补偿收缩混凝土在京沪高铁南京南站工程中的应用研究.pdf

2 0 1 3 年 第 5 期 (总 第2 8 3 期 ) Nu mb e r 5 i n 2 01 3( To t a l No 28 3) 混 凝 土 Co nc r e t e 实用技术 PRACT I CAL TECHNoL0GY d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 3 0 5 0 4 6 补偿收缩混凝土在京沪高铁南京南站工程中的 应用研究 曹国祥 。 ( 1 江苏顺通建设集团有限公司，江苏 南京 2 1 0 0 0 8 ；2 张守治 2 江苏省建筑科学研究院有限公司，江苏 南京 2 1 0 0 0 8 ) 摘要 ： 介绍了京沪高铁南京南站北广场工程建设过程中， 为缩短施工工期采用补偿收缩混凝土加膨胀加强带进行超长结构无 缝施工技术。 从原材料选择、 钢筋配置 、 补偿收缩混凝土配合 比设计 、 施工质量控制等方面采取技术措施 ， 有效的控制了混凝土结 构裂缝 ， 加快了施工进度 ， 保证 了良好的工程质量。 该工程的成功 ， 表明科学的设计方案、 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解决地下室超长结构开裂的难题。 关键词 ： 膨胀剂 ；补偿收缩混凝土 ；混凝土配合比 中图分类号 ： T U5 2 8 0 1 文献标志码： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) 0 5 0 1 5 8 0 3 S t u d y o f t h e s h r i n k a g e - c o mp e n s a t i n g c o n c r e t e i n Na n j i n g s o u t h r a i l wa y s t a t i o n o f B e - 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 wa y CAO Gu o - xi a n g ， ZHANG S h ou - z h i ( 1 J i a n g s u S h u n t o n g C o n s t ruc t i o nC o ， L t d ， N a n j i n g 2 1 0 0 0 8 ， C h i n a ； 2 J i a n g s u R e s e a r c h I n s t i t u t e o f B u i l d i n gS c i e n c e C o ， L t d ， N a n j i n g 2 1 0 0 0 8 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： I l l o r d e r t o s h o r t e n t h e c o n s t r u c t i o n p e rio d wi th the u e s o f s h r i n k a g e - c o mp e n s a t i n g c o n c r e t e t h e l o n g s t r u c t u r e 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 g y i n N a n j i n g s o u th r m l w a y s t a t i o n o f B e ij 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 F r o m r a w m a t e r i a l s e l e c t i o n ， r e i n f o r c e d c o n fi g u r a t i o n s， s h r i n k a g e c omp e n s a t i n g c o n c r e t e mi x de s i g n， c o n s t r u c t i o n q u a l i t y c o n t r ol a n d o the r a s p e c t s t o t a ke t e c hn i c a l me a s u r e s ，we e f - f e c t i v e l y c o n t r o l l e d the c o n c r e t e s t r u c t u r e c r a c k s ， q u i c k e n the c o n s t r u c t i o n p