补偿收缩混凝土
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补偿收缩混凝土范文第1篇
影响混凝土裂缝的因素错综复杂,为解决混凝土裂缝问题,设计、施工、材料等方面都采取了种种措施;但裂缝还是经常产生;虽然细小的裂缝不会对结构的安全性带来严重影响,面且规范中也允许构筑物有一定范围的裂缝,但是,如能控制混凝土不产生裂缝,也会大大提高混凝土工程的耐久性和抗渗漏水或抗腐蚀性介质对钢筋的锈能力。因此,对混凝土的裂缝进行控制日益受到工程界的重视。
一、补偿收缩混凝土控制裂缝的原理
现时市场上的膨胀剂大部分都是硫铝酸盐型膨胀剂, 其膨胀源是钙矾石(C3A.3CaSO4.32H2O)。为配制补偿收缩混凝土。最常用的方法是在混凝土中掺加膨胀剂。掺加膨胀剂配制的补偿收缩混凝土与普通混凝土一样,必须循设计、施工、材料三者紧密结合的方式来解决混凝土的裂缝问题。而认为只要掺加了膨胀剂,就能控制混凝土不产生裂缝的概念是错误的。因为,在设计配筋和施工合理的条件下,衡量补偿收缩混凝土补偿收缩能力的最重要的指标是混凝土的限制膨胀率。在应用中,必须根据采用的水泥、外加剂等原材料情况,以及设计上的配筋分布和配筋率情况、工程部位的约束状态、构件的尺寸、混凝土的标号、施工面积、混凝土的塌落度、是否掺加粉煤灰、膨胀剂的质量等进行合理的抗裂混凝土配合比设计。在设计和试配补偿收缩混凝土配合比时,除对混凝土的强度、抗渗等指标进行检验外,最重要的是进行混凝土限制膨胀率的测试,根据工程不同部位约束的大小,来设计混凝土限制膨胀率的大小,从而确定膨胀剂的合理掺量。
当混凝土膨胀时受到钢筋或其他限制物的限制,钢筋则因混凝土的膨胀而伸长,此时在钢筋中产生拉应力,在混凝土中相应产生压应力,这种压应力能够抵消导致混凝土开裂的全部或部分拉应力,在混凝土中产生0.2MPa～0.8MPa预压应力,能有效地补偿混凝土的干缩和冷缩,从而避免混凝土的开裂。同时,大量的钙矾石晶体填充了混凝土的毛细孔缝,改善了混凝土的孔结构,使毛细孔变细、减小,增加了致密性,显著提高了混凝土的抗裂防渗性能及耐久性和抵抗周围环境介质侵蚀的能力。适用于结构自防水、抗裂防水混凝土和超长混凝土结构的无缝施工等场合。
二、补偿收缩混凝土的配合比设计
在进行补偿收缩混凝土的配合比设计时,除应进行常规的试验外,还应增加对混凝土的限制膨胀率的设计、测试内容。
1、膨胀剂的选择
目前市场上膨胀剂的品种很多,质量存在参差不齐,甚至还存在不合格、假冒、伪劣的产品。在合格的膨胀剂中,产品的性能也不尽相同,其膨胀率的大小存在高低之别。有的膨胀剂虽然膨胀率高,但干空的收缩率很大,存在膨胀与收缩“落差”太大的现象。因而在选择膨胀剂时,必须检验膨胀剂的膨胀率。只有对膨胀剂的质量有了充分的了解,才能选择适宜的膨胀剂。
2、补偿收缩混凝土配合比设计原则
研究表明,在固定膨胀剂掺量的情况下,混凝土的限制膨胀率远小于砂浆的限制膨胀率,而砂浆的限制膨胀率又远小于净浆的限制膨胀率,这是因为影响混凝土的限制膨胀率的因素远多于砂浆净浆,除砂、石、水泥品种、水灰比、砂率等对混凝土的限制膨胀率有影响外,以下因素对混凝土的限制膨胀率起着显著的作用,如膨胀剂的掺量、外加剂、混凝土塌落度、混凝土凝结时间、混凝土标号及每立方米混凝土中水泥的用量、粉煤灰掺量等。
