一.工程概況

廣州白云國際機(jī)場工程位于廣州花都,由廣州白云國際機(jī)場有限公司投資興建,廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)。
廣州新白云國際機(jī)場總投資196億人民幣,首期工程建設(shè)預(yù)定于2010年完成,占地近16平方公里,新建東、西兩條跑道分別長3800米、寬60米和長3600米、寬45米,滿足B747和A340類型飛機(jī)全重起降要求。新航站樓建筑面積28萬平方米。首期建設(shè)規(guī)模按年旅客吞吐量2500萬人次,典型高峰小時(shí)旅客吞吐量9300人的要求設(shè)計(jì)。
建成后的新白云國際機(jī)場將是國家三大中樞機(jī)場之一,不但會大大提升廣州作為國際化大都市的形象,催化廣州市、廣東省乃至華南地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長速度,同時(shí)也將成為新世紀(jì)中國民航事業(yè)邁向國際化進(jìn)程的一個(gè)重要標(biāo)志。

二.大體積混凝土裂縫控制技術(shù)

現(xiàn)代工業(yè)與民用建筑中,大體積混凝土的工程規(guī)模日趨擴(kuò)大,其結(jié)構(gòu)形式也日趨復(fù)雜。大體積混凝土的裂縫控制問題是一項(xiàng)國際性技術(shù)難題。許多國家都成立了專門的研究機(jī)構(gòu),理論成果頗多,但在工程實(shí)踐中仍然缺乏成熟的實(shí)用和理論依據(jù)。
1. 大體積混凝土裂縫的基本原因
從基本概念上認(rèn)為,混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是不可避免的,但其有害程度是可以控制的。有害程度的界限由各種建筑物的使用要求所決定。使用要求包括承載力、持久承載力、允許變形、防水、防射線、防腐蝕以及精神方面包括建筑藝術(shù)和美觀等。
引起混凝土結(jié)構(gòu)開裂的原因是極為復(fù)雜的,主要可分為兩大類作用,即外荷載作用和變形作用,這兩種作用可稱為“第一類荷載”和“第二類荷載”,“第二類荷載”即“變形荷載”。國內(nèi)外大量調(diào)查說明,由于“變形荷載”引起的裂縫約占80%以上,變形作用包括氣溫、生產(chǎn)熱源、水泥水化熱引起的溫度變形作用;溫度變形作用(收縮和膨脹變形);地基不均勻變形作用(水平變形和垂直變形)等。
從材料方面看,水泥水化是個(gè)放熱過程,其水化熱為40-60卡/克,對于大體積混凝土來說,就存在蓄熱與放熱過程,混凝土絕熱溫升可達(dá)到30-50℃,與環(huán)境溫度出現(xiàn)溫差效應(yīng),持續(xù)放熱時(shí)間達(dá)30-60天。研究表明,當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差為10℃時(shí),產(chǎn)生冷縮值約0.01%,當(dāng)溫差達(dá)20-40℃時(shí),其冷縮值則為0.02-0.04%,這是大體積混凝土開裂的主要原因。
2.新鄉(xiāng)機(jī)電專科學(xué)校綜合教學(xué)樓地下室大體積鋼筋混凝土底板抗裂驗(yàn)算
新鄉(xiāng)機(jī)電?茖W(xué)校綜合教學(xué)樓地下室大體積鋼筋混凝土底板高為1200mm,長72m,寬32m, 混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號C45,單向配筋率P≈0.86 % 。采用525#普通硅酸鹽水泥,商品混凝土,混凝土坍落度16-19cm,泵送。采用高效混凝土泵送劑,混凝土單方水泥用量420Kg/m3, ,水膠比W/B=0.45。環(huán)境溫度26-32℃,取T4=29℃;炷寥肽囟29℃, 抗裂驗(yàn)算如下:
水泥水化熱引起混凝土最高絕熱溫升:
Tmax= 。
式中:W--單方混凝土水泥用量(Kg/m3)。