r o g r e s s ， and e n s ure dg o o d q u a l i tyo f th e p r o j e c t T h e s u c c e s s o f t h e p r o j e c t s h o w e d t h a t ， s c i e n t i fi c d e s i gn ， c o n s t r u c t i o n t e c hno l o g y ， h i gh- q u a l i ty e x p a n s i o n a g e n t and s t r i c t c o n s t r u c t i o n and ma i n t e n a n c e r e q u i r e me n t s c o u l d s o l v e the pr o bl e m of t he ba s e me nt l o ng s t r u c t u r e c r a c k i ng K e y wor d s ： e x p an s i v e a g e n t ； s h r i nk a g e c o mp e n s a t i n g c o n c r e t e ； c o n c r e t e mi x r a t i o 0 引言 京沪高铁南京南站北广场工程为一层地下混凝土超 长结构 ， 如 图 1 所示 ， 呈扇形 ， 东西 向长 3 9 5 6 1 1 1 ， 南 北宽 1 3 5 n l ， 总建筑面积约 4 0 5 1 5 n l ， 底板最厚达 2 2 1T I ， 墙板高 达 6 1 T I ， 属 于典 型的超长超大面积 的混凝 土结构 ， 按 照现 行混凝土结构设计规范 1 需要 每隔 2 0 3 0 1 T I 设置伸缩缝 ， 按 此 规 定南 京 南 站 北 广场 大 型地 下 室 可 能 被 划 分 为 4 0 5 0块 ， 大 大增加 了施工和质量控 制难度 ， 并将 大 幅度 延长施工周期。 由于京沪高铁定在 2 0 1 1 年 6 月 3 0号正是 投入运行 ， 当时能用 的有效施工工期 只有 9 1 d ， 工期非 常 紧张， 既要加快施工进度又要确保工程质量。 为此， 举行了 专家论证会 ， 最后决定采用补偿收缩混凝土加膨胀加强带 进行超长结构无缝施 工技术 。 该工程经过科学的施工与养 护 ， 在保证工程质量的前提下大大缩短了施工工期， 取得 了良好的效果 。 笔者有幸参加专家论证会 ， 并参与了部分施 收稿 日期 ：2 0 1 2 1 1 - 1 7 1 58 工管理与技术服务工作 。 为了能对今后相似工程结构 的快 速施工提供参考和借鉴， 本研究从原材料选择、 配合比设 计 、 膨胀率控制等角度真实再现了补偿收缩混凝土在京沪 高铁南京南站北广场工程中的应用情况 。 旧 。 舒 图 1 南京南站北广场底板基础 1 原材料选择 水泥 ： 应选用 品质应稳定 、 细度适 当、 c 含量和碱含 量低 、 与外加 剂的相 容性好 的普通硅酸盐水泥 ， 避免使 用 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 温度较高的水泥 ， 防止混凝 土温升与环境 温度差幅度过大 形成温度裂缝 。 本工程采用盘景 P O 4 2 5 水 泥。 掺合料 ： 粉煤灰应选用烧失量低 I I 级以上品质稳定的 低钙 灰 ， 矿粉宜选用 $ 9 5 级磨 细矿渣粉。 本工程采用华能 I I 级粉煤灰和嘉华 $ 9 5 级磨细矿渣粉。 骨料 ： 宜采用 以 自然连续级 配的洁净 的粗集料 ， 细集 料以颗粒圆润的洁净的中、 粗砂为宜 ， 应严格控制粗细骨 料 的泥含量及泥块含量 。 膨胀剂： 应选用满足 G B 2 3 4 3 9 - - 2 0 0 9 ( 混凝土膨胀剂 中 I 型要求限制膨胀率大于 2 5 1 0 质量稳定的膨胀剂。 本工程采用江苏博特新材料有限公 司生产的I - I ME - I I I 低 碱型混凝土膨胀剂。 减水剂 ： 宜选用收缩率低的高效减水剂。 本工程采用江 苏博特新材料有限公司生产P C A - I 聚羧酸商陛能减水剂 。 2 补偿 收缩混凝 土钢 筋配置 补偿收缩混凝土配筋位置除符合设计基本要求外 ， 为 了建立更好的约束条件 ， 宜采用双层 、 双向布筋方式。 在同 样含钢量下 ， 采用细而密的配筋更有利于补偿收缩混凝土 膨胀压应力的建立， 尤其易裂的墙体， 水平钢筋间距宜控制 在 1 0 0 1 5 0 m n 3 之间。 因墙体受到底板钢筋约束易产生应 力集中， 墙体垂直裂缝多出现在墙体的中部， 为此宜在墙体 中部的 1 0 0 0 m l T l 范围内加密水平筋的间距 ( 5 0 1 0 0 I n lT 1 ) ， 形成一道“ 暗梁” 。 