1)、膨胀剂的掺量
有些观点认为,只要掺加了膨胀剂,配制的混凝土就是微膨胀混凝土。这是一个错误的观点。因为膨胀剂掺量不足或膨胀剂的膨胀率偏低时,其所产生的少量的钙矾石晶体仅起填充混凝土的毛细孔的作用,即提高了混凝土的抗渗性,所产生的微膨胀非常小,补偿收缩混凝土收缩的能力远远不够,混凝土剩余的收缩变形远大于混凝土的极限延伸率。只有生成较多的钙矾石晶体产物时,混凝土才会产生良好的微膨胀性。膨胀剂掺量越低,混凝土的限制膨胀率越小。提高膨胀剂的掺量能显著提高馄凝土的膨胀率。因而,应根据所配制的混凝土的限制膨胀率的大小来确定膨胀剂的掺量。
2)、外加剂
混凝土外加剂标准中规定,一等品外加剂28天的混凝土收缩率比不大于125%,合格率28天的混凝土收缩率比不大于135%。一般在推荐掺量下,28天掺外加剂的混凝土与空白混凝土的收缩率比在115—129%的范围内。从以上可知,外加剂是增大混凝土收缩的,并且,掺量越大,混疑土的收缩越大。目前,大多数工程采用泵送混凝土施工,外加剂已成为混凝土的第五组分。因而在配制泵送补偿收缩混凝土时,应适当提高膨胀剂的掺量。
3)、混凝土塌落度
混凝土的塌落度越大,在同一膨胀掺量下,混凝土的限制膨胀越小。故采用泵送混凝土时,要配制抗裂性好的补偿收缩混凝土,必须提高膨胀的掺量。
4)、混凝土凝结时间
混凝土的凝结时间太短,水泥的水化反应较快,混凝土的早期收缩现象较大,混凝土的凝结时间太长,膨胀剂的膨胀能大都分消耗在塑性阶段。膨胀剂的混凝土的凝结时间宜控制在l0—20小时的范围内,一般厚度的构件采用下限,大体积混凝土采用上限。
5)、混凝土标号和每方混凝土中的水泥用量
纵观混凝土的裂缝情况,低标号的混凝土开裂较轻,高标号的混凝土开裂较重。混凝土标号越高,每方混凝土中的水泥用量越大,混凝土的收缩越大,因此,必须相应提高膨胀剂的掺量。
6)、粉煤灰
在混凝土中掺加适量的粉煤灰,可明显改善混凝土的和易性,降低大体积混凝土的水化热,控制混凝土的温差收缩应力。但粉煤灰对混凝土干缩率的影响目前还没有统一的观点,有的人认为粉煤灰增大混凝土的干缩率,有的人认为基本无影响。不管粉焊灰是增大还足不影响混凝土的干缩率,它对掺膨胀剂的混凝土的膨胀率是有影响的。在配制补偿收缩混凝土时,必须把粉煤灰的量计入到胶凝材料中,即计算膨胀剂掺量时,应把粉煤灰的量一并加到水泥中计算。否则,混凝土的限制膨胀率明显偏低。
补偿收缩混凝土范文第2篇
关键词：补偿收缩 ，大体积混凝土， 温度收缩
Abstract: through the for compensation shrinkage concrete of various performance parameters calculation and analysis, big volume that compensation shrinkage concrete can effective compensation temperature shrinkage and weather-shack, crack performance than the ordinary concrete.
