补偿收缩混凝土与膨胀加强带在超长混凝土结构中的应用.pdf

7 0 江苏建筑 2 0 1 2年第 1 期 ( 总第 1 4 6期 ) 补偿 收缩 混 凝土与 膨 胀加强 带 在超 长混 凝土结 构中 的 应用 王 金 勇 ( 南 通华 新建 工集 团有 限公 司 ， 江 苏南通2 2 6 0 0 0 ) 【 摘 要】 结合京沪高铁南京南站北广场， 从超长无缝施工技术， 补偿收缩混凝土的配合比设计及其施工与养护控制3 个 方 面论述 了补偿 收缩混凝 土应 用注意要点。实际工程证 明补偿收缩混凝土在 良好合理 的使 用条件下可以有效抑 帝 I 超长混凝 土结构的开裂问题 。 【 关键词】 超长无缝施工； 补偿收缩混凝土； 养护； 膨胀荆 【 中图分类号】 T U 5 2 8 5 5 【 文献标识码 B 【 文章编号 1 o 0 5 6 2 7 0 2 0 1 2 ) 0 1 0 0 7 0 0 2 Th e Us a g e o f S h r i n k a g e - Co mp o s t i n g Co n c r e t e a n d Ex p a n s i o n Re i n f o r c i n g Ban d i n Ov e r l o n g Co n c r e t e S t r u c t u r e WANG J i n - y o n g ( N a n t o n g H u a x i n C o n s t r u c t i o n E n g i n e e r i n g G r o u p ， N a n t o n g J i a n g s u 2 2 6 0 0 0 C h i n a ) A b s t r a c t ： T e c h n i c a l p o i n t s f o r t h e a p p l i c a t i o n o f s h ri n k a g e - e o m p o s t i n g c o n c r e t e i n N a n j i n g s o u t h r a i l w a y s t a t i o n o f B e i j i n g S h a n g h a i H i g h s p e e d r a i l w a y w e r e d i s c u s s e d i n t h i s p a p e r ， b a s e d o n s e a m l e s s c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y ，mi x t u r e p r o p o r t i o n ，p r o p e r p l a c i n g a n d c u ri n g m e t h o d s T h i s p r o j e c t a t t e s t s t h a t s h ri n k a g e - c o rn p o s t i n g c o n c r e t e c a n d e c r e a s e c r a c k i n g r i s k o f c o n c r e t e wi t h p r o p e r u s i n g t e c h n o l o gy Ke y wo r d s ： s e a ml e s s c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o gy ；s h r i n k a g e - c o mp o s t i n g c o n c r e t e ；c u rin g me t h o d；e x p a n s i o n a g e n t 混凝土早期裂纹的控制一直是混凝土质量控制 的重点 与难点 ，尤其是在大体积混凝 土结构及超长混凝 土结构施 工 过程 中 ，如何有效 的预 防混凝土变形裂纹 的产生显得 非 常 重要 。