Q1—每公斤水泥水化熱值,525普通硅酸鹽水泥水化熱值取375J/Kg。
rh--混凝土容重,取2400Kg/m3。
C--混凝土比熱,取0.96KJ/Kg℃。
所以,Tmax= ≈ 69(℃)。
忽略大體積鋼筋混凝土梁沿寬度方向的散熱,只考慮沿高度方向一維散熱,散熱系數(shù)為0.5-0.6,取0.5,則由水泥水化熱引起的溫升值: T1=69×0.5=35(℃)。
混凝土入模溫度:T2=29℃。
則預(yù)計(jì)混凝土中心平均溫度:
T3=T1+T2=35+29=64(℃)。
環(huán)境氣溫26-32 OC,取平均差值T0= = 3(℃) 。
所以, 混凝土的最大冷縮值:
St=α × (T3-T4+T0)=1.0×10-5×(64-29+3)=3.8×10-4。
混凝土7天最大干縮值Sd(t)按下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:
Sd(t)=3.24×10-4×(1-e-0.03t)m1m2··mn 。
m1、m2…mn為各種因素影響系數(shù),這里取以下幾種影響系數(shù):
水泥品種影響系數(shù):m1=1.00;
水泥細(xì)度影響系數(shù):m2=1.00;
骨料系數(shù):m3=1.00;
水灰比系數(shù):m4=1.10;
水泥漿量系數(shù):m5=1.20;
養(yǎng)護(hù)時(shí)間系數(shù):m6=1.00;
環(huán)境濕度系數(shù):m7=0.77。
代入公式得:Sd(7)=0.63×10-4。
混凝土的極限延伸率Sk按下式計(jì)算:
Sk=0.5Rf(1+ )×10-4。
C40混凝土Rf=2.55Mpa代入公式得:
Sk=1.67×10-4。
混凝土7天的極限延伸率:
Sk(7)=0.8Sk(lgt)2/3=1.19×10-4。
混凝土的受拉徐變,偏于安全地假設(shè)為極限延伸率的0.5倍,則
CT=0.5Sk(7)=0.5×1.19×10-4=0.60×10-4。
混凝土最終變形:
D= -(St+Sd-CT)=- 3.83×10-4 (負(fù)號表示受拉狀態(tài))。
由于混凝土7天最終變形值D=-3.83×10-4,大于混凝土7天的極限延伸率Sk(7)= 1.19×10-4,故混凝土?xí)_裂。
3.大體積混凝土抗裂技術(shù)措施
大體積混凝土工程因散熱降溫引起的冷縮比干縮更容易引起開裂,常規(guī)的溫度控制措施往往既復(fù)雜又費(fèi)錢。吳中偉院士提出,采用水化熱低,又有一定膨脹性能的補(bǔ)償收縮混凝土,同時(shí)加以適當(dāng)?shù)臏囟瓤刂疲陀锌赡茏龅郊冉?jīng)濟(jì)合理,又能有效地解決大體積混凝土的開裂問題。他提出了混凝土冷縮和干縮的聯(lián)合補(bǔ)償模式。首先根據(jù)混凝土最大溫降值(℃)和混凝土的線膨脹系數(shù)α(通常取1×10-5/℃)計(jì)算最大冷縮值ST,同時(shí)考慮干縮值S2,最后選定適宜的限制膨脹率ε2和濕養(yǎng)膨脹時(shí)間t,對兩種收縮進(jìn)行補(bǔ)償,當(dāng)(ε2—S2+εr)—ST=0或不超過極限拉伸εP,就能達(dá)到控制裂縫的目的。在這一理論指導(dǎo)下,中國建筑材料科學(xué)研究院以UEA-H膨脹劑,緩凝高效減水劑和粉煤灰或礦渣粉的“三摻”技術(shù),在降低水泥熱的同時(shí),通過UEA-H產(chǎn)生的前期膨脹以補(bǔ)償混凝土的冷縮,后期(14—60d)微膨脹以補(bǔ)償干縮,這種“抗”的方法較好地解決了大體積混凝土的裂縫控制問題。
在大體積混凝土施工中,控制混凝土中心溫度與表面溫度之差是非常重要的。采用普通混凝土,溫差應(yīng)控制在25℃之內(nèi),否則,往往因溫差應(yīng)力而產(chǎn)生開裂(冷縮裂縫)。而采用UEA-H補(bǔ)償收縮混凝土,這個(gè)溫差可放寬至40-45℃。其原理如下:設(shè)大體積混凝土中心溫度為T1,表面溫度為T2,大氣溫度為T3;UEA-H混凝土限制膨脹率是ε2,混凝土產(chǎn)生限制膨脹系數(shù)為α,產(chǎn)生的膨脹當(dāng)量溫度T4=ε2/α,一般,ε2=2-3×10-4,α=1.0×10-5/℃,則T4=20-30℃。
