建筑结构裂缝控制技术及混凝土膨胀剂应用技术.pptx

中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA 题题 纲纲前言前言砼中的抗裂材料砼中的抗裂材料 我国砼膨胀剂开发近况我国砼膨胀剂开发近况怎样选用膨胀剂怎样选用膨胀剂 补偿收缩砼配合比设计补偿收缩砼配合比设计 关于复合膨胀剂关于复合膨胀剂 中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA 题题 纲纲设计中注意问题设计中注意问题 施工中注意问题施工中注意问题 补偿收缩砼应用技术成果补偿收缩砼应用技术成果 典型工程实例典型工程实例 结语结语 中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA前 言裂缝控制的含义裂缝控制的含义:通过设计、材料、施工的技术措施，控制有害裂缝的通过设计、材料、施工的技术措施，控制有害裂缝的出现出现混凝土最大裂缝控制标准混凝土最大裂缝控制标准:无侵蚀介质，无防渗要求，无侵蚀介质，无防渗要求，0.3mm0.3mm轻微侵蚀轻微侵蚀,无防渗要求，无防渗要求，0.2mm0.2mm严重侵蚀，有防渗要求，严重侵蚀，有防渗要求，0.1mm0.1mm现状现状:结构的超大化、复杂化，使裂缝出现几率增加结构的超大化、复杂化，使裂缝出现几率增加;ISOISO水泥标准的实施，部分水泥厂的水泥细度提高，对水泥标准的实施，部分水泥厂的水泥细度提高，对结构的裂缝控制不利结构的裂缝控制不利;高效减水剂的影响经常被忽视高效减水剂的影响经常被忽视。中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA建筑结构产生裂缝的原因及其对策建筑结构产生裂缝的原因及其对策建筑结构产生裂缝的主要原因：建筑结构产生裂缝的主要原因：荷载裂缝，几率荷载裂缝，几率20%变形裂缝，几率变形裂缝，几率80%荷载裂缝、结构不均匀沉降和气候温差引荷载裂缝、结构不均匀沉降和气候温差引起的裂缝可由结构设计师解决。起的裂缝可由结构设计师解决。混凝土的变形裂缝由材料、施工和技术人混凝土的变形裂缝由材料、施工和技术人员解决。员解决。中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA混凝土收缩裂缝产生的原因混凝土收缩裂缝产生的原因化学减缩化学减缩:100g水泥水泥+33ml水，减缩值水，减缩值 79ml混凝土混凝土C=300kg/m3，减缩值，减缩值 2127L/m3干燥收缩干燥收缩100g水泥浆体，可蒸发水分约水泥浆体，可蒸发水分约6ml混凝土混凝土C=300kg/m3，可蒸发水分约，可蒸发水分约18ml水泥砂浆干缩值约水泥砂浆干缩值约0.10.2%水泥混凝土水泥混凝土180天自由干缩值约天自由干缩值约0.040.06%自收缩自收缩:由于自干燥作用引起的混凝土的自身体积收缩由于自干燥作用引起的混凝土的自身体积收缩OPC:Sf100(微应变微应变)W/B=0.3，Sf200 (微应变微应变)W/B=0.2，Sf300 (微应变微应变)中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA混凝土收缩裂缝产生的原因混凝土收缩裂缝产生的原因温差收缩温差收缩水泥水化热，水泥水化热，300350 kJ/kg；混凝土的绝热温升混凝土的绝热温升4055 C；T=10，=110-5/，冷缩值冷缩值 ST=T/110-4；T25，则，则ST=22.5 10-4。徐变徐变拉徐变：能缓解混凝土内部应力，有利于抗裂；拉徐变：能缓解混凝土内部应力，有利于抗裂；压徐变：预应力损失，不利于抗裂。压徐变：预应力损失，不利于抗裂。中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA混凝土后期膨胀产生裂缝的原因混凝土后期膨胀产生裂缝的原因水水 泥泥 中中 游游 离离 CaO过过 高高，Ca(OH)2 体体 积积 膨膨 胀胀，fCaO1.0%水泥中水泥中MgO过高，过高，Mg(OH)2 体积膨胀，体积膨胀，MgO4.5%水泥和外加剂的碱含量过高，与集料中的活性硅等发水泥和外加剂的碱含量过高，与集料中的活性硅等发生碱生碱-集料反应，重要工程，集料反应，重要工程，R2O1010秒；秒；3 3砼布料，震捣抹压按施工规范；砼布料，震捣抹压按施工规范；4 4重视养护，保温保湿养护重视养护，保温保湿养护14d14d；5 5边墙砼浇完后，顶部设水管喷淋，边墙砼浇完后，顶部设水管喷淋，3 35d5d拆模板，拆模板，保湿养护保湿养护101014d14d；6 6边墙边墙C40C40以上砼，收缩应力大，可能出现一些纵向以上砼，收缩应力大，可能出现一些纵向 裂缝，但大多为宽度小于裂缝，但大多为宽度小于0.2mm0.2mm的表面裂缝，个别有的表面裂缝，个别有 贯通。贯通。