补偿收缩混凝土作 为一种经济有效 的抗裂技术在 工程上得到 了广泛 的使用 ，然而 只有合理 的设计 和使 用补 偿 收缩 混凝 土才 能使其功效发挥 到最大 。 京沪高铁南京南站北广场工程为 1 层地下混 凝土超长 结构 ， 呈扇形 ， 东西 向长 3 9 5 6 m， 南 北 向 1 3 5 m， 总建筑 面 积约 4 0 5 1 5 m z ， 工 期仅 9 1 d 。 本文结 合此工 程讨论如何 在 超长混凝土结构 中使用补偿收缩混凝土。 l 超长无缝施工技术设计原则 根据 混凝土结构 设计规 范 ( G B 5 0 0 1 0 2 0 0 2 ) o ， 使用 普通混凝土现浇地下室墙壁等结构时 ，钢筋混凝土结构伸 缩缝最大间距仅 为 2 0 m一 3 0 in ，而使用 补偿 收缩混凝土可 延长浇筑长度 ，依据 补偿收缩混凝土应用技术规范 阁 规 定 ， 其浇筑长度可延长到 6 0 m以上 ， 如表 1 所示。 图 l 为混凝土膨胀加强带模型示意图13 1 。 从 图 1中可 以 看 出 超 长混凝 土结构使用普通混凝土 的温度收缩应力 曲 线 为 A B C D E， 其 中从两边 向中间增长到 B、 D 2点 时 ， 仃 ( 混凝 土抗拉强度 ) ， 开始发生开 裂 ， 释 放能量 ； 仅采用小 掺 量 膨胀剂 的膨胀混凝 土进 行浇筑的超 长混凝 土结 构 ，能够 力 3 二 芒 = = = 。厶 参 ： ： 辫 j ： j 图 1 混凝土膨胀 加强带模型示意 图 抵消部分 温度收缩 应力 ， 其收 缩应力 曲线为 A F G H E， 应力 从两边 向中间随结构长度的延伸而增长 ， 达到 F、 H 2点时 ， 盯 开始产生开裂 ， 当采用小掺 量膨 胀剂 的膨胀混 凝土 ， 并在适 当部位局部加大膨胀剂掺量形成膨胀加强带 ，对超 过 长混凝土结构进行叠加式重复补偿时 ，其温度应力 曲线 为 A I J K E。可 以看出没有达到 混凝 土抗 拉强度所 以不会 开 裂 。 根据“ 以防为主 。 抗放结合 ” 的裂缝控制 原则 ， 底板 及侧 墙 采用超长结构无缝 设计 。 使用 “ 补偿 收缩 混凝土+ 膨 胀加 强带 ” 设计方法进行施工。 【 收稿日 1 1 2 0 1 2 - 0 2 - 0 8 【 作者简介】 王 金 勇 ， 南 通 华 新 建 工 集 团 有 限 公 司 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 江苏建筑 2 0 1 2年第 1 期 ( 总第 1 4 6期 ) 7 表 l 补偿 收缩混凝土连续浇筑结构长度 ( 1 ) “ 放” 。整个地下室 划分成 多个施 工区 ， 将原来的后 浇带拓宽为 2 m一 3 m 的后浇式膨胀加 强带 。膨胀加强带 的 混凝土应在在施工 区混凝 土浇筑 7 d 一 1 4 d以后浇筑 。膨胀 加强带混凝土 的限制膨胀率 ( 1 4 d ) 应在 2 5 x 1 0 - 4 - 5 O x l O 。 ( 2 ) “ 防” 。虽然进行 了分 割 ， 对于连续浇筑 的施工区单 块仍有长 度超过规范要求 的部分存在，建议通过 采用补偿 收缩 混凝 土进行 加强 。补偿 收缩混凝 土的限 制膨胀率 ( 1 4 d ) 应在 1 5 x 1 0 4 - 3 O x l O 。 各施工区使用较低膨胀率 的补偿 收缩 混凝 土 ，其间设 置 2 m宽 的膨胀 加强带 ，保湿养 护 7 d后使用 较高膨胀率 的补偿收缩混凝土填充 。 补偿 收缩混凝 土要特别加强养护 。 