若采用普通混凝土,須ΔT1=T1-T2≤25℃,否則,混凝土?xí)_裂。
而采用UEA-H補(bǔ)償收縮混凝土后:ΔT1=T1-T2≤25+ T4(℃),ΔT2=T1-T3≤25+ T4(℃)。
當(dāng)量溫度與混凝土限制膨脹率成正比。
這意味著在大體積混凝土施工時(shí),采用UEA-H補(bǔ)償收縮混凝土,放寬了溫控指標(biāo),一般不必再用冷卻骨料、在混凝土中埋設(shè)冷卻水管等傳統(tǒng)施工方法。這樣可以大大節(jié)約昂貴的施工費(fèi)用。
例如重慶世界貿(mào)易中心轉(zhuǎn)換層大梁(1.5×4×129m,C60),重慶嘉陵江黃花園大橋橋墩承臺C50大體積混凝土工程,深圳華為科研中心5區(qū)承臺3m厚大體積混凝土工程,廣州天匯大廈底板(厚1.5-2.0m,C40,S10),青島中銀大廈底板(厚1.3-1.8m,C50,S12),上海世界貿(mào)易商城板(183×101×1m,C40,S12),秦山核電站二期工程和西部衛(wèi)星發(fā)射井等大體積特種結(jié)構(gòu),采用補(bǔ)償收縮砼獲得成功。
4.廣州機(jī)場航站樓大體積鋼筋混凝土梁抗裂分析
沿用二—2前提條件,在混凝土中摻入北京中巖特種工程材料公司生產(chǎn)的“中巖”牌低堿低摻量高效混凝土膨脹劑(UEA-H),摻入量為膠凝材料總量的8%,單方混凝土水泥用量C=386Kg/m3,UEA-H = 34 Kg/m3。UEA-H混凝土在配筋率P=0.79%時(shí)限制膨脹率 2≥3.50×10-4,配筋率P=0.86%時(shí)限制膨脹率 2=3.22×10-4?沽逊治鋈缦拢
水泥水化熱引起混凝土最高絕熱溫升:
Tmax= 。
式中:W1--單方混凝土水泥用量。
W2--單方混凝土UEA-H用量。
Q1—每公斤水泥水化熱值,525硅酸鹽水泥水化熱值取375J/Kg。
Q2—UEA-H水化熱值,取246J/Kg。
rh--混凝土容重,取2400Kg/m3。
C--混凝土比熱,取0.96KJ/Kg℃。
所以,Tmax= = 67(℃)。
考慮混凝土梁一維散熱,散熱系數(shù)為0.5-0.6,取0.5,則由水泥水化熱引起的溫升值: T1=67×0.5=34(℃)。
混凝土入模溫度:T2=29℃。
則預(yù)計(jì)混凝土中心平均溫度:
T3=T1+T2=34+29=63(℃)。
環(huán)境氣溫26-32 OC,取平均差值T0= = 3(℃) 。
所以, 混凝土的最大冷縮值:
St=α × (T3-T4+T0)=1.0×10-5×(63-29+3)=3.7×10-4。
混凝土7天最大收縮值Sd(t)按下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:
Sd(t)=3.24×10-4×(1-e-0.03t)m1m2··mn 。
m1、m2…mn為各種因素影響系數(shù),這里取以下幾種影響系數(shù):
水泥品種影響系數(shù):m1=1.00;
水泥細(xì)度影響系數(shù):m2=1.00;
骨料系數(shù):m3=1.00;
水灰比系數(shù):m4=1.10;
水泥漿量系數(shù):m5=1.20;
養(yǎng)護(hù)時(shí)間系數(shù):m6=1.00;
環(huán)境濕度系數(shù):m7=0.77。
代入公式得:Sd(7)=0.63×10-4。
混凝土的極限延伸率Sk按下式計(jì)算:
Sk=0.5Rf(1+ )×10-4。
C40混凝土Rf=2.55Mpa代入公式得:
Sk=1.67×10-4。
混凝土7天的極限延伸率:
Sk(7)=0.8Sk(lgt)2/3 = 1.19×10-4。
混凝土的受拉徐變,偏于安全地假設(shè)為極限延伸率的0.5倍,則
