14.34

-0.19

-0.39

-0.70

-0.74

-0.95

-1.51

-1.84

-2.66

-3.03

可以得知，在保持坍落度、水灰比、減水劑摻量不變的情況下，隨著內(nèi)摻U型膨脹劑的增加，混凝土的限制膨脹率增加，混凝土強度下降，而坍落度損失增大，所以根據(jù)工程設(shè)計要求，經(jīng)過試驗，選擇合適的膨脹劑摻量是極其重要的。

表5

砂率

(%)

試件抗壓強度(MPa)

坍落度

(cm)

坍落度損失(cm)

3d

7d

28d

30min

60min

42

34.5

42.1

53.9

19.2

2.0

3.0

42

33.2

40.6

49.8

20.0

2.5

3.7

42

32.3

39.1

47.5

20.7

3

5.5

30.8

37.4

44.1

21.0

5.0

103.0

2.5　膨脹值的確定

鋼管拱橋混凝土一般都是在限制條件下膨脹，膨脹值小，則鋼管中混凝土?xí)c鋼筋間產(chǎn)生空隙，造成鋼管與混凝土無法連成整體，受力降低；而膨脹過大，則在鋼管內(nèi)部形成很大的自應(yīng)力，就會破壞混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，鋼管本身一直在橫向自應(yīng)力的受力情況下，對本身結(jié)構(gòu)受力有很大影響。因此，膨脹混凝土應(yīng)有一個宜于控制的較大的膨脹值范圍。根據(jù)我們施工實踐認(rèn)為鋼管混凝土設(shè)計為無應(yīng)力或微應(yīng)力時，膨脹混凝土限制膨脹率28天控制在(2～6)×10-4的膨脹值是合理的。經(jīng)現(xiàn)場超聲波檢測達到飽滿、密實、無空隙，經(jīng)測試其動靜載試驗都達到設(shè)計要求。所以根據(jù)成功的事例證明，控制無應(yīng)力或微應(yīng)力鋼管橋中膨脹混凝土的膨脹值時?？煽紤]較大范圍，這樣易于控制，不至于因膨脹值微小的變化，造成構(gòu)件結(jié)構(gòu)受力的破壞。

3　結(jié)束語

篇7

[關(guān)鍵詞] 微膨脹混凝土；超尺寸鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；取消伸縮縫；無縫施工

[中圖分類號] TU755.9 [文獻標(biāo)志碼] A [文章編號] 2095-4085（2012）-06-0105-03

一、引言

超尺寸鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在具體施工過程中，按照規(guī)范要求一般采取設(shè)置后澆帶（結(jié)合伸縮縫位置）的方法，以消除因混凝土干縮和降溫冷縮而引起的裂縫。后澆帶的設(shè)置給現(xiàn)場施工帶來許多弊端：后澆帶處防水效果不好，容易滲漏、施工煩雜、工序多、周期長，造價相應(yīng)增加。公司技術(shù)人員與山東省建筑材料設(shè)計研究院新技術(shù)研究所專家通過全方位分析、研討與論證，結(jié)合過去施工應(yīng)用的成功經(jīng)驗，擬采取以下方案。

1、設(shè)計后澆帶部位改為膨脹加強帶，加強帶混凝土采用強度等級、抗?jié)B等級提高一級的微膨脹混凝土。加強帶寬度為2m，其兩側(cè)分別設(shè)V型的5mm方孔鋼絲網(wǎng)，防止混凝土流入加強帶內(nèi)，鋼絲網(wǎng)中間增加φ12立筋加固，也兼作鐵絲網(wǎng)支撐用。

2、厚大體積底板混凝土水化熱高，混凝土收縮大，易產(chǎn)生裂縫，結(jié)合建設(shè)工程的實際情況，宜采用高性能混凝土。建議采用I級粉煤灰、礦渣微粉或其混合物等量取代水泥，減少水泥用量，以降低混凝土的收縮。

3、采用超緩凝技術(shù)，使混凝土緩凝時間在12小時以上，延緩混凝土水化放熱的過程，降低水化熱熱峰值。

二、工藝原理

1、JEA低堿高效膨脹防水劑的抗裂防滲原理

JEA系列膨脹防水劑是由多種鹽類復(fù)合，經(jīng)物化改性而制成新型低堿復(fù)合外加劑。將其適量摻量入水泥、混凝土（包括砂漿、凈漿、下同）中，可與水泥水化物反應(yīng)生成大量膨脹性結(jié)晶水化物——鈣礬石3CaO、3CaSO4、32H2O）而使混凝土產(chǎn)生適度膨脹。在約束（如：基礎(chǔ)約束、鄰位約束、配筋等）條件下，其膨脹能將轉(zhuǎn)化為壓應(yīng)力即自應(yīng)力，此壓應(yīng)力可抵消混凝土干縮和冷縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而彌補了普通混凝土收縮開裂的缺陷。而后期形成的鈣礬石可填充、切斷混凝土中毛細(xì)孔、密實混凝土，從而提高混凝土的強度、抗?jié)B、抗凍等耐久性能，形成結(jié)構(gòu)自防水混凝土，達到永久防水之功效。在限制膨脹下導(dǎo)入的預(yù)壓應(yīng)力值為0.2～0.8MPa，這相當(dāng)于提高了混凝土的早期抗拉強度，同時，推遲了砼收縮的產(chǎn)生過程。當(dāng)混凝土開始收縮時，其抗拉力已增長到足以抵抗收縮應(yīng)力，從而防止和減少了收縮，使之不產(chǎn)生裂縫或?qū)⒘芽p控制在允許范圍之內(nèi)。