保湿养护 7 d 一 1 4 d ， 以保证混凝土充分膨 胀 。 有效 补偿两侧 混凝土 的干燥收缩 。以上超长无缝设计方 法与传统后浇带 设计一样 ， 要设钢 片止水带 ， 所不 同之 处 ， 回填时 间为 7 d 一 1 4 d ， 比传统后浇缝缩短了 3 0多天 。 设计示意图如图 2所示。 广r f r T 一 掺 6 8 I 荆 一 剂 图 2无缝设计示意图 2配合 比设计 补偿收缩混凝土应用技术规范 规定平板结构 补偿收 缩 混凝土 限制膨胀 率不小 于 1 5 x l O - 4 。梁墙体 结构不小 于 2 O x l O 。， 膨胀加强带 不小于 2 5 x l O 一 ； 京沪高铁南京南 站北 广场底板厚度偏大， 墙体偏高， 为保证工程质量及开裂风险 表 2 混凝土限制膨 胀率 x l 0 - 4 结构部位 最小 限制膨胀率 x l O 一 底板施工 区 地板 加强带 侧墙施工 区 侧墙 加强带 2 O 4 0 2 0 4 O 江苏博特 新材 料有限公 司生产的 H ME _I I I 其膨胀效 能 高 ，特别 是在低水胶 比和绝湿养护的条件下 比老一代 产品 的膨_胀效 能有 显著提高 。对于容易开裂 的侧墙混凝 土具 有 更好 的补偿 收缩的效果 ； 能够促进掺合 料的二次反应 。 改 善 大掺量矿 物掺合料混 凝土的“ 贫钙 ” 问题 提 高混凝土 的抗 渗性 和抗碳 化性能 ； 对混凝土强度 和流动性 基本没有影响 ； 碱含 量显著降低 ， 不大于 0 5 0 。 墙板 混凝 土较底板 混凝土更 容易开裂 因此更应关 注 矿粉 对其 膨胀 性能的影响 ， 具体配合 比如表 3 所 示 为了使 数据 更加明显具有对 比性实测时将混凝土 中的石子筛除 。 图 3为矿粉对 补偿收缩混 凝土 膨胀性 能的影响 规律 可见 矿粉 的掺 人大大降低 了混凝土 的膨胀效 能 且 3 0 掺 量条件下 矿粉对膨胀 的抑制作用最大 。商品混凝土搅拌 站 矿粉的掺量一般都在 2 0 左右 ， 可降低补偿收缩混凝土膨 最 小化 ， 对各部位 限制膨胀率做 出如表 2 要求 ， 膨胀剂选 用 图 3 矿 粉掺 量对 补偿 收缩混凝土膨胀性能的影响 ( 下转第 9 5页 l 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 江苏建筑 2 0 1 2年第 1 期 ( 总第 1 4 6期 ) 9 5 ( 6 ) 对桩体 配筋， 除进 行桩身强 度验算外，尚应 进行最 大裂缝验算。 确保桩体 最大裂缝 宽度小于抗 拉构件 规范限 值 。 ( 7 ) 做 好抗拔桩 与底板之 间先后 浇筑混凝 土之 间的结 构连接 、 防水构 造等工作 ， 避 免在结构 受力 、 防水等 方面出 现薄弱环节 。 6结 论 地下结构抗浮措施 主要取决 于抗 浮水 位的选取 ，本文 以实际工程为例 。 具 体详细地介绍 了抗拔桩 的设计过程 ， 并 得 出以下结论 ： ( 1 ) 地下结构 的抗浮水 位与勘察期 间测得 的最 高水位 是 2个不 同的概念 ， 工程设计时应根据具体情况 ， 合理地确 定抗浮水压力 的大小 。 ( 2 ) 隧道敞 开段抗 浮问题 应根据结构方案 、 地质情况和 工程重要性 ， 综 合比选确定结构形式 。 ( 3 ) 在设 计过程 中 ， 应 选择合理 的设计参 数 ， 对设计 方 案作 出正确合理 的判断和选择。 