补偿收缩混凝土技术在现浇大跨度结构中的应用.pdf

第4 期 2 0 0 7 年4 月 广东土 木与建 筑 GUANGDONG ARC HI T EC T UR E C I VI L EN GI NE ERI N G N o ． 4 AP R 2 O 0 7 补偿收缩混凝土技术在现浇大跨度结构中的应用 张念柏 ( 广 东省建筑构件工程公 司 广东佛 山 5 2 8 2 4 8 ) 摘要 ： 通过工程 实例探 讨补偿收缩混凝土的施工应用 ， 文 中阐述补偿 收缩混凝 土的补偿 原理 与理论依 据 ．总 结 介绍其施工技术要点和 实际应用效果， 并提 出其推广应用前景 ， 供同行 参考。 关 键词 ： 补 偿 收 缩 混凝 土 ；F EA( 混 凝 土 膨 胀 剂 ) ；补 偿 原 理 ； 施 工要 点 1工程 概况 广东某学院东莞校区综合教学楼工程 ． 占地面 积 8 0 1 6 m ， 总建筑面积 2 8 0 0 0 m 2 ． 分为 A E共 5个 区， 由内外连廊连为一体 ， 组成一个 圆弧形建筑 ． 内弧半径 1 2 4 m， 外弧半径 1 5 6 m． 为 3 4层钢筋混凝 土框架结构 ． 楼高 1 9 ． 8 m 本工程 B、 C区设计 为 3 0 0座和 5 0 0座 的阶梯 教室 ， 为了满足使用功能的要求 ． 阶梯教室框架梁采 用 2 4 ． 2 mx 2 0 m弧形折线形大跨度井字架结构 针对 工程实际情况 ． 结合混凝土施工中存在 的不利因素 ． 经与设计单位协商 ， 为了控制混凝土结构裂缝 ． 减小 混凝土变形， 决定采用掺入效果可靠 的高效混凝土 膨胀剂配制成补偿 收缩混凝土 ． 可对与之相交 的网 状梁起到补偿收缩作用 ． 以减少混凝土的收缩及温 度变化对结构安全性能的影响 2补偿收 缩混 凝土 的补 偿原理 从应力角度看 ， 由于补偿 收缩混凝土在养护期 间产生 0 ． 2 — 0 ． 7 MP a的应力值( 如 图 1 ) ， 可大致抵抗 干缩 、 冷缩等引起的拉应力 ， 由于膨胀过程延缓 了混 凝土收缩 的发生时间． 混凝土 的抗拉 强度得到进一 步增长， 当混凝土开始收缩时， 其抗拉强度 已可以或 爱 一 横 蛰 纂 醛 二 ＼ ＼ =、U、E 、 A S b 偿收 缩混 凝土 ●14’船 6 0 9 0 、 棚 3 65 _L 一普通混凝土 t ’ ～ ～ _ l -_l -_ -_ _ -_⋯⋯⋯⋯⋯ 图 1补偿收缩混凝土传统补偿模式 图 期( d ) 基本可以抵抗收缩应力 ． 从而避免混凝土开裂 ． 达到 结构不设伸缩缝 的目的 从变形角度看， 结构混凝土的主要变形有 ： 冷缩 ( S I ) 、 干缩 ( S d ) 和受拉徐变 ( c T ) ， 采用补偿 收缩混凝 土后 ， 引入限制膨 胀变形( s ) ， 这种变形 中 S I 、 S d 是 有害变形 ， 是导致混凝土开裂的原 因。 C T 、 是有益 变形 ， 是抵抗混凝土开裂的主要因素 当 一 ( S I + S d — C 1 ) ≤S k ( S k 为混凝土极限延伸率 ) 时混凝土不开裂 ． 混凝土结构安全 3 B、 C区 补偿收 缩混 凝土 施工 3 ． 1 理论依据 ( 1 )性能依据 ： J C 4 7 6 — 1 9 9 8 ( 混凝土膨胀剂》 ( 2 )施工依据 ： ( Y J G F 2 2 — 9 2 ) ( UE A补偿收缩混 凝土防水工法》 ( 3 )利用吴中伟补偿收缩残余变形公式使混凝 土膨胀率满足不开裂的要求 ． 即： 占 2 一 ( s t + S d — C 1 ) ≤S k 式 中： 占 为混凝土限制膨 胀率 ； S 为混凝土补偿干 缩 ； S d 为混凝土冷缩值 ； C 为受拉待变率 ； S 。 