2、超尺寸結(jié)構(gòu)無縫施工的有關(guān)計算

根據(jù)有關(guān)理論，當(dāng)混凝土最終變形E=Eσ-EL-EW+Ee

混凝土的絕熱溫升為：Tmax=M×Qi/（p×c）

式中：M——水泥熟料用量

p——混凝土密度2300～2500kg/m3

c——比熱，一般為0.92～1.0×103J/（kg×℃）取0.93×103

Qi——水泥熟料水化熱（J/kg）

設(shè)：水泥熟料礦物組成為：C3S、50%；C2S、20%；C3A、7%；C4AF、13%，則：該水泥3天水化熱為：

Q3=240×50%+50×20%+880×7%+290×13%

=120+10+37.7+61.6=229.3×103（J/kg）

28天水化熱為：

Q28=377×50%+105×20%+1378×7%+494×13%

=370×103（J/kg）

例：濟南奧體中心地下工程底板長300m、寬100m，屬超尺寸鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其相關(guān)計算如下：

（1）、混凝土補償收縮計算

A、采用PS配制C35P12高性能防滲混凝土澆筑底板：PS水泥用量360kg/m3、粉煤灰用量100kg/m3、復(fù)合膨脹防水劑13.8kg/m3，有關(guān)計算如下：

底板絕熱溫升最高值：

Tmax=（360×30%×370×103）/（2400×0.96×103）=17.3℃

底板為上表面一維散熱，散熱系數(shù)取0.60，則混凝土內(nèi)部溫升為：

T1=0.60×17.3=10.4℃

環(huán)境氣溫10℃～15℃，取平均溫差：T2=（15-10）/2=2.5℃

故底板混凝土的最大冷縮值為：

EL=σ（T1+T2）=1.0×10-5×（10.4+2.5）=1.29×10-4

混凝土的干縮率地下洞室為（0.5～1.5）x10-4，取1.0×10-4，

則混凝土總收縮率為：1.29×10-4+1.0×10-4=2.29×10-4

配筋率取0.4%，微膨脹混凝土彈性伸長率為0.43Eσ，則地下室補償收縮混凝土的限制膨脹率為：

Eσ=1.29×10-4+1.0×10-4-0.43Eσ

即Eσ=（1.29×10-4+1.0×10-4）/1.43=1.6×10-4

若考慮混凝土的極限拉伸SK（1.5～2.0）×10-4），微膨脹混凝土最終變形：

E=1.6×10-4-2.29×10-4=-0.69×10-4

因0.69×10-4

B、若采用P0配制C35P12高性能混凝土澆筑底板： P0水泥用量260kg/m3、粉煤灰以100kg/m3、礦粉120kg/m3、復(fù)合膨脹防水劑15kg/m3，有關(guān)計算如下：

底板絕熱溫升高值：

Tmax=（260×85%×370×103）/（2400×0.96×103）=35.5℃

底板為上表面一維散熱，散熱系數(shù)取0.60，則混凝土內(nèi)部溫升為：

T1=0.60×35.5=21.3℃

環(huán)境氣溫10℃～15℃，取平均溫差：T2=（15-10）/2=2.5℃

故該類底板混凝土的最大冷縮值為：

EL=σ（T1+T2）=1.0×10-5×（21.3+2.5）=2.38×10-4

混凝土的干縮率地下洞室為（0.5～1.5）x10-4，取1.0×10-4，配筋率取0.4%，微膨脹混凝土彈性伸長率為0.43Eσ，則地下室混凝土的限制膨脹率為：

Eσ=2.38×10-4+1.0×10-4-0.43Eσ

即Eσ=（2.38×10-4+1.0×10-4）/1.43=2.36×10-4

考慮混凝土的極限拉伸SK（1.5～2.0）×10-4），微膨脹混凝土的最終變形：

E=2.36×10-4-3.38×10-4=-1.02×10-4

因：1.02×10-4

C、樓（層）板：采用P0配制C30P8高性能混凝土澆筑樓板，P0水泥用量240kg/m3、粉煤灰以80kg/m3、礦粉80kg/m3、復(fù)合膨脹防水劑12kg/m3，有關(guān)計算如下：

