溷凝土裂滲控制及超長無縫技術(shù)施工技術(shù)分析secret

1、混凝土裂滲控制及超長無縫技術(shù)施工技術(shù)分析竇豪杰（河北電力建設(shè)第一工程公司，石家莊 ）摘 要：隨著建筑施工技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)對于超大體積的水池需求越來越多，由此產(chǎn)生了對混凝土裂縫的控制及超長混凝土的無縫施工技術(shù)的研究。通過在混凝土中摻加混凝土膨脹劑及設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶的方法，可以有效的減少混凝土的微裂縫，避免超長結(jié)構(gòu)因環(huán)境氣溫變化、水泥水化熱及混凝土收縮變形等因素造成的混凝土結(jié)構(gòu)開裂。關(guān)鍵字：裂滲控制 超長混凝土 膨脹加強(qiáng)帶 膨脹劑1 工程概況河北國華黃驊發(fā)電廠一期工程海水淡化淡水池，位于海水淡化預(yù)處理系統(tǒng)南側(cè)。人工地基采用深層攪拌樁復(fù)合地基，承臺底標(biāo)高-3.6m，池頂標(biāo)高為6.00，結(jié)構(gòu)施工均采用防

2、水混凝土，強(qiáng)度等級為C35，防水等級S8，水池為2個(gè)，每個(gè)為31.5m×50.95m,兩池間距為100mm寬。該工程雖然結(jié)構(gòu)超長，但考慮到建筑物的美觀性和整體性等原因，每個(gè)水池不設(shè)永久伸縮縫。因此，必須采用合理的技術(shù)措施，防止因環(huán)境氣溫變化、水泥水化熱及混凝土收縮變形等因素造成的混凝土結(jié)構(gòu)開裂。2 施工準(zhǔn)備2.1配合比設(shè)計(jì)水泥在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上，著重控制水泥的發(fā)熱量和堿含量指標(biāo)，經(jīng)試驗(yàn)確定采用山東德州大壩牌R42.5普硅水泥；石子為無堿活性骨料，即525mm連續(xù)級配碎石和細(xì)度模數(shù)在2.63.0之間的中、粗砂；中國建筑材料科學(xué)研究院研制的YS型膨脹劑和SRA-2型防腐劑，混凝土

3、堿含量為1.762kg/m3，水灰比為0.46?；炷撂涠葹?80±20，確定的配合比為（kg/m3）水泥：水：中粗砂：碎石：防腐劑：膨脹劑400：155：780：1100：8：24。上述試驗(yàn)確定的配合比，既保證了混凝土的強(qiáng)度，又滿足施工所需混凝土的和易性和可泵性。盡量降低了水泥的用量，降低混凝土內(nèi)部水化熱，降低溫升，減少溫度應(yīng)力。2.2施工準(zhǔn)備（1）機(jī)具準(zhǔn)備 本工程布置二臺37m的泵車和一臺6t塔吊，實(shí)際泵送能力為70m3/h。在施工過程中二臺泵車各自負(fù)責(zé)一定的工作范圍。實(shí)際現(xiàn)場澆筑時(shí)，塔吊需對泵車進(jìn)行周邊補(bǔ)充，既加快了工程進(jìn)度，又減緩了運(yùn)輸車輛等待積壓的情形，確保了混凝土的坍落

4、度，滿足施工要求。（2）施工前對塔吊、泵車、罐車和攪拌站進(jìn)行檢修，防止?jié)仓こ讨袡C(jī)械故障。并對原材料堆放場地進(jìn)行檢查，確保原材料貯備充足，確保連續(xù)供應(yīng)。砂石場搭設(shè)遮陽蓬；原材料、外加劑，均采用電子計(jì)量，微機(jī)控制，自動(dòng)上料系統(tǒng)。3 施工工藝3.1超長無縫施工問題及措施本工程為超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，不設(shè)伸縮縫，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部分外墻處于地面以上，由于氣候（溫度、濕度）變化，混凝土結(jié)構(gòu)的熱脹冷縮、干燥收縮以及水泥水化熱所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力都很大，如何控制因冷縮和干縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力造成的結(jié)構(gòu)開裂，將成為本工程的關(guān)鍵。混凝土構(gòu)筑物開裂是一種普遍現(xiàn)象，它是長期困擾建筑工程技術(shù)人員的世界性難題。近代科學(xué)關(guān)于混凝土的宏