为混凝 土极延伸率 ( 4 )中 国建材 院无缝 施工 专利技术( 专 利号 Z J 3 1 1 7 1 3 2 ． 6 ) 使用计算公式 ： 1 ．5 ( 等) c o s磊 式 中： L 为最大允许伸缩缝间距 ； 为板厚 ； E为混凝 土弹性 模量 ； 为水 平阻力 系数 ； 为综合 温 差 ； 为线形膨胀系数 ； S 。 为混凝土极限拉伸值 。 3 ． 2 施 工要 点 ( 1 )材料 ： 水泥为 3 2 ． 5 R矿渣硅酸盐水泥 ： 砂石 为粒径 1 0 3 0 mm的石子和河砂 ； 泵送剂为国产 F J 一 1 3 3 维普资讯 2 O O 7 年4 月 第4 期 张念 柏： 补偿 收缩 混凝土 技术在 现浇大 跨度结 构中 的 应用 A P R 2 0 0 7 N o ．4 泵送剂； 膨胀剂为国产 F E A高效膨胀剂 ， 经与设计 单位 、 试验单位和生产厂家共 同研究论证 ， 并经多次 试配后选定 。其主要性能如表 l 。 表 1 本工程用高效膨胀剂主要性能 注 )掺人量为 8 ％～ 1 2 ％。 ( 2 )增设温度筋 ： 在大教室南北和东西方向中问 位置设置 2 m宽的加强带 ． 在该处增设水平温度筋 ． 可用 6 ． 5钢筋从边部每隔 2根 同方向水平钢筋增 加 1 根 ．且 中间框架将位于梁内部 的腰筋 2 l 4变 为 4 l 6 ， 沿梁分布两侧， 配筋率增加 1 0 ％。 长 3 ． 0 m， 分别在加强带两侧搭接 5 0 0 ram ( 3 )混凝土配合 比： 根据施工材料性能和相关规 定 。 对 混凝 土进 行试 配 ． 确 定 采用 F E A 掺量 8 ％。 混 凝土强度等级为 C 2 5的补偿收缩混凝土 3 - 3 混凝 土 配制 的 目的 ( 1 )对于现浇钢筋混凝土框架结构中垂直交叉 的众多井字架 ． 掺入 F E A混凝土膨胀剂 ． 使混凝土 自身具有更高的膨胀性能， 以减小或防止干缩 、 温缩 造成 开 裂 ． 保证 结构 安全 ( 2 )由于受到钢筋 的约束限制及膨胀 自身成分 水化形成钙钒石的作用 。 使混凝土密度增大 ． 提高 自 身极限拉伸值． 达到不开裂的 目的 3 ． 4 施工 技术 措施 ( 1 )搅拌混凝土时 ． 指定专人按配合 比用定量容 器精确掺入 F E A混凝土膨胀剂 ： ( 2 ) 搅拌时间延长 l mi n 且在 3 ． 5 m i n以上： ( 3 )混凝土振捣点应分布均匀 ．对 8 0 0 ram以上 的梁应注意采用二次插捣的方法施工 ： ( 4 )混凝土浇筑完毕后终凝前采用覆膜加洒水 养护 7 d以上 4使 用效 果 4 ． 1 使用补偿收缩混凝土 ． 能在一定程度上解决泵 送混凝土流动性高 、 含水率过大而引起 的干缩 、 湿陷 和温 度裂缝 。 3 4 4 ． 2 采用补偿 收缩混凝土对增强混凝土 自身抗 裂 性起到一定作用 ． 从而确保混凝土结构安全。 4 - 3 使用补偿收缩混凝土 ． 可以大为改善混凝土外 表面的光洁性。 5 推 广应 用 针对混凝土膨胀剂的技术特征和工程技术需要． 可以将 F E A应用于以下几个方面： 5 ． J 经计算分析 ． 采用补偿收缩混凝土可提高结构 抗裂性能．在一定条件下可取 肖 地下工程的永久伸 缩 缝 ． 延 长后浇带 的间距 。 5 ． 2 采用补偿收缩混凝土 ． 可以取消因建筑造型而 引起的单体超长结构的伸缩缝 5 ． 3 采用补偿收缩混凝土．因抗裂防渗性能优 良． 故可引入至刚性混凝土的防水屋面 5 - 4 采用补偿收缩混凝土． 可应用于采用悬辊法制 作的 1 4 0以内的预应力排水管 。 参考文献 [ 1 ]薛 君歼 ， 吴 中伟．膨胀 和 自应力 水泥及其 应用 [ M] ．北 京 ： 中国建筑工业 出版社 ， 1 9 8 5 维普资讯