Tmax=（240×85%×370×103）/（2400×0.96×103）=32.8℃

每層樓板因多維散熱，混凝土散熱系數(shù)取0.3，則樓板混凝土溫升為：

T1=0.30×32.8=9.84℃

環(huán)境氣溫平均溫差仍取2.5℃，故該樓板的最大冷縮值為：

EL=α（T1+T2）=1.0×10-5×（9.84+2.5）=1.23×10-4

混凝土干縮率自然環(huán)境中（1.5～2.5）×10-4，取2.0×10-4

配筋率取0.15%時，微膨脹混凝土的彈性伸長率為0.25Eα，則該樓板補償收縮混凝土的限制膨脹率為：

Eσ=1.23×10-4+2.0×10-4-0.25Eσ

即：Eσ=（1.23×10-4+2.0×10-4）/1.25=2.58×10-4

同理：考慮混凝土的極限拉伸值，若微膨脹混凝土的最終變形：

Eα=2.58×10-4-3.23×10-4=-0.65×10-4

因0.65×10-4

D、若采用460kg/m3普通硅酸鹽水泥配制普通混凝土澆筑該底板，底板絕熱溫升最大值：Tmax=（460×85%×370×103）/（2400×0.96×103）=62.8℃

底板上表面為一維散熱，散熱系數(shù)取0.60，則混凝土內(nèi)部溫升為：

T1=0.60×62.8=37.7℃

環(huán)境氣溫10℃～15℃，取平均溫差：T2=（15-10）/2=2.5℃

故底板混凝土的最大冷縮值為：

EL=α（T1+T2）=1.0×10-5×（37.7+2.5）=4.02×10-4

混凝土的干縮率地下洞室為（0.5～1.5）×10-4，取1.0×10-4

則混凝土總收縮率為：4.02×10-4+1.0×10-4=5.02×10-4

混凝土的極限拉伸SK[（1.5～2.0）×10-4]，

E=（1.5～2.0）×10-4-5.02 ×10-4=-（3.52～3.02）×10-4

因3.02～3.52>SK（1.5～2.0×10-4），所以混凝土必然開裂。

（2）、伸縮縫間距的計算；仍以本工程為例計算如下：

A＼地下洞室干縮最大當(dāng)量溫差為T3=T/α=1.5×

10-4/1.0×10-5=15℃。

微膨脹混凝土最小補償當(dāng)量溫差：

T4=E/α=2.29×10-4/1.0×10-5=22.9℃；

底板微膨脹混凝土綜合溫差：

T=T1+T2+T3-T4=10.4+2.5+15-22.9=5℃

該工程地基為混合土，取水平阻力系數(shù)CX=0.8MPa/mm，微膨脹混凝土彈性模量（28天）取3.3×10-4MPa，混凝土平均伸縮縫間距按下式計算：

H·E |λT|

L1=1.5× ·arcosh

Cx |λT|- |SK|

2400×3.3×10-4 |1.0×10-5×5|

=1.5× ·arcosh

0.8 |1.0×10-5×5|- |1.75×10-4|

因│5×10-5│-│1.75×10-4│

B、同理，每層樓板干縮的最大當(dāng)量溫差：T3=2.5×10-4/1.0×10-5=25（℃）。

微膨脹混凝土最小補償當(dāng)量溫差：T4=E/α=2.58×10-4/1.0×10-5=25.8（℃）

微膨脹混凝土綜合溫差：T=9.84+2.5+25-25.8=11.5℃

因樓板澆筑在梁柱上，取其水平阻力系數(shù)CX=1.25Mpa/mm，則該樓板平均伸縮縫間距為：

2400×3.3×104 |1.0×10-5×11.5|

L=1.5× ·arcosh

篇8

【關(guān)鍵詞】補償收縮混凝土；裂縫；養(yǎng)護

在人們生活水平的逐步提高的過程中，對居住的水平也有了提高。在混凝土裂縫控制方法中，利用補償收縮混凝土控制混凝土裂縫的方法是成功控制許多超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工裂縫的方法之—。這種材料的運用，為施工單位提供了控制房屋質(zhì)量的有效保證。

一、補償收縮混凝土控制裂縫的原理

現(xiàn)時市場上的膨脹劑大部分都是硫鋁酸鹽型膨脹劑，其膨脹源是鈣礬石（C3A·3CaSO4·32H2O）。為配制補償收縮混凝土.最常用的方法是在混凝土中摻加膨脹劑。摻加膨脹劑配制的補償收縮混凝土與普通混凝土一樣，必須循設(shè)計、施工、材料三者緊密結(jié)合的方式來解決混凝土的裂縫問題。而認(rèn)為只要摻加了膨脹劑，就能控制混凝土不產(chǎn)生裂縫的概念是錯誤的。因為，在設(shè)計配筋和施工合理的條件下，衡量補償收縮混凝土補償收縮能力的最重要的指標(biāo)是混凝土的限制膨脹率。在應(yīng)用中，必須根據(jù)采用的水泥、外加劑等原材料情況，以及設(shè)計上的配筋分布和配筋率情況、工程部位的約束狀態(tài)、構(gòu)件的尺寸、混凝土的標(biāo)號、施工面積、混凝土的塌落度、是否摻加粉煤灰、膨脹劑的質(zhì)量等進行合理的抗裂混凝土配合比設(shè)計。在設(shè)計和試配補償收縮混凝土配合比時，除對混凝土的強度、抗?jié)B等指標(biāo)進行檢驗外，最重要的是進行混凝土限制膨脹率的測試，根據(jù)工程不同部位約束的大小，來設(shè)計混凝土限制膨脹率的大小，從而確定膨脹劑的合理摻量。