CT=0.5Sk(7)=0.5×1.19×10-4 = 0.60×10-4。
混凝土最終變形:
D=ε2-(St+Sd-CT) = - 0.51×10-4 (負(fù)號表示受拉狀態(tài))。
由于混凝土7天最終變形值D=-0.51×10-4,小于混凝土7天的極限延伸率Sk(7)= 1.19×10-4,故混凝土不會開裂。

三. 廣州機(jī)場航站樓大體積鋼筋混凝土梁裂縫控制技術(shù)措施

(一).結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
1、摻低堿低摻量高效混凝土膨脹劑(UEA-H)補(bǔ)償收縮混凝土大多應(yīng)用于控制有害裂縫的鋼筋混凝土工程,混凝土的膨脹只有在限制條件下才能產(chǎn)生于壓應(yīng)力。所以,構(gòu)造(溫度)鋼筋的設(shè)計(jì)對該混凝土有效膨脹能的利用和分散收縮應(yīng)力集中起到重要作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者必須根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)部位,采取不同的合理配筋。以往絕大多數(shù)設(shè)計(jì)圖紙只寫混凝摻入膨脹劑、強(qiáng)度等級,對混凝土的限制膨脹率沒有提出具體要求,造成膨脹劑少摻或誤摻,達(dá)不到補(bǔ)償收縮效果而產(chǎn)生有害裂縫。根據(jù)GBJ119—88《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》要求,摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土水中養(yǎng)護(hù)14天的限制膨脹率≥0.015%,相當(dāng)于在結(jié)構(gòu)中建立的預(yù)壓應(yīng)力大于0.2MPa。該工程實(shí)際混凝土限制膨脹率最好控制在0.03~0.04%。施工單位或混凝土攪拌站應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,確定膨脹劑的最佳摻量,在滿足混凝土強(qiáng)度要求下,同時(shí)達(dá)到補(bǔ)償收縮混凝土的限制膨脹率。只有這樣,才能達(dá)到控制結(jié)構(gòu)有害裂縫的效果。所以,當(dāng)采用膨脹劑時(shí)請結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者在圖紙上注明:“采用摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土,強(qiáng)度等級、水中養(yǎng)護(hù)14天的混凝土限制膨脹率≥XX%(一般應(yīng)大于0.030%)”。
2、對于大梁與樓板相連的結(jié)構(gòu),由于大梁與樓板的配筋率相差較大甚至混凝土標(biāo)號亦不一致,混凝土脹縮變形與限制條件有關(guān),由于集中應(yīng)力原因,在離開大梁1~2m的樓板上易出現(xiàn)收縮裂縫。工程實(shí)踐表明,在梁板相連處設(shè)附加筋(鋼筋網(wǎng)片)可以有利于分散梁板間的應(yīng)力集中,避免裂縫的出現(xiàn)。
3、對于超長結(jié)構(gòu)樓板,鑒于泵送混凝土的收縮值比現(xiàn)場攪拌混凝土大20~30%,為減少有害裂縫,可采用補(bǔ)償收縮混凝土澆筑,但設(shè)計(jì)上要求采用細(xì)而密的雙向配筋,構(gòu)造筋間距小于150mm,配筋率在0.6%左右,對于現(xiàn)澆混凝土防水屋面,應(yīng)配雙向鋼筋網(wǎng),鋼筋間距小于150mm,配筋率在0.5%左右。樓面和屋面受大氣溫差影響較大,其后澆縫最大間距不宜超過50m。
(二).混凝土配合比設(shè)計(jì)原則
1.原材料選擇