Keywords: compensation shrinkage, mass concrete, the temperature is shrinking
中图分类号：TV544+.91文献标识码： A 文章编号：引言
我国现阶段的建筑结构正向着大体积、超长超宽方向发展。同时我国水泥生产大致有以下几个特点：熟料中C3S含量增多，大多超过50％、粉磨过细等。混凝土的收缩率已经从0.04%～0.06%增加到0.06%～0.08% 。影响混凝土开裂的因素有很多，据统计，荷载裂缝几率占20％，变形裂缝占80％。其中变形裂缝主要包括化学收缩，干燥收缩，温度收缩，塑性收缩以及自收缩和碳化收缩。而大体积混凝土中混凝土的干燥收缩、温度收缩在混凝土收缩变形中占有比例增大。由于混凝土导温系数较差，散热很慢，混凝土中心温度将会很高。因此大体积混凝土中将会产生很大的温度应力和以及降温过程中的变形，当温度应力超过混凝土的抗拉强度或者降温过程中的变形超过混凝土极限延伸率，将会引起混凝土开裂。通过吴中伟院士提出的混凝土冷缩和干缩联合补偿模式，即
当 | ε－S－ST| ≤SK＋CT时能达到控制裂缝的目的。其中ε为钢筋混凝土限制膨胀率，S为混凝土干缩值，ST 为混凝土最大降温冷缩值，SK为混凝土极限延伸率，ST为混凝土徐变。
采用补偿收缩混凝土能够联合补偿干缩和温度收缩，同时具有结构自防水、无缩设计快速施工等特点，是一种比较理想解决方案。
工程概况
南水北调中线干线工程惠南庄泵站位于北京市房山区大石窝镇惠南庄村东，上游为北拒马河暗渠，泵站后接双排DN4000预应力钢筒混凝土管（PCCP）压力输水管道至大宁调节池，是南水北调中线工程总干渠唯一一座大型加压泵站，是北京段实现管涵输水，小流量自流，大流量加压扬水的控制性综合工程，也是南水北调工程的标志性建筑物。惠南庄泵站为大（Ⅰ）型Ⅰ级工程，设计流量60m3/s ，泵站总装机容量58.4MW。主体混凝土方量大约10万方，共有30块底板，其中前池底板厚度在1.6～2米之间，主厂房底板厚度为3米，长度大多超过25米。本文以F6块底板为例进行混凝土抗裂分析。
三、施工配合比
3.1原材料检验
3.1.1水泥
工程采用太行P.O42.5级水泥。品质检验结果如表3.1，由结果可以看出该水泥细度很小，导致混凝土水化热过快，温峰提前。水泥超强幅度较大，28天强度达到60MPa，将导致混凝土弹性模量增长过快，脆性增大，对混凝土抗裂性不利。
表3.1 太行P.O42.5水泥的品质检验结果
表3.2 太行P.O42.5水泥的化学分析（％）
3.1.2膨胀剂
本项目选用北京中岩特种工程材料公司生产的ZY高效混凝土抗渗防裂膨胀剂，化学成分检测结果列于表3.3。膨胀剂的品质检测按照JC476－2001《混凝土膨胀剂》进行，检测结果列于表3.4。检测结果表明，ZY高效混凝土抗渗防裂膨胀剂各项性能良好，具有碱含量低，掺量低，限制膨胀率比较高，膨胀稳定期短（内掺6％的膨胀稳定期为7天左右）等特点。根据游宝坤等人的研究，为使掺加膨胀剂能够完全补偿混凝土的绝对体积的减小，膨胀剂与水泥中的SO3含量不能低于4.79％。按膨胀剂单方掺量13％计算，胶凝材中SO3含量达到5.97％，完全能够补偿水泥水化收缩，同时还能够提供一定膨胀能补偿混凝土其他性能收缩。按质量比计算，胶凝材料中Al2O3/SO3＝1，能够提供足够的Al2O3以产生钙矾石。
表3.3 ZY膨胀剂的化学分析（％）
表3.4 ZY膨胀剂的性能指标 （内掺6％）
注：B法为使用非基准水泥检测，本项目采用太行前景P.O42.5水泥进行检测。
3.1.3 掺和料