由于墙体与柱子的配筋率相差较大， 收 缩应力发展不协调， 易在墙体与柱子连接部位出现垂直裂 缝 ， 其 有效的解决方 法是用直径 8 1 0 n l l n ， 长 1 5 0 0 l n l n 的附加筋， 插入柱内约 1 5 0 mi l l ， 其余部分伸人墙内。 3 补偿 收缩混凝土 配合 比设计 3 1 补偿收缩混凝 土设计 方案确 立 在设计配筋 和施工合理的前提下 ， 衡量补偿收缩混凝 土补偿收缩 能力 的最重要 的技术 指标是 混凝 土的限制膨 胀率 。 限制条件下膨胀剂的水化膨胀受到约束 ， 在结构 中建 立一定 的预压应力 ， 通过预压应力来补偿混凝土在水化硬 化过程中产生的收缩应力， 防止混凝土开裂。 根据 混凝土外 加剂应用技术规范 闭 、 补偿收缩混凝土应用技术规程 圈 等相关规范的要求 ， 结合京沪高铁南京南站北广场地下工 程底板和墙体的实际情况， 在征求相关专家、 设计人员意见 的的基础上 ， 确定补偿收缩混凝土设计方案如表 1 所示 。 表 1 京沪高铁南京南站北广场地下工程补偿收缩混凝土设计方案 使用部位 混凝土强度等级 抗渗等级 水中 1 4 d 限制膨胀率 3 2 补偿 收缩混凝土配合 比确立 经过查阅相关文献资料 发现， 侧墙和顶板等混凝土 构件多采用带模养护， 但由于暴露在外的表面积大， 混凝 土内部温度散失快 ， 侧墙和顶板混凝土 以温缩和 自缩开裂 为主， 而底板混凝土以温缩和干缩开裂为主， 矿粉有利于 混凝土早期强度 的发展 ， 但会增大混凝土的 自收缩 ； 粉煤 灰则会降低混凝土收缩 ， 还可降低混凝土水化热。 因此对于 侧墙和顶板结构 的混凝土不适宜加入矿粉 ， 而粉煤灰则可 用于各种混凝 土结构 。 由此确立京沪高铁南京南站北广场 地下工程补偿收缩混凝土配合 比， 如表 2 所示 ， 其 中混凝 土入模坍落度由减水剂掺量进行调控。 4 补偿收缩混凝土质量控制 4 1 限制膨胀 率 为 了加强 补偿 收缩 混凝土 的质量控 制 ， 在混 凝土浇 筑地点现场取样成型限制膨胀混凝土试件( 图 2 ) ， 参照 G B 2 3 4 3 9 - - - - 2 0 0 9 混凝土膨胀剂 在( 2 0 1 ) 水中养护 1 4 d 后取 出 ， 再放入 温度 为( 2 0 1 ) 。 C、 相对湿 度为( 6 0 5 ) 的 恒温恒湿室 中养护 2 8 d ， 测试结果见 图 3 所示。 表 2 京沪高铁南京南站北广场地下工程补偿收缩混凝土配合比 由图 3 可以看出 ， 现场取样成型的用于底板 的补偿 收 缩混凝土试件水 中 1 4 d限制膨胀率为 0 0 2 5 ， 用于底板 的 膨胀加强带混凝土试件水中 1 4 d限制膨胀率为 0 0 4 1 ， 用于侧墙的补偿收缩混凝土试件水中 1 4 d限制膨胀率为 0 0 3 0 ， 用于侧墙 的膨胀加强带混凝土试件水 中 1 4 d限制 膨胀率为 0 0 4 2 ， 均大于最小限制膨胀率设计值， 满足设 计要求。 补偿收缩混凝土在钢筋限制作用下可以将膨胀能 转变成预压应力储存在钢筋中， 当水养 1 4 d 后开始干燥时， 虽然此时混凝土开始收缩， 但是在水养阶段储存起来的膨 胀能开始发挥作用以抵消后期干燥 的收缩作用 ， 至 4 2 d 龄 期时混凝土试件仍然表现出宏观的膨胀变形， 这为混凝土 结构良好的抗裂性提供了有力保障。 4 2 浇 筑 补偿收缩混凝土人模坍落度不宜过大， 以 1 4 0 1 6 0 m m 为最佳， 过大会引起混凝土离析而造成墙板混凝土的均质 性变差 ， 导致其在水化硬化过程中收缩应力不均而产生裂 1 5 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 0 05 O O 4 壁0 0 3 5 o 0 2 O 0l 图 2 浇筑 现 场混 凝土 取样 0 7 1 4 2 1 2 8 3 5 4 2 养护龄 期 d 图 3 底板和侧墙现场取样混凝土试件限制膨胀率测试 缝 ， 从而严重影响膨胀剂补偿? 昆 凝土收缩的效果 。 超长无缝设计关键技术在后浇膨胀加强带上 ， 因此设 计施工时应特别加以注意。 膨胀加强带浇筑前 ， 应将先期浇 筑的混凝土表面清理干净 ， 充分湿润。 混凝土浇筑时 ， 膨胀 加强带的两侧需用密孑 L 铁丝 网拦隔 ， 以防小膨胀混凝土混 入加强带 。 注意严防其他部位混凝土进入膨胀后浇带 内， 以免影响设置效果 ， 同时 ， 严禁混凝土散落在 尚未浇筑 的 部位 ， 以免形成潜在 的冷缝或薄弱点。 在混凝土浇筑至膨胀 加强带附近时 ， 应注意使振 动棒插捣点与密 目钢丝网保持 距离不小 于 3 0 c m， 并不得过振 。 