從材料方面,混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的關(guān)鍵措施是應(yīng)用膨脹劑,改善混凝土的收縮屬性,消除混凝土內(nèi)部的收縮應(yīng)力,從而抑制混凝土裂縫的發(fā)生與發(fā)展。除此之外,還應(yīng)優(yōu)選與UEA-H膨脹劑相適應(yīng)的水泥、緩凝型高效減水劑、活性混合材等。具體要求如下:
(1)、選用水化熱較低的水泥:
水泥水化熱大小,對混凝土的溫度起決定性影響,而水泥水化熱量大小取決于水泥品種及其所含的礦物成分,水泥中硅酸三鈣(簡稱C3S)及鋁酸三鈣(簡稱C3A)含量愈高,發(fā)熱量愈大,水化速度也愈快,出現(xiàn)溫峰值也較早。因此,應(yīng)盡量采用水化熱較低的水泥。
(2)、摻加高效緩凝減水劑:
在混凝土中有選擇的摻加與UEA-H相適應(yīng)的高效高效緩凝減水劑,能保持混凝土工作性質(zhì)不變而顯著減少拌合用水量、降低水灰比、改善和易性、減少水泥用量、降低水化熱、減緩水化速度。除有以上效果外,還可以推遲初凝時(shí)間4~6h,延緩水泥水化熱的釋放速
度,推遲混凝土放熱高峰時(shí)間,延長混凝土升溫期,減少混凝土表面溫度梯度。因此,在配制UEA-H泵送混凝土?xí)r宜采用緩凝高效減水劑,
(3)、摻加粉煤灰、礦渣粉等活性混合材:
粉煤灰為一種人工火山灰質(zhì)材料,具有一定的火山灰活性,摻入水泥中與水泥混合,作為膠結(jié)材料的一部分。
粉煤灰或礦渣粉中鋁硅玻璃體含量大于70%,因之有較高的活性,在Ca(OH)2和CaSO4·2H2O的激發(fā)下,可大大提高混凝土的后期強(qiáng)度,并增加混凝土的密實(shí)度。在混凝土中摻加水泥用量10~30%以下的粉煤灰(或與火山灰混合材料),可減少單方水泥用量50~70kg,顯著的推遲和減少發(fā)熱量,延緩水泥水化熱的釋放時(shí)間,降低溫升值20~25%(按單位水泥用量每增減10kg,溫升約升、降10C),摻加粉煤灰可大大減少產(chǎn)生溫度裂縫的趨向。
對于大梁等養(yǎng)護(hù)條件較惡劣的部位,由于粉煤灰中含碳量導(dǎo)致混凝土需水量增大,從而加大混凝土收縮。所以,對大梁等部位混凝土,應(yīng)嚴(yán)格控制粉煤灰的含碳量,宜選用含碳量小于5%的粉煤灰。對于大體積混凝土,在摻入粉煤灰或礦渣粉情況下,建議強(qiáng)度等級從28天改為60天,這有利于降低水泥用量和水化熱。
(4)、摻加低堿低摻量高效混凝土膨脹劑(UEA-H):
在普通混凝土中內(nèi)摻水泥用量的8%左右的低堿低摻量高效混凝土膨脹劑(UEA-H)配制成的補(bǔ)償收縮混凝土,在不影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的情況下,能夠產(chǎn)生體積膨脹,主要是因?yàn)閁EA-H中的鋁酸鹽、硫酸鹽等和大量的水化合生成鈣礬石(C3A·3CaSO4·32H2O),體積膨脹123%。它可以抵消普通混凝土固有的體積收縮,在有鋼筋及鄰位約束的條件下,改變了混凝土內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài),在混凝土內(nèi)部引入0.2-0.7Mpa的預(yù)壓應(yīng)力,這種預(yù)壓應(yīng)力能夠抵消或部分抵消導(dǎo)致混凝土開裂的拉應(yīng)力,從而避免或大大減輕混凝土的開裂。
低堿低摻量高效混凝土膨脹劑(品名商標(biāo)UEA-H)是中國建筑材料科學(xué)研究院重大專利成果。該產(chǎn)品是在U型混凝土膨脹劑(品名商標(biāo)UEA)的基礎(chǔ)上,為克服其存在的缺點(diǎn),適應(yīng)日益提高的工程要求而開發(fā)、研制的第四代UEA升級產(chǎn)品(專利號ZL91110609X)。投放市場后,以其含堿量低、膨脹能大、強(qiáng)度高、坍落度經(jīng)時(shí)損失小、收縮落差小等優(yōu)良的品質(zhì)與卓越的性能而深受工程界的廣泛歡迎。
(5)、砂、石品質(zhì)要求:
選擇良好級配(符合篩分曲線)的粗、細(xì)骨料,嚴(yán)格控制骨料的規(guī)格和質(zhì)量,控制水灰比,減少混凝土內(nèi)的缺陷,以達(dá)到降低水泥用量的目的。
砂應(yīng)盡量用中、粗砂,細(xì)度模量2.5~3.0,平均粒徑≥0.38mm,含泥量≤1%。與用細(xì)砂相比,每1m3可減少用量20~25kg,水泥用量相應(yīng)可減少28~35kg,從而減少混凝土的干縮和水化熱量。另外,骨料中如含有超量泥土,其對混凝土收縮的抑制作用減弱,當(dāng)含細(xì)粒(<0.02mm)泥為5%時(shí),其收縮率比不含泥時(shí)增加25.6%。故應(yīng)嚴(yán)格控制砂石的含泥量不超過規(guī)定,這樣可減少混凝土的收縮性,提高混凝土的抗拉強(qiáng)度;粗骨料應(yīng)采用連續(xù)級配的石子,含泥量≤3%。
(6)、控制單方混凝土用水量:
研究表明,水泥用量不變時(shí),用水量每增加10%,混凝土強(qiáng)度降低20%;混凝土與鋼筋的粘結(jié)力降低10%,干縮約增大20%~30%。因此,嚴(yán)格控制水膠比十分重要,一般情況下,混凝土水膠比(W/B)應(yīng)小于0.50。
2.UEA-H補(bǔ)償收縮混凝土配合比設(shè)計(jì)
(1)、原則上,UEA-H可摻入五大水泥中使用,并可與其它混凝土外加劑復(fù)合使用。鑒于彼此適應(yīng)性不同,應(yīng)通過混凝土試配優(yōu)選,以確定用何種水泥及外加劑。
(2)、UEA-H混凝土配合比設(shè)計(jì)與普通混凝土大致相同,但是,除滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級和抗?jié)B標(biāo)號外,還應(yīng)達(dá)到《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GB119-88)中對補(bǔ)償收縮混凝土限制膨脹率的規(guī)定:“摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土水中養(yǎng)護(hù)14天的限制膨脹率≥0.015%”的特殊要求(針對本工程具體情況,一般不應(yīng)小于0.030%)。
(3)、UEA-H為內(nèi)摻,其摻量為替換膠凝材料率K。當(dāng)混凝土中膠凝材料僅為水泥C時(shí),UEA-H=C·K,水泥=C(1-K);當(dāng)混凝土中摻入粉煤灰F時(shí),UEA-H=(C+F)K,水泥=C(1-K),粉煤灰=F(1-K)。水膠比B/W<0.50。
(4)、在一般情況下,每立方米混凝土中UEA-H替代膠凝材料量為30Kg/m3。根據(jù)不同結(jié)構(gòu)部位和補(bǔ)償收縮的要求,UEA-H推薦摻量見下表。
結(jié) 構(gòu) 部 位 推薦摻量(%) 預(yù)期限制膨脹率(%)
樓板、大梁、轉(zhuǎn)換板 8 0.030
(三).施工原則
1.應(yīng)用于結(jié)構(gòu)工程的膨脹劑應(yīng)符合《混凝土膨脹劑》(JC476-1998)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。必須指出,近年我國膨脹劑的牌號較多,標(biāo)準(zhǔn)摻量也大小不一,還有假冒偽劣的膨脹劑也流入市場,用戶難斷真?zhèn),有些工程用了膨脹劑卻達(dá)不到預(yù)期效果。所以,加強(qiáng)對膨脹劑的質(zhì)量檢測非常必要。用戶確定選用某家的膨脹劑后,應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)GB12573規(guī)定取樣,混合后送當(dāng)?shù)貦z測單位或本公司試驗(yàn)室,按廠家的標(biāo)準(zhǔn)摻量以JC467-1998方法檢測到現(xiàn)場的膨脹劑是否合格,合格者才可使用。