本项目使用元宝山Ⅰ级粉煤灰。由于工程采用的骨料是活性骨料，因此采取选用低碱原材料、掺加25％的元宝山Ⅰ级粉煤灰以及优化混凝土配合比控制混凝土总碱量等技术措施后，能够达到预防惠南庄泵站混凝土发生碱骨料反应的目的。掺和料的加入能使混凝土限制膨胀率降低，但是能够降低混凝土膨胀落差，起到降低成本、改善工作性、降低混凝土水化热等好处。
3.1.4骨料
试验采用北拒马河的河砂和碎卵石，细骨料经检验细度模数2.43，属于中砂。粗细骨料经检验能够满足DL/T5144－2001的要求。
3.2 配合比
工程配合比由中国水利水电科学研究院设计，采用的配合比如表3.5.膨胀剂采用外掺法等质量取代总胶凝材用量，粉煤灰等质量取代剩余胶凝材。坍落度控制在7～9范围内。控制混凝土含气量在4.5～5.5％范围内，以保证砼抗冻等耐久性要求。
表3.5 二级配抗冻抗渗膨胀混凝土配合比
注：1＃（C9030W6F150）为微膨胀混凝土，限制膨胀率1.5/万～2.5/万，2＃（C9035W6F150）为加强膨胀混凝土，限制膨胀率3.5/万～4.5/万。
四、混凝土施工状况
由于混凝土最高温度发生在3～8d龄期内，而随着混凝土温度降低，温度应力逐渐增大，因此以28d混凝土各项性能指标对混凝土进行抗裂性分析是科学的。
F6块底板长52.8米，宽为11米，底板厚为2米，于2006 年9月10日至9月13日浇筑，一次成型。混凝土采用1.5方强制搅拌机，拌和时间120s。采用混凝土搅拌车运输，布料机入仓，采用分层浇筑。养护方式为人工洒水养护，养护时间为14天。浇筑期间大气温度14～31度，混凝土出机温度21～26度，含气量及抗压强度如表表4.1
表4.1 F6块底板混凝土坍落度、含气量及抗压强度
五、混凝土抗裂性分析
采用吴中伟院士提出的混凝土冷缩和干缩联合补偿模式，即| ε－S－ST| ≤SK＋CT 来分析这块底板的抗裂性能，因此要求首先得到现场混凝土的限制膨胀率、干缩值、极限延伸率和混凝土徐变。
5.1求混凝土极限延伸率
由于混凝土抗压强度与抗拉强度存在一般关系式：ft=0.23fcu2/3 ，根据混凝土28d龄期抗压强度可得其抗拉强度值，计算结果如下：fcu=34.2
ft=0.23×34.22/3=2.40
fcu ：混凝土抗压强度
ft ：混凝土抗拉强度
F6块底板沿长度方向配筋率为μ＝0.99％，钢筋直径d=28mm，混凝土抗拉强度采用28d计算强度Rf=2.53。根据游宝坤等研究成果，极限延伸率采用以下经验公式：
Sk=0.5Rf(1+μ/d)×10-4×(1+0.5)=2.4310-4
Sk－极限延伸率
μ－配筋率，×100
d－钢筋直径，mm
Rf－混凝土抗拉强度，MPa
5.2求温度变形
经过现场检测，混凝土入仓温度平均为22.3度，混凝土中心最高温度为53.4度，温度为31.1度。混凝土线膨胀系数在7～14×10-6/℃范围内，因此本文采用经验数值10×10-6/℃。由于受到钢筋和基础约束，约束系数为R＝0.6，计算产生的最大冷缩变形值为：
St=10×10-6×ΔT×R=1.87×10-4
5.3混凝土干燥收缩率
混凝土干缩会产生拉应力，使构件开裂。因此混凝土的干缩对混凝土及钢筋混凝土的性能影响很大，在计算薄壁结构或大体积混凝土结构表面的应力时，均需考虑混凝土的干缩变形。
5.4混凝土限制膨胀率
当混凝土抗压强度达到3～5MPa时拆模，测量初始长度，然后将试件浸入（20±2）℃水中养护，分别测定3d,7d,14d水中的长度以及28d,42d空气中的长度。由于配合比同时掺加了粉煤灰，膨胀剂和高效减水剂，能有效降低混凝土膨胀落差。测得水中14d限制膨胀率为2.1/万。
5.5 最终变形值
根据吴中伟院士提出的混凝土冷缩和干缩联合补偿模式，即|ε－S－ST| =1.27×10-4（2.43×10-4＝SK＋CT）说明只要加强早期养护，就能达到控制混凝土不开裂。
5.6 现场情况