5、觀、微觀的研究和工程實(shí)踐都說明：混凝土的開裂是絕對的，不裂是相對的。雖然開裂難以完全避免，但它卻是能夠控制的，采取一些技術(shù)措施完全可以將開裂的危害控制在一定范圍?；炷两Y(jié)構(gòu)開裂的原因很多，但歸納起來有兩類：變形引起的裂縫和受力（荷載）引起的裂縫。（變形裂縫其實(shí)也是應(yīng)力導(dǎo)致開裂，起因是結(jié)構(gòu)首先要求變形，當(dāng)變形得不到滿足才引起應(yīng)力，應(yīng)力超過混凝土強(qiáng)度才會(huì)開裂。）據(jù)國內(nèi)外的調(diào)查資料，建筑工程中混凝土的開裂，由變形變化（溫度、收縮、不均勻沉降）引起的開裂約占總數(shù)的80以上，由荷載引起的裂縫不足20。在變形引起的開裂中，最主要的因素是溫度變化（如環(huán)境氣溫變化、水泥水化熱、太陽輻射等）、混凝土收縮（自身收

6、縮、失水干縮、碳化收縮、塑性收縮等）和地基變形（如膨脹地基、失陷地基、地基差異沉降等）。混凝土是一種脆性材料，拉壓強(qiáng)度比很低。在受到鋼筋或鄰位結(jié)構(gòu)限制的情況下，混凝土膨脹時(shí)內(nèi)部受壓，不易開裂，而在收縮時(shí)內(nèi)部受拉，很容易開裂。根據(jù)本工程的特點(diǎn)，針對開裂不同的成因采取相應(yīng)的技術(shù)措施：、采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)，即在混凝土中摻加一定比例的膨脹劑。膨脹劑在水化過程中產(chǎn)生適度膨脹，在鋼筋及鄰位的約束下，在混凝土中建立一定的預(yù)壓應(yīng)力，這一應(yīng)力能大致抵消混凝土在收縮時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而防止或減少混凝土的開裂。、設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶，膨脹加強(qiáng)帶與主體結(jié)構(gòu)同時(shí)澆筑。 在施工期間，由于混凝土干縮和冷縮，造成混凝土內(nèi)部產(chǎn)生

7、拉應(yīng)力，其內(nèi)應(yīng)力沿長度方向的分布是不均勻的，端部內(nèi)應(yīng)力最小，位移量最大；越靠近中部收縮拉應(yīng)力越大，位移量越小，收縮應(yīng)力最大的是變形不動(dòng)點(diǎn)處的混凝土。對于對稱結(jié)構(gòu)，該點(diǎn)位于混凝土的中部。見如下示意圖。 據(jù)此膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)置如下：淡水池底板在C-D軸中間設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶，其寬度2米，帶兩側(cè)架設(shè)密目鐵絲網(wǎng)，目的是為防止兩側(cè)混凝土流入加強(qiáng)帶。施工時(shí)，帶外側(cè)用小膨脹混凝土（外側(cè)摻膨脹劑78），澆筑到加強(qiáng)帶時(shí)改用大膨脹混凝土（加強(qiáng)帶內(nèi)摻膨脹劑910），到加強(qiáng)帶另一側(cè)時(shí)，又改為小膨脹混凝土澆筑。膨脹加強(qiáng)帶的混凝土強(qiáng)度等級提高一個(gè)標(biāo)號。淡水池側(cè)壁膨脹加強(qiáng)帶位置與底板相同，但膨脹加強(qiáng)帶混凝土七天后澆筑。這是因?yàn)閭?cè)

8、壁薄又長，又受底板約束，混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)比較困難，易出現(xiàn)縱向裂縫，因此采用膨脹加強(qiáng)帶后澆做法。其具體做法如下。4 施工方法4.1底板澆筑底板的施工沿縱向采用“一個(gè)坡度、薄層澆筑、循序推進(jìn)、一次到頂”的連續(xù)澆筑方法，混凝土自然流淌形成一個(gè)斜坡。這種方法能較好地適應(yīng)泵送工藝，避免泵管的經(jīng)常移位，提高泵送效率，保證及時(shí)接縫，避免冷縫的出現(xiàn)。在澆筑混凝土?xí)r，在每個(gè)澆筑帶的前后布置兩道振動(dòng)器，第一道布置在混凝土的卸料點(diǎn)，主要解決上部的振實(shí)，第二道布置在混凝土坡角處，確保下部混凝土的密實(shí)。為防止混凝土集中堆積，先振搗出料口處混凝土，形成自然流淌坡度，然后全面振搗，并嚴(yán)格控制振搗時(shí)間、振搗棒的移動(dòng)間距和插入