中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA施工中注意问题 图图4 4 膨胀砼墙体膨胀砼墙体 图图5 5 普通砼墙体普通砼墙体 中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA施工中注意问题 7 7裂缝修补原则：裂缝修补原则：0.2mm0.2mm0.2mm非贯通裂缝，开缝用膨胀砂非贯通裂缝，开缝用膨胀砂 浆修补浆修补 0.2mm0.2mm贯通裂缝，化学灌浆修补贯通裂缝，化学灌浆修补 8 8砼工程维护：地下室尽快回填土，楼层尽快作围护砼工程维护：地下室尽快回填土，楼层尽快作围护 墙体，屋面尽快作防水保温层。墙体，屋面尽快作防水保温层。中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA补偿收缩砼应用技术成果补偿收缩砼应用技术成果1 1结构自防水技术结构自防水技术 我国结构自防水技术发展我国结构自防水技术发展 表表3 年代年代自防水技术自防水技术技术特征技术特征1950-1960集料连续级配防集料连续级配防水砼水砼集料级配获得最小空集料级配获得最小空隙率隙率1960-1970富砂浆普通防水富砂浆普通防水砼砼提高水泥用量和砂率提高水泥用量和砂率1970-1980外加剂防水砼外加剂防水砼掺入防水剂，减少孔掺入防水剂，减少孔隙率隙率1980补偿收缩砼补偿收缩砼掺入膨胀剂，抗裂防掺入膨胀剂，抗裂防渗渗中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA补偿收缩砼应用技术成果补偿收缩砼应用技术成果 地地下下室室底底板板，补补偿偿收收缩缩砼砼结结构构自自防防水水，可可取取消消外外防防水水；但但边边墙墙迎迎水水面面宜宜作作一一道道聚聚合合物物水水泥泥防水涂料。防水涂料。19921992年年，UEAUEA补补偿偿收收缩缩砼砼防防水水工工法法列列入入国家级工法国家级工法(YJGF22(YJGF2292)92)。2 2补偿收缩砼无缝设计施工新技术补偿收缩砼无缝设计施工新技术 普普通通砼砼，303040m40m设设一一道道后后浇浇缝缝，等等404050d50d收缩后填缝。收缩后填缝。膨胀砼，以膨胀加强带取代后浇缝，可实膨胀砼，以膨胀加强带取代后浇缝，可实现无缝施工。现无缝施工。中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA补偿收缩砼应用技术成果补偿收缩砼应用技术成果 图图6 UEA砼取消后浇缝原理图砼取消后浇缝原理图 中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA补偿收缩砼应用技术成果补偿收缩砼应用技术成果 图图7 7 间歇式膨胀加强带间歇式膨胀加强带 中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA补偿收缩砼应用技术成果补偿收缩砼应用技术成果 图图8 后浇式膨胀加强带后浇式膨胀加强带 中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA补偿收缩砼应用技术成果补偿收缩砼应用技术成果 补补偿偿收收缩缩砼砼超超长长钢钢筋筋砼砼结结构构无无缝缝设设计计与与施施工工方法方法专利号专利号9311732.69311732.6。3 3大体积砼结构裂渗控制技术大体积砼结构裂渗控制技术三掺方法：粉煤灰或矿渣粉、膨胀剂、缓凝高三掺方法：粉煤灰或矿渣粉、膨胀剂、缓凝高效减水剂。效减水剂。中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA补偿收缩砼应用技术成果补偿收缩砼应用技术成果1砼散热冷缩变形和气温变化引起的冷缩曲线 2符合冷缩和干缩补偿的最终变形曲线 ST最大冷缩 D 最终变形 图图9 9 冷缩和干缩的联合补偿冷缩和干缩的联合补偿 中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA补偿收缩砼应用技术成果补偿收缩砼应用技术成果 原理：原理：(2 2S S2 2+r r)S ST T=0=0，或，或P P，不裂，不裂 膨胀变形，膨胀变形，2 2=110=110-4-4，=110=110-5-5，则补偿温度则补偿温度T=T=2 2=10=10 普通砼普通砼 T25T25 膨胀砼膨胀砼 T30T303535 中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA典型工程实例典型工程实例(1)(1)北京当代商城北京当代商城(1991(1991年年)设计：北京市建筑设计院 结构：地下二层 9090m 地上711层 地下、地上无缝施工 UEA砼量15200m3 图图3 3 当代商城膨胀加强带位置当代商城膨胀加强带位置 中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA图中图中 