當(dāng)混凝土膨脹時受到鋼筋或其他限制物的限制，鋼筋則因混凝土的膨脹而伸長，此時在鋼筋中產(chǎn)生拉應(yīng)力，在混凝土中相應(yīng)產(chǎn)生壓應(yīng)力，這種壓應(yīng)力能夠抵消導(dǎo)致混凝土開裂的全部或部分拉應(yīng)力，在混凝土中產(chǎn)生0.2MPa～0.8MPa預(yù)壓應(yīng)力，能有效地補償混凝土的干縮和冷縮，從而避免混凝土的開裂。同時，大量的鈣礬石晶體填充了混凝土的毛細(xì)孔縫，改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，使毛細(xì)孔變細(xì)、減小，增加了致密性，顯著提高了混凝土的抗裂防滲性能及耐久性和抵抗周圍環(huán)境介質(zhì)侵蝕的能力。適用于結(jié)構(gòu)自防水、抗裂防水混凝土和超長混凝土結(jié)構(gòu)的無縫施工等場合。

二、補償收縮混凝土的配合比設(shè)計

在進行補償收縮混凝土的配合比設(shè)計時，除應(yīng)進行常規(guī)的試驗外，還應(yīng)增加對混凝土的限制膨脹率的設(shè)計、測試內(nèi)容。

1、膨脹劑的選擇

目前市場上膨脹劑的品種很多，質(zhì)量存在參差不齊，甚至還存在不合格、假冒、偽劣的產(chǎn)品。在合格的膨脹劑中，產(chǎn)品的性能也不盡相同，其膨脹率的大小存在高低之別。有的膨脹劑雖然膨脹率高，但干空的收縮率很大，存在膨脹與收縮“落差”太大的現(xiàn)象。因而在選擇膨脹劑時，必須檢驗膨脹劑的膨脹率。只有對膨脹劑的質(zhì)量有了充分的了解，才能選擇適宜的膨脹劑。

2、補償收縮混凝土配合比設(shè)計原則

研究表明，在固定膨脹劑摻量的情況下，混凝土的限制膨脹率遠小于砂漿的限制膨脹率，而砂漿的限制膨脹率又遠小于凈漿的限制膨脹率，這是因為影響混凝土的限制膨脹率的因素遠多于砂漿凈漿，除砂、石、水泥品種、水灰比、砂率等對混凝土的限制膨脹率有影響外.以下因素對混凝土的限制膨脹率起著顯著的作用，如膨脹劑的摻量、外加劑、混凝土塌落度、混凝土凝結(jié)時間、混凝土標(biāo)號及每立方米混凝土中水泥的用量、粉煤灰摻量等。

1）膨脹劑的摻量。有些觀點認(rèn)為，只要摻加了膨脹劑.配制的混凝土就是微膨脹混凝土。這是一個錯誤的觀點。因為膨脹劑摻量不足或膨脹劑的膨脹率偏低時，其所產(chǎn)生的少量的鈣礬石晶體僅起填充混凝土的毛細(xì)孔的作用，即提高了混凝土的抗?jié)B性，所產(chǎn)生的微膨脹非常小，補償收縮混凝土收縮的能力遠遠不夠，混凝土剩余的收縮變形遠大于混凝土的極限延伸率。只有生成較多的鈣礬石晶體產(chǎn)物時，混凝土才會產(chǎn)生良好的微膨脹性。膨脹劑摻量越低，混凝土的限制膨脹率越小。提高膨脹劑的摻量能顯著提高餛凝土的膨脹率。因而，應(yīng)根據(jù)所配制的混凝土的限制膨脹率的大小來確定膨脹劑的摻量。

2）外加劑。混凝土外加劑標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，一等品外加劑28天的混凝土收縮率比不大于125%，合格率28天的混凝土收縮率比不大于135%。一般在推薦摻量下，28天摻外加劑的混凝土與空白混凝土的收縮率比在115—129%的范圍內(nèi)。從以上可知，外加劑是增大混凝土收縮的，并且，摻量越大，混疑土的收縮越大。目前.大多數(shù)工程采用泵送混凝土施工，外加劑已成為混凝土的第五組分。因而在配制泵送補償收縮混凝土?xí)r，應(yīng)適當(dāng)提高膨脹劑的摻量。

3）混凝土塌落度?；炷恋乃涠仍酱?，在同一膨脹摻量下.混凝土的限制膨脹越小。故采用泵送混凝土?xí)r，要配制抗裂性好的補償收縮混凝土，必須提高膨脹的摻量。

4）混凝土凝結(jié)時間?；炷恋哪Y(jié)時間太短，水泥的水化反應(yīng)較快，混凝土的早期收縮現(xiàn)象較大，混凝土的凝結(jié)時間太長，膨脹劑的膨脹能大都分消耗在塑性階段。膨脹劑的混凝土的凝結(jié)時間宜控制在l0—20小時的范圍內(nèi)，一般厚度的構(gòu)件采用下限，大體積混凝土采用上限。