经过长期检测，内外温差超过30度，未发现可见的裂缝。同时根据监测数据，钢筋处于受拉状态。说明补偿收缩混凝土能够补偿大体积混凝土的温差收缩和干缩变形，有效阻止裂缝的产生。
六、结束语
1、补偿收缩混凝土能够联合补偿混凝土的温度收缩和干燥收缩，对大体积混凝土来说有很积极的意义。但是掺加膨胀剂后混凝土养护要求更加严格，这是因为膨胀源钙矾石的生成过程需要大量的水，如果养护不当将会使混凝土干缩更加严重。因此在施工过程中，制定严格的养护制度将是十分重要的。
2、由于补偿收缩混凝土能够使钢筋产生一定值的预应力，使得混凝土在内外温差大于25度时仍然不会开裂，说明补偿收缩混凝土能够有效补偿混凝土的温差收缩。但是依然要限制混凝土入仓温度，过高的内部温度将会使混凝土的热胀与混凝土的自身膨胀发生重叠，将会使对混凝土表层和底层产生一定的拉应力，对该处混凝土很不利。因此要在保证混凝土经济方便的条件下，尽可能降低混凝土入仓温度及采取其他降温措施。
补偿收缩混凝土范文第3篇
关键词：膨胀剂 设计 施工 养护
前言：随着钢筋砼结构的长大化和复杂化，砼结构裂缝出现的机率大大增加，通常采取的技术措施设置后浇带。而随着补偿收缩砼应用技术的不断完善，用膨胀加强带取代后浇带的大跨度钢筋砼结构无缝设计施工新技术也得以大量推广使用。但该无缝设计与施工方法不是万能的，在设计、施工、养护的各个阶段少有不慎，该无缝设计施工方案都可能失败。本文结合工程实例介绍补偿收缩混凝土无缝设计施工中应注意的问题，以供交流、探讨。
1超长钢筋砼结构无缝设计与施工方法的原理：
在钢筋砼结构收缩应力最大的地方给予较大的膨胀应力，加强带一般设在后浇带处。带宽2m，带的两侧分别架设密孔铁丝网，目的是防止不同配比的砼流入加强带内。施工时，先浇带外小膨胀砼（掺入8-10%SY-G），浇到加强带时，改用大膨胀砼（掺入12-15%SY-G），带内砼强度等级比两侧砼高1个等级。如此连续浇筑下去，以实现无缝施工。
2钢筋砼结构无缝设计中应注意的问题
2.1掺膨胀剂的补偿收缩砼在进行配合比设计时，试验室应考虑水泥、粉煤灰活性、各地砂石质量差异，结合试验中得到的技术参数，确定水泥、粉煤灰单方用量，再计算膨胀剂的掺量。
2.2不同结构部位的抗裂要求不同。底板、楼板相对于剪力墙受到的约束较小，则楼板砼的限制膨胀率相对较小，膨胀剂的掺量较少；而剪力墙因受到楼板、结构柱的约束较大，则其砼的限制膨胀率较大，相应的膨胀剂掺量较大；而加强带内砼的膨胀剂掺量则更大。
2.3大多数设计图纸对混凝土的限制膨胀率没有提出具体要求，造成膨胀剂少掺或误掺，达不到补偿收缩的作用。当采用膨胀剂时，结构设计者在设计图纸上应注明“补偿收缩混凝土水中养护14d的混凝土限制膨胀率”。
2.4由于剪力墙受施工和环境温湿度等因素影响较大，容易出现纵向收缩裂缝，混凝土强度等级越高，开裂机率越大。工程实践表明，墙体的水平构造钢筋的配筋率宜在0.4～0.6%，间距应小于150mm，采取细而密的配筋原则，水平构造筋宜放在竖向受力筋的外侧，以利于控制墙体有害裂缝的产生。
2.5混凝土胀缩变形与限制条件有关，而墙与柱的配筋率相差较大，由于应力集中原因，在离柱子1～2m的墙体上易出现纵向收缩裂缝。工程实践表明，应在墙柱连接处设水平附加筋，长度为2000mm，插入柱子中300mm，插入墙体中大于1500mm，该处配筋率提高10～15%，有利于分散墙柱间的应力集中，避免纵向裂缝的出现。
3.钢筋砼结构无缝施工中应注意的问题
3.1施工单位认为使用补偿收缩砼施工，砼结构裂缝问题就能迎刃而解是错误的，除了设计配筋合理和补偿收缩砼的配合比保证足够的限制膨胀率外，施工管理则是关键。
3.2膨胀剂掺量有意和无意少掺是补偿收缩砼使用的误区。现实中某些商品砼厂家从经济利益出发，有故意少掺或不掺膨胀剂的现象，这样，膨胀砼就失去了补偿收缩作用，开裂现象仍然产生。