为伸缩缝为伸缩缝 =为膨胀加强带为膨胀加强带 图图4 华为科研中心基础分缝图华为科研中心基础分缝图 设计：香港王董国际公司 结构：地下一层、地上五栋塔楼 底板444243m，厚度5001000 C30 P8 ZY砼量 96370m3(2)(2)深圳华为科研中心深圳华为科研中心(2001(2001年年)无缝施工典型工程实例典型工程实例中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA典型工程实例典型工程实例 照片照片1 深圳华为科研中心底板施工深圳华为科研中心底板施工 中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA典型工程实例典型工程实例(3)(3)珠海拱北口岸广场珠海拱北口岸广场(1998(1998年年)设计：珠海市建筑设计院设计：珠海市建筑设计院 结构：地下三层结构：地下三层1212万万m m2 2 平面平面248190m248190m 结构自防水，无缝施工结构自防水，无缝施工 C C3030 P P12 12 UEA UEA砼量砼量1212万万m m3 3 图图5 5 底板膨胀带布置图底板膨胀带布置图中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA典型工程实例典型工程实例照片照片2 2 珠海拱北口岸广场珠海拱北口岸广场 中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA典型工程实例典型工程实例(4)(4)福福州州长长乐乐国国际际机机场场航站楼航站楼(1996)(1996)设计：中南建筑设计院 结构：航站楼地下室 34848m 两翼长各长252m和432m 地下、地下上楼板无缝施工 底板结构自防水 C30 P10 UEA砼6.8万M3-沉降缝沉降缝 加强带加强带 图图6 机场底板分缝示意图机场底板分缝示意图 中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA典型工程实例典型工程实例(5)(5)苏苏 州州 工工 业业 园园 商商 业业 街街 F F城城(2003)(2003)设计：中铁工建筑设计院 结构：地下一层,193134m C40、P8，梁板筏基 结构自防水，无缝施工 ZY砼3万多m3 图图7 F城底板分缝示意图城底板分缝示意图 中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA 典型工程实例典型工程实例 设计：武汉市建筑设计院 结构：地下一层，地上五层 底板288126m，厚800 C30 P8砼 UEA砼5.2万m3 结构自防水，地下、地上无 缝施工(6)(6)武武 汉汉 销销 品品 茂茂 商商 城城(2001(2001年年)图图8 武汉销品茂商城分缝布置图武汉销品茂商城分缝布置图 中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA 典型工程实例典型工程实例(7)武汉国际会展中心武汉国际会展中心(1999年年)设计：中南建筑设计院 结构：广场，地下二层 161153m 主楼，地下一层23782m 防水总面积47400m2 结构防水，无缝施工 UEA砼量3.6万m3 图图9 武汉国际会展中心底板分缝图武汉国际会展中心底板分缝图 中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA 典型工程实例典型工程实例照片照片3 武汉国际会展中心武汉国际会展中心 中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA 结语结语 建建筑筑结结构构裂裂缝缝控控制制是是个个系系统统工工程程，如如何何解解决决，有有不不同同学学派派，不不同同技技术术路路线线，应应互互相相渗渗透透，取取长长补补短短，不不应应互互相相排排斥斥，根根据据实实际际情情况况采采用用综综合合措措施。施。吴中伟院士的补偿收缩砼理论是正确的，观吴中伟院士的补偿收缩砼理论是正确的，观测测砼外加剂应用技术规范砼外加剂应用技术规范GB50119GB5011920032003，正，正确使用膨胀剂，不断提高补偿收缩砼的应用技术确使用膨胀剂，不断提高补偿收缩砼的应用技术水平，应是结构裂渗控制的有效方法。水平，应是结构裂渗控制的有效方法。中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA 结语结语 新书预告新书预告 膨胀剂及其补偿收缩混凝土膨胀剂及其补偿收缩混凝土 -建筑结构裂渗控制技术建筑结构裂渗控制技术 游宝坤游宝坤 李乃珍著李乃珍著 中国建材工业出版社中国建材工业出版社 （预计（预计20042004、1010出版）出版）中 国 建 筑 材 料 科 学 研 究 院 CBMA谢谢各位专家谢谢各位专家!