参考文献 1 】 D G T J 0 8 2 0 3 3 - 2 0 0 8 ， 道路 隧道 设 计规 范【 S 】 上 海 市建 设 管理委 员会 ， 2 0 o 8 【 2 】 J G J 9 4 2 0 0 8 ， 建 筑桩基技 术规 范【 S 】 中国建 筑工业 出版 社 2 0 0 8 3 】 J G J 7 2 2 0 0 4 ， 高层建筑岩土工程勘察规程 S 中国建筑 工 业 出版 社 2 0 0 4 【 4 G B 5 0 0 2 1 - 2 0 0 1 ， 岩土工程勘察规范【 s 中国建筑工业出 版 社 2 0 o 1 【 5 于鑫， 杨林 浅析地铁 车站抗拔 桩设计【 J 】 四 川建筑， 2 0 0 9 ( 4 ) 6 张维秀， 王 雪飞 地下水位 与结构计 算【 J 工程 建设， 2 0 0 9 f 2 ) ( 上接 第 7 1 页 ) 表 4 搅拌站提供配合 I： &g m 胀 5 O 之 多 ，因此在 墙板 补偿 收缩混 凝土 中没有 掺人 矿 粉 ， 具体施工混 凝土配合 比如表 4所示 。 膨胀加强带混凝土 强度 较其他部位混凝土强度高 1 个等级 。 3 混凝土的施工与 养护保证 措施 补偿 收缩混凝土的施工与养护对其使用效果 的影响是 非常大的 ， 必须加 以重视。 3 1 混凝土的浇筑与振捣 混凝土浇筑过程中应控制混凝土的人模坍落度在 l 4 c m 1 8 c m， 浇筑时应注意落差不能过大 ， 防止混凝土离析 ， 防止 石子下沉造成混凝土不均匀 引起沉缩裂缝 。浇筑布料点要 合适 。混凝土浇筑时下料不应太快 ， 浇筑应连续 。 防止 出现 冷缝 。 应保证振捣及时 、 充 分 ， 振捣要密实 ， 不应欠振或 过振 ， 浇筑 时注意振捣到位使混凝土充满端头角 落。振捣 时间也 不宜过长 ， 否者 将导致骨 料下沉 。 混凝 土表面砂 浆层富集 容易产生裂纹 。 在混凝土表 面水基本收干前后 用木抹 子磨平搓毛 2 3遍 ， 拍打液化混凝土 ， 愈合裂纹。 3 2混凝土的养护 为了避免大面积板式结构混凝土塑性 开裂 。应 在抹面 之后混凝土表面开始变 干时 即开始采 取覆 盖薄膜措 施进行 养护。 若施 工期 间温度较高 、 风速 较大混凝土容易在抹面之 前即发生塑性开裂 ，此时可 以在浇筑 完毕抹 面之前 在混凝 土表 面喷洒 水分 蒸发 抑制剂 以降低水 分蒸发 抑制 塑性 开 裂。 底板 补偿 收缩混凝土凝结抹面之后且在膨胀加 强带浇 筑之前 ，宜采取 薄膜 覆益 养护 ，同时应 保持混凝土表 面湿 润 ； 在膨胀加强带浇筑完毕且凝结抹 面之后 膨胀加强带及 前期 的补偿 收缩 混凝 土均采取直接 蓄水 的方 法进行养 护 。 且养护 总龄 期不 应少于 1 4 d 。 墙体补偿混凝土 浇筑完成 后 ， 可 以带模养护 。 膨胀加强 带浇筑完毕后 ， 应在顶端设多孔淋水管 ，达到脱模 强度后 ， 可松动对拉 螺栓 ， 使墙体外侧 与模板之 间有 2 m m 3 m m 的 缝 隙 ， 确保上部淋水进人模板与墙壁 间 ， 拆模后也应进行薄 膜覆盖或洒水养 护。 4结 语 京沪高铁南京南 站北 广场灵活应用补偿收缩混凝 土加 膨胀加强带超长无缝 施工技术 使用江苏博特新材料有 限 公 司生产 的 HM E一I I I 膨胀 剂作 为补偿 收缩混凝 土 的膨 胀源 ， 并在施工与养护阶段对混凝土质量进行严格控 制 。 保 证 了工程质量 ， 缩短 了施工工期 ， 降低了施工成本 。火 车南 站北广场完成至今未 发现明显 裂纹与渗漏现象 ，证明 了良 好 的施工技术 ，优质 的膨 胀剂以及严格的施工与养护要求 是可 以控制地下 室超 长结 构开裂的。 参考文献 【 1 】 王铁梦建筑物裂缝控制 M】 中国建筑 工业 出版社， 1 9 9 7 2 】 J G J T 1 7 8 2 0 0 9补偿 收 缩混凝 土应 用技 术规 范【 S 】 中 国 建 筑 工 业 出版 社 2 o o 9 3 】 游 宝坤 ， 李乃珍 膨胀 剂及其 补偿收 缩混凝 土f M1 中国 建材 工业 出版社 2 0 0 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m