5）混凝土標(biāo)號和每方混凝土中的水泥用量?？v觀混凝土的裂縫情況，低標(biāo)號的混凝土開裂較輕，高標(biāo)號的混凝土開裂較重?；炷翗?biāo)號越高，每方混凝土中的水泥用量越大，混凝土的收縮越大，因此，必須相應(yīng)提高膨脹劑的摻量。

6）粉煤灰。在混凝土中摻加適量的粉煤灰，可明顯改善混凝土的和易性，降低大體積混凝土的水化熱，控制混凝土的溫差收縮應(yīng)力。但粉煤灰對混凝土干縮率的影響目前還沒有統(tǒng)一的觀點，有的人認(rèn)為粉煤灰增大混凝土的干縮率，有的人認(rèn)為基本無影響。不管粉焊灰是增大還足不影響混凝土的干縮率，它對摻膨脹劑的混凝土的膨脹率是有影響的。在配制補償收縮混凝土?xí)r，必須把粉煤灰的量計入到膠凝材料中，即計算膨脹劑摻量時，應(yīng)把粉煤灰的量一并加到水泥中計算。否則，混凝土的限制膨脹率明顯偏低。

因此，在配制補償收縮混凝土配合比時，應(yīng)增加混凝土限制膨脹率的檢測項目，對混凝土是否確實具有微膨脹性進行實際檢測。只有這樣，才能更好地或用補償收縮混凝土來控制混凝土的裂縫。同時，在進行補償收縮混凝土配合比設(shè)計時，膨脹劑的摻量要根據(jù)所要求的限制膨脹率進行確定。

三、補償收縮混凝土的施工及養(yǎng)護方法

在施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的原材料質(zhì)量和用量，嚴(yán)格按混凝土的配合比拌制混凝土?；炷恋乃涠纫刂坪?，泵送混凝土的入模塌落度不宜超過200mm。

篇9

關(guān)鍵詞：隧道工程 微膨脹混凝土 隧道二襯 應(yīng)用

近年來，隨著交通工程施工技術(shù)及社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，隧道作為一種重要的公路工程結(jié)構(gòu)形式被廣泛地采用。然而，作為一種地下構(gòu)筑物，為了保證高速行車的安全及隧道結(jié)構(gòu)本身的耐久性，其結(jié)構(gòu)的防水能力就顯的尤為重要。為了達到有效防水的要求，除了有二次襯砌與初期支護間大量鋪設(shè)防水卷材外，有的還在二次襯砌混凝土中加入一定量的外摻料，以達到增加混凝土自身防滲透能力的效果。較為普遍的方法是使用膨脹水泥或者在普通混凝土中摻入膨脹劑。本人總結(jié)在金麗溫高速公路桐嶺崗隧道二襯砼施工實踐中的成功經(jīng)驗，就摻膨脹劑的自防水混凝土的設(shè)計與施工應(yīng)注意的問題談幾點自己的認(rèn)識與體會。

1、微膨脹混凝土的自防水原理

根據(jù)有關(guān)研究表明，在沒有約束的條件下，自由收縮不會引起水泥混凝土開裂；在有約束的條件下，由收縮引起的混凝土內(nèi)部拉應(yīng)力達到一定值時，就會引起混凝土出現(xiàn)裂縫；沒有受到約束的自由膨脹會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部疏松，甚至產(chǎn)生混凝土開裂；如果膨脹受到約束，這樣就等于是利用混凝土的膨脹來補償混凝土在約束條件下的收縮，于是混凝土變得更加緊密。隧道二次襯砌混凝土處在鋼筋、模板、巖面及相鄰的混凝土面等的約束條件下，由于各種原因引起的收縮一般都會使得混凝土產(chǎn)生不同程度的開裂，假若襯背的防水卷材又沒能完全隔斷水的進入，于是就出現(xiàn)了二襯的滲漏水現(xiàn)象。在混凝土中摻入膨脹劑后，就可以利用約束下的混凝土微膨脹來補償混凝土的收縮變形，避免混凝土由于開裂產(chǎn)生滲水，從而達到混凝土的自防水效果。

在金麗溫高速公路桐嶺崗隧道二襯C25砼配合比設(shè)計時，我們選用的是浙江“紅獅”牌P.O32.5水泥，膨脹劑經(jīng)試驗比對后選用了溫州“明星”牌UEA膨脹劑，根據(jù)廠家建議并經(jīng)不同摻量的砼抗?jié)B試驗對比后確定按水泥用量的12%摻加。該二襯砼設(shè)計要求抗?jié)B等級P10，實際試驗結(jié)果達到了P12級。