由于膨脹劑的品種和摻量不同,它與水泥、化學(xué)外加劑及摻和料存在適應(yīng)性問題。因此,要通過混凝土試配,確定各種原材料的選用。
2.粉狀膨脹劑應(yīng)與混凝土其它原材料有序投入攪拌機(jī)中,膨脹劑重量應(yīng)按施工配合比投料,重量誤差小于±2%,不得少摻或多摻。這也許是摻UEA-H的膨脹混凝土施工質(zhì)量的“瓶頸”,因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)混凝土公司,UEA-H由人工加入,操作者的疏忽將使我們前期的試驗(yàn)工作全部作廢。所以應(yīng)加強(qiáng)對投料人員的責(zé)任心教育?紤]混凝土均勻性,其拌制時(shí)間比普通混凝土延長30秒左右。
3.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,考慮結(jié)構(gòu)要達(dá)到抗裂要求,應(yīng)避免出現(xiàn)冷縫;炷恋恼駬v必須密實(shí),不得漏振、欠振和過振。在混凝土終凝以前,要用人工或機(jī)械多次抹壓,防止表面沉縮裂縫和塑性裂縫的產(chǎn)生,以免影響外觀質(zhì)量。
4.摻膨脹劑的混凝土要特別加強(qiáng)保溫保濕養(yǎng)護(hù),膨脹結(jié)晶體鈣礬石(C3A·3CaSO4·32H2O)形成需要水,補(bǔ)償收縮混凝土澆筑后1~7天內(nèi)是膨脹變形的主要階段,應(yīng)特別加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)(有條件時(shí)應(yīng)采用蓄水養(yǎng)護(hù)),7~14天仍需濕養(yǎng)護(hù),才能發(fā)揮混凝土的膨脹效應(yīng)。如不養(yǎng)護(hù)或養(yǎng)護(hù)不夠,就難以發(fā)揮膨脹劑的補(bǔ)償收縮作用。大梁上部可以采用蓄水養(yǎng)護(hù),立面結(jié)構(gòu)受外界溫度、濕度影響較大,容易產(chǎn)生縱向裂縫,故應(yīng)采用雙層飽水木模板進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)。工程實(shí)踐表明,因混凝土3~4天開始降溫,而此時(shí)混凝土抗拉強(qiáng)度很低,如果早拆模板,大梁內(nèi)外溫差較大容易開裂。因此,模板拆除時(shí)間宜不少于7天。模板拆除后繼續(xù)養(yǎng)護(hù)至14天。

四.結(jié)束語

摻膨脹劑的混凝土要特別加強(qiáng)保溫保濕養(yǎng)護(hù),補(bǔ)償收縮混凝土澆筑后1~7天內(nèi)應(yīng)特別加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)(有條件時(shí)應(yīng)采用蓄水養(yǎng)護(hù)),7~14天仍需濕養(yǎng)護(hù),大梁上部可以采用蓄水養(yǎng)護(hù),立面結(jié)構(gòu)應(yīng)采用雙層飽水木模板進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)。模板拆除時(shí)間宜不少于7天。模板拆除后繼續(xù)養(yǎng)護(hù)至14天。
控制建筑物收縮裂縫的關(guān)鍵措施是如何在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下,通過摻加膨脹劑、高效混凝土泵送劑及活性混合材,最大限度地降低水泥用量;通過延緩混凝土的凝結(jié)時(shí)間,推遲混凝土水化熱峰值,使混凝土在開始降溫時(shí),其抗拉強(qiáng)度得到足夠的增長。
當(dāng)然在實(shí)際施工過程中,應(yīng)把混凝土的裂縫控制看作一個(gè)系統(tǒng)工程,不應(yīng)該片面強(qiáng)調(diào)材料等單一因素的作用。而應(yīng)把合理的材料選擇與嚴(yán)密的設(shè)計(jì)方案、科學(xué)的混凝土配合比、嚴(yán)格施工組織和完善的工藝措施相結(jié)合,才能確;炷恋氖┕べ|(zhì)量,達(dá)到混凝土結(jié)構(gòu)抗裂之目的。