3.3有些项目拘泥于膨胀剂的推荐掺量，如某膨胀剂产品推荐掺量为8%～12%，在特殊结构部位用户却不敢超过12%，这也是施工使用中的误区。如后浇带或膨胀加强带要用大膨胀率的膨胀砼填充，要求砼膨胀率达到0.035%～0.045%，要掺入14%～15%膨胀剂才能达到。如只限于掺12%就不能满足设计要求，仍可能开裂。
3.4补偿收缩砼的拌和时间要比普通砼延长30秒，以确保膨胀剂和水泥、减水剂等拌和均匀，以提高其匀质性。
3.5补偿收缩砼的布料、振捣必须按施工规范严格进行，并采取可靠措施严防膨胀加强带内砼流入带外，带外砼流入加强带内。
3.6剪力墙砼裂缝的控制是个难点，即使使用补偿收缩砼浇筑墙体，也要以30～40m分段浇筑。每段之间设2m宽膨胀加强带，并设止水钢板，可在28天后用大膨胀砼回填浇筑，施工中应严格要求砼振捣密实、匀质，且保湿养护不少于14d。
4补偿收缩砼养护、维护中应注意的问题：
4.1补偿收缩砼要有充分湿养护才能更好的发挥其膨胀性能，补偿收缩。膨胀剂与水泥的水化反应大部分在14天完成，因此对掺膨胀剂的砼养护期的要求不低于14天。
4.2施工单位为加快施工进度，剪力墙浇筑砼12小时内就拆除模板，而此时砼的水化热升温最高，早拆模板造成散热快，增加墙内外温差，易出现温差裂缝。实践证明，剪力墙宜用保湿较好的胶合板制模，砼初凝后在墙顶部设水管慢淋养护，墙体宜在6天后拆模，然后用麻布贴墙并喷水保湿养护14天。
4.3底板宜用蓄水养护，冬季施工要用塑料薄膜和保温材料进行保温保湿养护，楼板宜采用湿麻袋覆盖养护。
5工程实践
以某地下停车场工程为例，该停车场工程共地下三层，基坑开挖深度8.9m，平面结构长118m、宽58.5m，属超长钢筋砼结构。设计方案在长向的3等分点设有2条膨胀加强带，用以代替后浇带。该项目实施过程中发生如下事项：①在墙柱连接处1～2m范围内未设水平附加筋；②施工图会审时，设计单位同意了施工方提出的将加强带宽度由2000修改为800，并实施；③施工剪力墙加强带砼时，普通砼流入加强带内较多，高膨胀率砼也部分流到带外，且使用的是连续式膨胀加强带浇筑方法；④剪力墙在完成浇筑砼12h后拆模，对墙体未采取保湿养护措施，只是进行了简单的淋水养护，且养护时间不足14d；⑤剪力墙完成后，未及时进行后续施工，未及时回填覆土。
负三层、负二层剪力墙拆模后约10天，部分墙面在每跨的三等分处出现了纵向裂纹、裂缝，个别裂缝由楼面上30cm处延伸至上层结构梁底，有的裂缝出现了渗漏水现象，后经专业防水堵漏公司高压注浆解决了剪力墙渗水质量问题。针对该种情况，在负一层剪力墙钢筋砼施工中加强了施工管理力度，并进行了14d的保湿养护，后经检查验证该层剪力墙面仅有4条细小裂纹。
这是一个失败的补偿收缩砼工程实践案例，这说明了在超长钢筋砼结构中使用膨胀加强带代替后浇带的无缝设计施工方案，从设计、施工到养护的每个阶段都必须严格按照补偿收缩砼应用技术规程的要求实施，稍有不慎，就可能给工程造成难以挽回的损失。
结语
砼结构的裂缝控制是一项系统工程，涉及到材料、设计和施工和养护四个方面。在材料方面，关键措施是在满足结构要求的前提下，依据工程的特点、部位，合理确定膨胀抗裂剂的掺量和砼配合比，配制出膨胀性能大、补偿收缩性能好、施工容易、强度有保证的补偿收缩砼。在施工时，针对工程特点和膨胀砼的特性，采取合理的浇筑、振捣、养护等措施，只有采取了得当的综合措施，才能收到实效。需要指出的是，不是在砼中掺入膨胀抗裂剂后裂缝的问题都能解决，不应该片面强调材料单一因素的作用，而应把合理的材料选择与严密的设计方案，科学的砼配合比，严格的施工组织和完善的工艺措施相结合，才能确保砼的施工质量，达到补偿收缩砼的结构抗裂目的。
参考文献
【1】JGJ/T 178―2009，补偿收缩混凝土应用技术规程.