2、水灰比對混凝土膨脹效果的影響

理論上，據(jù)有關(guān)研究顯示，混凝土內(nèi)水泥完全水化所結(jié)合的水占水泥質(zhì)量的0.227，而使水泥完全水化并具有最低毛細(xì)孔隙率的水灰比為0.438。實際上，即使水灰比達到0.5，隨著水化的不斷進行，水化物增多，自由水減少，混凝土中的水泥也不可能完全水化。混凝土中的自由水隨水灰比的降低而減少，膨脹劑中重要組分CaSO4的溶出量隨自由水的減少而減少，當(dāng)水灰比很小時，膨脹劑中參與水化的膨脹劑組分在混凝土的使用期間的適當(dāng)條件下，生成二次鈣礬石，這種二次鈣礬石的膨脹會造成混凝土的劣化。但是，有關(guān)研究資料也表明，當(dāng)水灰比較高時，較大水灰比的混凝土中較大的孔隙率可以吸收較多的膨脹能，從而導(dǎo)致在此情況下的膨脹混凝土的膨脹率隨水灰比的增大而減小，而較致密的混凝土才能產(chǎn)生較大的膨脹。由此可知，水灰比太大或太小對隧道二襯膨脹混凝土都是不利的。經(jīng)驗證明，水灰比在0.45～0.55之間的二襯膨脹混凝土，其防水抗?jié)B性能及抗壓強度均有較好的表現(xiàn)。

本人在金麗溫高速公路桐嶺崗隧道二襯C25砼配合比設(shè)計時，經(jīng)計算及調(diào)試采用的水灰比為0.49。

3、水泥用量對膨脹混凝土的影響

目前隧道二襯混凝土普遍采用泵送澆筑的方法施工，這就要求混凝土要有較大的流動性（坍落度100mm～180mm），也就必然要求提高混凝土的用水量，水泥用量也隨之提高了。水泥用量的增多，就使得較大體積的混凝土中溫升增高，同時膨脹劑的水化也會放出較大的水化熱，使得混凝土內(nèi)的溫升更加有所提高。膨脹劑在混凝土中的水化產(chǎn)物是鈣礬石（C3A.3CaSO4.32H2O），有關(guān)熱分析表明，人工合成的鈣礬石在溫度約為650C時開始脫水，在65～850C溫度下鈣礬石的形成受到限制。而有關(guān)研究又表明，當(dāng)水灰比為0.45左右、使用普通硅酸鹽水泥而又摻入膨脹劑時，混凝土的絕熱溫升可達550C。對于厚度超過1m的混凝土基礎(chǔ)，在常溫下（200C），其混凝土內(nèi)部的溫度會超過750C。如果施工中控制不當(dāng)，膨脹劑產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力不足以補償溫差應(yīng)力時，就會發(fā)生開裂，影響混凝土質(zhì)量及自防水效果。為了有效地降低混凝土內(nèi)部溫升，除了必要時在施工中采取一些降溫措施外，還應(yīng)使用高效減水劑以達到在水灰比不變時減少水泥用量的目的。

在金麗溫高速公路桐嶺崗隧道二襯C25砼配合比設(shè)計中，按水泥用量的0.75%摻用了上海“新浦”XP-2減水劑，減水率15%，水泥用量為347Kg/m3。

4、攪拌對二襯膨脹混凝土混凝土質(zhì)量的影響

大家都知道混凝土的攪拌對混凝土的勻質(zhì)性具有關(guān)鍵性的意義。雖然混凝土配料機及強制式攪拌機的使用對混凝土拌合物的勻質(zhì)性起到了有效的作用，但同時我們還必須充分地重視混凝土的有效攪拌時間，攪拌時間不足時，也會明顯地影響著混凝土拌合物的勻質(zhì)性。在實際生產(chǎn)施工中，混凝土在攪拌站的實際攪拌時間很多都得不到充分的保證，因為種種原因，很多混凝土在攪拌站的實際攪拌時間只有1分鐘左右，甚至有的只有30秒。要知道就是普通混凝土，也需要約75秒的時間才能使混凝土被充分地攪拌均勻，何況在隧道二襯混凝土中還要加入膨脹劑及高效減水劑，如果攪拌不均勻，減水劑的作用得不到充分的發(fā)揮，會影響混凝土的和易性及強度，膨脹劑分布不均勻會導(dǎo)致混凝土因不均勻膨脹而開裂。另外，那種認(rèn)為攪拌運輸車的不斷攪拌可以彌補攪拌站攪拌時間不足的說法是錯誤的，這是因為運輸車的攪拌是自落式的，它的作用是防止混凝土的假凝，它的攪拌與攪拌站的強制式攪拌是不同的。因此，在摻膨脹劑及減水劑的隧道二襯混凝土攪拌時，保證2min以上的攪拌時間是必要的。

在桐嶺崗隧道二襯混凝土施工中，我們要求在砼拌和時，強制攪拌必須保證在120秒以上。在實際施工中，砼的工作性及抗?jié)B性能都得到了充分的發(fā)揮。

5、水養(yǎng)護對二襯膨脹混凝土質(zhì)量的影響

充足的水分是水泥水化和膨脹劑發(fā)生作用的保證，水養(yǎng)護是摻膨脹劑的混凝土施工的重要措施。有關(guān)研究表明，在水養(yǎng)護下混凝土膨脹速率至少在14d以后才趨于緩和。另外，早期沒有澆水或者澆水中斷時，混凝土內(nèi)部毛細(xì)孔就會被切斷，再澆水時，水便進不了混凝土內(nèi)部，使水泥及膨脹劑的水化消耗混凝土內(nèi)本來就很少的自由水，以致混凝土得不到有效膨脹，反而甚至產(chǎn)生較大的自收縮，從而影響混凝土質(zhì)量。根據(jù)桐嶺崗隧道二襯砼的施工實踐，為了保證混凝土膨脹作用的有效發(fā)揮，必須確保二襯混凝土7d以上的連續(xù)水養(yǎng)護時間。