9、深度?；炷恋臐仓坏谩八拿骈_花”，應(yīng)按照逐個(gè)澆筑帶順序澆筑，每個(gè)澆筑帶的寬度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場混凝土的供應(yīng)速度、結(jié)構(gòu)物的長、寬及泵送工藝等情況預(yù)先計(jì)算好，以避免冷縫的出現(xiàn)。底板成型完，等表面凝結(jié)前必須用木抹子搓壓表面，以防表面龜裂（主要是沉降裂縫、塑性裂縫），抹壓至少三遍，最后一遍的收光要掌握好時(shí)間，在混凝土終凝前用木抹刀抹壓平整?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)是保證防水質(zhì)量的最重要的措施之一，一定要派專人負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)工作，保證保持混凝土表面濕潤。4.2側(cè)壁澆筑 由于膨脹加強(qiáng)帶將整個(gè)淡水池側(cè)壁分為2個(gè)“”部分，因此在澆筑時(shí)可以分開澆筑，使用2臺泵車分別從兩個(gè)膨脹帶處相對澆筑，待一層澆筑完后返回起點(diǎn)重復(fù)澆筑，直至澆筑完畢。

10、由于側(cè)壁高度達(dá)到9.6m，對側(cè)模的側(cè)壓力相當(dāng)大，故側(cè)壁采用分層澆筑的方法，每層分層厚度為50cm。要求混凝土的坍落度必須控制好，每班檢測坍落度不少于2次。側(cè)壁混凝土澆筑完3天后開始拆除側(cè)模，清理膨脹加強(qiáng)帶中的雜物，將已經(jīng)澆筑完的側(cè)壁鑿毛，并澆水潤濕后用與側(cè)壁混凝土相同配比的膨脹混凝土澆筑膨脹加強(qiáng)帶。5 原理分析及應(yīng)用效果中國建筑材料科學(xué)研究院從五十年代就開始膨脹混凝土的研究，經(jīng)過四十年的研究，證明膨脹混凝土是解決混凝土開裂性價(jià)比比較理想的材料。工程院院士吳中偉教授在膨脹混凝土一書中指出，膨脹混凝土在鋼筋或鄰位限制下，膨脹能作功，產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，它可抵消收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力，并推遲的收縮的產(chǎn)生過程，混

11、凝土的抗拉強(qiáng)度在此期間能獲得增長。當(dāng)混凝土開始收縮時(shí)，其抗拉強(qiáng)度已增長到足以抵消收縮引起的拉應(yīng)力，從而防止和減少收縮裂縫的出現(xiàn)。在混凝土中摻加適量的YS膨脹劑，通過水泥的化學(xué)反應(yīng)，使混凝土產(chǎn)生適量膨脹，在鋼筋和鄰位限制下，在混凝土中建立0.21Mpa的預(yù)壓應(yīng)力，可大致抵消混凝土收縮時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力，防止混凝土開裂。同時(shí)，水化反應(yīng)生成的礬鈣石晶體屬針狀、棒狀晶體，填充、切斷、堵塞混凝土毛細(xì)孔，使混凝土的抗?jié)B能力大大提高，從而達(dá)到結(jié)構(gòu)自防水的目的。根據(jù)結(jié)構(gòu)部位的不同，調(diào)整YS的摻加量，在結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力最大的部位采用大膨脹混凝土（即膨脹加強(qiáng)帶），在結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力較小的部位采用微膨脹混凝土，以使混凝土的收縮

12、拉應(yīng)力得到大小適宜的補(bǔ)償。采用這種辦法，可以不留或少留伸縮縫，提高結(jié)構(gòu)的整體性，減少留縫給施工帶來的麻煩，從而加快施工進(jìn)度，并節(jié)約工期和施工管理費(fèi)用。淡水池施工完畢后，根據(jù)給水排水構(gòu)筑物施工及驗(yàn)收規(guī)范（GBJ141-90），進(jìn)行了滿水試驗(yàn)。先充水至側(cè)壁底部的第一道水平施工縫以上，檢查底板的抗?jié)B質(zhì)量，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的滲漏，再繼續(xù)充水至設(shè)計(jì)水深的1/3，第二次充水至設(shè)計(jì)水深的2/3，第三次充水至設(shè)計(jì)水深。三次充水均進(jìn)行水位觀測，將記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，滲水量基本在1.2L/m2·d，大大小于規(guī)范允許的2L/m2·d。施工完畢后，由建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、質(zhì)檢、建材院等有關(guān)單位共同驗(yàn)收，一致認(rèn)為達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。6 體會(huì)6.1膨脹加強(qiáng)帶不同于后澆帶，混凝土澆筑必須連續(xù)，保證“軟接茬”。若遇混凝土供應(yīng)不上或晚間停止施工?？稍诮硬缣幓炷林袚郊犹匦Ь從齽?，使混凝土緩凝，這樣就可以接上茬。一定要注意緩凝劑的摻加量，以防混凝土多日不凝，造成工程質(zhì)