1 大體積砼應(yīng)保溫保濕養(yǎng)護(hù),砼中心溫度與表面溫度的差值不應(yīng)大于25℃,砼表面溫度與大氣溫度的差值不應(yīng)大于25℃。
2 在混凝土中內(nèi)摻加膠凝材料用量6-8%的低堿高效混凝土膨脹劑(HE-P),采用摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土水中養(yǎng)護(hù)14天混凝土限制膨脹率≥0.03%。當(dāng)混凝土中膠凝材料僅為水泥C時(shí),HE-P=C·K,水泥=C(1-K);當(dāng)混凝土中摻入粉煤灰等活性混合材F時(shí),HE-P=(C+F),K水泥=C(1-K),粉煤灰=F(1-K)。
3 選用水化熱較低的水泥。
4 摻加高效緩凝減水劑。
5 在混凝土中摻加水泥用量10~30%以下的粉煤灰(或與火山灰混合材料)、礦渣粉等活性混合材,對于大梁等養(yǎng)護(hù)條件較惡劣的部位應(yīng)嚴(yán)格控制粉煤灰的含碳量,選用含碳量小于5%的粉煤灰。
6 選擇良好級配(符合篩分曲線)的粗、細(xì)骨料,嚴(yán)格控制骨料的規(guī)格和質(zhì)量,控制水灰比,減少混凝土內(nèi)的缺陷。砂應(yīng)盡量用中、粗砂,細(xì)度模量2.5~3.0,平均粒徑≥0.38mm,含泥量≤1%。粗骨料應(yīng)采用連續(xù)級配的石子,含泥量≤3%。
7 控制單方混凝土用水量,嚴(yán)格控制水膠比,一般情況下,混凝土水膠比應(yīng)小于0.50。
8 鑒于膨脹劑與水泥、化學(xué)外加劑及摻和料存在適應(yīng)性問題,應(yīng)通過混凝土試配優(yōu)選,以確定用何種水泥及外加劑。
9 混凝土配合比設(shè)計(jì),除滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級和抗?jié)B標(biāo)號外,還應(yīng)達(dá)到《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中對補(bǔ)償收縮混凝土限制膨脹率的規(guī)定。
10 膨脹劑應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)GB12573規(guī)定取樣,混合后送當(dāng)?shù)貦z測單位,按廠家的標(biāo)準(zhǔn)摻量以JC467-1998方法檢測到現(xiàn)場的膨脹劑是否合格,合格者才可使用。
11 膨脹劑應(yīng)與混凝土其它原材料有序投入攪拌機(jī)中,膨脹劑重量應(yīng)按施工配合比投料,重量誤差小于±2%,不得少摻或多摻,其拌制時(shí)間比普通混凝土延長30秒左右。
12 混凝土的振搗必須密實(shí),不得漏振、欠振和過振。在混凝土終凝以前,要用人工或機(jī)械多次抹壓,防止表面沉縮裂縫和塑性裂縫的產(chǎn)生,以免影響外觀質(zhì)量。
13 摻膨脹劑的混凝土要特別加強(qiáng)保溫保濕養(yǎng)護(hù),補(bǔ)償收縮混凝土澆筑后1~7天內(nèi)應(yīng)特別加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)(有條件時(shí)應(yīng)采用蓄水養(yǎng)護(hù)),7~14天仍以免影響外觀質(zhì)量。需濕養(yǎng)護(hù),大梁上部可以采用蓄水養(yǎng)護(hù),立面結(jié)構(gòu)應(yīng)采用雙層飽水木模板進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)。模板拆除時(shí)間宜不少于7天。模板拆除后繼續(xù)養(yǎng)護(hù)至14天。