6、總結(jié)

桐嶺崗隧道二襯工程在工后運營至今，一直保持著良好的防水效果。從上面的分析及在桐嶺崗隧道中的應(yīng)用實例可以看出，在混凝土中摻入適量的膨脹劑，利用約束下的混凝土微膨脹來補償混凝土的收縮變形，避免開裂滲水，從而達到混凝土的自防水效果，而合理的水灰比（0.45～0.55）、適當(dāng)減少水泥用量、充分?jǐn)嚢杓按_保砼的水養(yǎng)護時間又是膨脹自防水混凝土有效發(fā)揮作用的保證。

篇10

關(guān)鍵詞：地下工程超長無縫結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)

1．地下工程超長無縫結(jié)構(gòu)設(shè)計原理

地下工程超長無縫結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路是“抗放兼施，以抗為主”，利用膨脹加強帶所建立的預(yù)壓應(yīng)力，與混凝土抵抗收縮變形所產(chǎn)生的拉應(yīng)力達到補償平衡，這是設(shè)計的關(guān)鍵。膨脹加強帶的構(gòu)造一般共設(shè)置二道(包括底板、墻板、頂板)，寬度2m，在加強帶的兩側(cè)架設(shè)密孔鋼絲網(wǎng)，網(wǎng)孔5mm，以防止帶外混凝土流入加強帶，帶內(nèi)增加水平構(gòu)造鋼筋，加強帶混凝土強度等級要求比兩側(cè)混凝土提高一級，施工中，先澆一側(cè)帶外混凝土，澆到加強帶時，改用膨脹混凝土連續(xù)澆搗。膨脹混凝土用于超長結(jié)構(gòu)無縫施工，其限制膨脹率設(shè)計和設(shè)定非常重要，膨脹率偏小，則補償收縮能力不足，無縫施工難以實現(xiàn)，膨脹率過大，對混凝土強度有明顯的影響。微膨混凝土的設(shè)計，主要是在混凝土的配比中摻入適量的外加劑、添加劑，使得混凝土在凝固過程中產(chǎn)生水化熱和凝固后的干燥收縮，即熱脹冷縮所產(chǎn)生的變形壓縮到最低的一種構(gòu)思。

2．某工程概況

該工程為一商業(yè)廣場，地下工程為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，長約440m，寬約420m，地下一層，局部二層，總建筑面積42萬平方米，地下室占地面積16萬平方米，建筑面積19萬平方米?；A(chǔ)為嵌入式整體肋梁筏板，底板厚400-700mm，地梁尺寸多為1000×1500mm，外剪力墻厚350-400mm，混凝土設(shè)計標(biāo)號C30/S10。結(jié)構(gòu)屬于超長無縫混凝土結(jié)構(gòu)。

3. 超長無縫結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)

3.1超長無縫結(jié)構(gòu)總體設(shè)計

對于超長結(jié)構(gòu)工程的無縫設(shè)計問題，目前已形成了較系統(tǒng)的經(jīng)驗和理論。膨脹劑在常規(guī)摻量下，一般可60m不設(shè)縫，當(dāng)超過60m時，可采用“加強帶”解決，帶寬2m，“加強帶”內(nèi)大摻量，帶兩側(cè)普通摻量。帶兩側(cè)設(shè)鋼絲網(wǎng)，目的是防止兩側(cè)混凝土流入“加強帶”內(nèi)。施工時連續(xù)澆筑，澆到加強帶時改換配合比。

結(jié)合超長結(jié)構(gòu)無縫理論和膨脹劑抗裂技術(shù)要求，根據(jù)本建筑要求及地基情況，底板分為A-F六個區(qū)域，使用摻Y(jié)QA膨脹補償收縮混凝土。每個分區(qū)內(nèi)大約每40m設(shè)一條膨脹加強帶，帶寬2m；加強帶二側(cè)設(shè)孔徑小于5mm鋼絲網(wǎng)，帶中膨脹混凝土摻入12％YQA膨脹劑，混凝土標(biāo)號較底板砼增加5MPa。每80m設(shè)一條后澆加強帶，帶寬800mm，帶中摻入12％YQA膨脹劑的膨脹混凝土，混凝土標(biāo)號較底板砼增加5MPa。

對于工程地下室超長、結(jié)構(gòu)及工程地質(zhì)條件復(fù)雜，施工技術(shù)要求較高情況，除必須滿足強度、剛度、整體性和耐久性外，還存在裂縫控制及防水問題。所以如何控制混凝土硬化期間水泥水化過程釋放的水化熱所產(chǎn)生的溫度變化和混凝土干縮的共同作用，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開裂，成為施工技術(shù)的關(guān)鍵。