另外在混凝土浇筑 、 振捣 过程中应掌握时间 ， 在接近混凝土临界振捣时间前进行二 次振捣 ， 二次压抹 ， 使混凝土 中的成分重新组合 ， 排除混凝 土 中的孔 隙和多余水分 ， 使混凝土更加密实 ， 以达 到减少 混凝土收缩裂缝 的 目的。 4 3 养护 补偿收缩混凝土的养护对其使用效果的影响是非常大 的， 必须加 以重视 ， 每个施工段均设立专人 负责养护工作。 在膨胀加强带浇筑之前 ， 底板混凝土宜采取覆盖塑料 薄 膜养护 ， 同时应保 持 昆 凝土表面湿润 ； 当膨胀加强带浇 筑完毕且凝结抹面之后 ， 整块底板混凝土宜采取直接蓄水 的方法进行养护 ， 且养护总龄期不应少于 1 4 d 。 工程实践表 明， 混凝土浇筑完 3 4 d内水化温升最 高， 为抗拉强度很低 ， 如果拆模过早 ， 墙板混凝 土因表面积大 、 散热快导致 内外温差较大而容易引起温度 收缩开裂 ， 因此 墙板混凝土浇筑完成后应带模养护不低于 3 d ， 当膨胀加强 带浇筑完毕后 ， 应在顶端 布置多孑 L 淋水管进行撒水养护 。 当混凝土达到脱模强度后， 可松动对拉螺栓， 使墙体外侧 与模板之 间有一定 的缝隙 ， 确保上部淋水能够进入模板与 墙壁间。 拆模后 能覆土的应及时覆土 ， 不能覆土的也应采用 挂湿草席及时覆盖 ， 保温保湿养护至 1 4 d 。 5结语 京沪高铁南京南站北广场地下工程于 2 0 1 1 年 3 月开 工至 6 月结束 ， 经建设方 、 设计单位 、 施工企业 、 监理公 司 等多方努力 ， 工程 已按时竣工 。 通过应用补偿 收缩混凝土加 膨胀加强带超长无缝施工技术 ， 并在施工与养护 阶段对混 凝土质量进行严格控制 ， 在保证 工程质量前提下 ， 有效解 决 了工期 紧张问题。 竣工至今经雨季高水位浸泡未发现明 显裂纹与渗漏现象。 该工程的成功归功于建设方 、 设计 院 、 施工 方和监 理通 力协作 ， 证 明了科学 的设计方 案 、 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 以解决地下室超长结构 开裂的难题 ， 对类似工程具有一定 的借鉴意 义。 参考文献 ： 1 G B 5 0 0 1 0 - - - 2 0 1 0 ， 混凝土结构设计规范f s 】 京 ： 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 1 0 2 G B 5 0 1 1 9 2 0 0 3 ， 混凝土外加剂应用技术规范【 s 】 北京： 中国建 筑工业出版社， 2 0 0 3 【 3 】J G J T 1 7 8 2 o 0 9 ， 补偿收缩混凝土应用技术规范【 s E 京 ： 中国 建筑工业出版社， 2 0 0 9 【 4 】刘建忠 ， 孙伟 ， 缪昌文 ， 等 矿物掺合料对低水胶比混凝土干缩 和自收缩的影响【 J 1 东南大学学报 ： 自然科学版， 2 0 0 9 ， 3 9 ( 3 ) ： 5 8 0- 58 5 5 】田倩 1氏水胶比大掺量矿物掺合料水泥基材料的收缩及机理研 究【 D 】 南京： 东南大学， 2 0 0 6 作者简介： 曹国祥( 1 9 5 3 一 ) ， 男 ， 高级工程师。 联系地址： 南京市中山北路2 1 7 号龙吟广场办公区8 0 5 室( 2 1 1 1 0 8 ) 联系电话： 1 3 8 0 9 0 4 2 5 6 9 微利时代价值先锋 福 田雷萨 L 8系列新品全国巡展西安站告捷 2 0 1 3 年 4月 1 1日， 福田汽车旗下福田雷萨全新 L 8系列新品在西安凯宾斯基酒店举办了以“ 新技术 、 新突破 、 新格 局 ” 为主题 的新品发布活动 ， 这也是 L 8 系列新 品全国巡展活动的第 四站 。 L 8系列的上市体现 了中国泵送机械行业迎来了 真正的世界一体化 、 系列化的产品， 也体现了福田雷萨“ 创造客户价值、 帮助客户成功” 的承诺， 至此， 福田雷萨已发展成为 集泵车、 搅拌车、 车载泵以及搅拌站成套混凝土设备、 干混成套设备等产品的专业成套装备服务商， 在混凝土行业微利时 代逐步来临的今天成 为价值新先锋 、 引领行业发展。 福田雷萨 L 8 系列新品全国巡展活动从 3月 1 1 L I 在广州拉开帷幕以来， 已经走过了青岛、 南京， 来到中国西部核心城 市西安。这里不但是西部大开发的排头兵， 更是进入西部广大市场的入1：3， 因此福田对西安市场的重视也表现在 L 8 系列的大力推广上 。将最新 、 最具竞争力 的产品放到西部市场 ， 也彰显出福 田雷萨对产品的 自信。 1 6 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m