3.2后澆加強帶與膨脹加強帶設(shè)計

后澆加強帶是一種擴大伸縮縫間距和取消結(jié)構(gòu)中永久伸縮縫的有效措施，它是施工期間保留的]臨時收縮變形縫，保留一定時間后，再進行填充封閉，后澆成連續(xù)整體的無伸縮縫結(jié)構(gòu)，這是一種“抗放兼施，以放為主”的設(shè)計原則。因為混凝土存在收縮開裂問題，后澆加強帶的設(shè)置就是把大部分約束應(yīng)力釋放，然后以膨脹混凝土填充，以抗衡殘余收縮應(yīng)力。后澆加強帶間歇施工，總長度控制在80m左右。

為確保地下工程混凝土底板和墻板在施工和使用階段不出現(xiàn)有害裂縫，采用了YQA膨脹劑。A-F區(qū)域各個分區(qū)內(nèi)大約每40m設(shè)一條膨脹加強帶，帶寬2m；帶兩側(cè)設(shè)孔徑小于5mm鋼絲網(wǎng)，帶中用12%YQA膨脹劑，混凝土標(biāo)號增加5Mpa，帶外用常規(guī)摻量膨脹劑混凝土。每80m設(shè)一條后澆加強帶，帶寬800mm，按常規(guī)方法施工，帶中用12%YQA膨脹劑。即“后澆加強帶-膨脹加強帶-后澆加強帶”的設(shè)計及施工技術(shù)（圖1）。

鋼絲網(wǎng) 膨脹應(yīng)力曲線

YQA YQA

2m

加強帶 收縮應(yīng)力曲線

圖1后澆加強帶設(shè)計做法示意圖

膨脹加強帶分段設(shè)計，每條總長度控制在80m左右，連續(xù)施工，即在80m的中段設(shè)一條加強帶。膨脹加強帶與后澆加強帶設(shè)計示意如圖2。

圖2膨脹加強帶與后澆加強帶設(shè)計示意圖

3.3膨脹劑使用設(shè)計

摻膨脹劑的補償收縮混凝土在限制條件下使用，構(gòu)造（溫度）鋼筋的設(shè)計和特殊部位的附加筋符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010)規(guī)定。

在地下室底板、外墻后澆縫最大間距不超過80m情況下，后澆加強帶回填時間應(yīng)不早于45d。

4. 大體積混凝土配合比設(shè)計

本地下工程混凝土工程量為25萬立方米，混凝土配合比規(guī)模較大，優(yōu)化配合比設(shè)計主要從以下個方面控制。

4.1混凝土原材料要求

水泥選用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的普通硅酸鹽水泥（GB175-1999）。YQA膨脹劑符合混凝土膨脹劑（JC476-2001）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。粗骨料粒徑不大于4.0cm，且含泥量小于1％，泥塊含量小于0.5%。細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)2.5以上，含泥量小于3％，泥塊含量小于1%的中粗砂。其它外加劑達到國家規(guī)定的品質(zhì)指標(biāo)，使用前作適應(yīng)性試驗。YQA型混凝土膨脹劑可以與減水劑、緩凝劑等復(fù)合使用，YQA混凝土中摻用的其他外加劑，符合《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GBJ50119），滿足施工條件要求。各種材料的運輸與保管按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。但是，對于膨脹劑作如下規(guī)定：在運輸與保管過程中不得受潮和混入雜物，并應(yīng)單獨存放；膨脹劑有效期為一年。

4.2大體積混凝土配合比設(shè)計

根據(jù)設(shè)計要求及工程的不同部位、混凝土標(biāo)號、膨脹率和收縮率、以及施工時所要求的混凝土塌落度指標(biāo)進行YQA混凝土試配。

攪拌站選擇泵送劑時，除對減水率進行要求外，必須考慮其緩凝時間，因為工程在秋冬季節(jié)施工，比較實驗室凝結(jié)時間而言現(xiàn)場的混凝土凝結(jié)速度要快一些，因此必須根據(jù)氣溫變化調(diào)整緩凝劑的摻量，確保現(xiàn)場混凝土的初凝時間不得少于10小時。入?；炷撂涠?20-130mm，同時確?；炷敛坏糜忻谒F(xiàn)象。

抗裂混凝土，其性能應(yīng)滿足下表的要求，限制膨脹率與干縮的檢驗按補償收縮混凝土的膨脹率及干縮率的測定方法進行。

表1有關(guān)混凝土的抗裂技術(shù)性能

項目 限制膨脹率（×10-4） 限制干縮率(×10-4) 抗壓強度（MPa）

齡期 水中14天 水中14天，空氣中28天 28天

性能指標(biāo) ≥1.5 ≤－3.0 滿足設(shè)計要求

表2填充用膨脹混凝土的技術(shù)性能

項目 限制膨脹率（×10-4） 限制干縮率(×10-4) 抗壓強度（MPa）

齡期 水中14天 水中14天空氣中28天 28天

性能指標(biāo) ≥2.5 ≤－3.0 滿足設(shè)計要求

本工程C30/S10混凝土配合比設(shè)計如下：

表3混凝土配合比設(shè)計參數(shù)表

水泥 YQA 粉煤灰 砂子 石子 緩凝減水劑 水

280 22.4 43 789.6 1005 4.96L 190

混凝土7天膨脹值128×10-6，抗壓強度36.9Mpa，滿足設(shè)計要求。

參考文獻：

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