补偿收缩混凝土范文第4篇
关键词:地下室底板;超长结构;加强带;补偿收缩混凝土;抗裂
中图分类号:TU92
文献标识码:B
文章编号:1008-0422(2009)12-0120-02
1引言
现代建筑物正朝着大底盘、超长超高、结构更复杂的方向发展,施工技术也在不断地发展,如以膨胀加强带取代后浇带以实现超长结构的无缝施工是一项近年来兴起且广泛应用的建筑施工新技术,它在预防地下室渗漏、减少施工工期、降低造价等方面作用明显,因此,对加强带补偿收缩混凝土设计与施工技术进行分析探讨具有极强的理论和现实指导意义。
2工程概况
湖南永泰房地产开发有限公司开发的山水庭院一期工程项目,框剪结构,地上11层(共分六栋),地下2层,总建筑面积63391.91m2,其中地下室负2层长155.5m,宽58.2m,底板厚50cm,负一层长133.5m,宽68.6m,底板厚45cm,设计混凝土强度等级为C30,抗渗等级为P6。
由于考虑楼盘交付时间的要求,施工工期较短,按原设计底板留置后浇带的施工方案会增加施工成本及延长工期,经开发商、设计、监理、施工四方研究论证,在保证工程质量的前提下,决定采用“间歇式”无缝施工的技术方案。
3取消后浇带的理论依据分析
根据原设计意图,此后浇带设置是为了释放部分混凝土的收缩和变形,属于伸缩后浇带。根据《建筑物裂缝控制》中提出的混凝土裂缝间距计算公式:
式中,H――板或墙的计算厚度或高度(mm);
――混凝土的极限拉伸(×10-4);
E――混凝土的弹性模量(×104MPa);
C――地基对混凝土的约束系数(N/mm);
α――混凝土的热膨胀系数(1×10-5/℃);
T――综合温差(℃);
arcch――双曲余弦的反函数。
由上式可知:伸缩缝间距设计的重要影响因素是混凝土的温差和收缩值变形。一般总是αT大于,如果我们采取措施,使趋近于
,则式中arcch值∞,可无需设置伸缩缝,这就要降低混凝土温差和收缩值,或提高混凝土的极限拉伸。于是,采用微膨胀混凝土是一种有效的技术途径。
研究表明:膨胀混凝土的主要变形有冷缩率St、干缩率Sd、受拉徐变率Ct、极限延伸率Sk、混凝土的限制膨胀率,其中,St及Sd是有害变形,Ct及是有益变形,当D=-(St+Sd-Ct)≤Sk时,混凝土处于受压状态不会产生裂缝。
掺有UEA-y的钢筋混凝土在硬化过程中混凝土产生一定的膨胀,钢筋约束混凝土的膨胀而受拉,而混凝土未充分膨胀受压,钢筋拉力与混凝土的压力相互平衡。
设为混凝土预压应力(MPa)、As为钢筋截面积、μ――配筋率(%)、Ae为混凝土截面积、Es为钢筋弹性模量(MPa)、为混凝土膨胀率,则有Ae・ =As・ = As・Es・
,即=μ・Es・ 。
可见在配筋率和钢筋弹性模量确定的情况下,膨胀混凝土自应力与膨胀率成正比。这样膨胀加强带的自应力增大,对温度收缩应力补偿能力也增大,从而防止了超长结构的开裂。限制膨胀率随着UEA-y掺量的增加而增加,可以通过调整UEA-y的掺量使混凝土获得不同的预压应力。
4补偿收缩混凝土抗裂计算
4.1混凝土中心最高温度计算
Tmax=(W1Ql+W2Q2+ W3Q3)/rhC(2)
式中:W1、W2、W3分别为单方混凝土、水、UEA-y、粉煤灰用量,见表1。
Q1、Q2、Q3分别为上述材料的水化热,相应取值为320、300、150kJ/kg。
rh――混凝土容重,取2400kg/m3;
C――混凝土比热容,取0.96kJ/kg℃。
计算Tmax =(288×320+35×300+50×150)/2400÷0.96=47.8(℃)
混凝土底板沿长度方向的散热可以忽略,只考虑沿高度方向一维散热,散热系数取0.6,则水泥水化热引起的温升值T1=47.8×0.6=28.7℃,混凝土的平均入模温度T2=22℃,预计混凝土中心最高温度T3= T1+ T2=28.7+22=50.7℃。
4.2混凝土极限拉伸率计算
C30混凝土Rt=2.0MPa,配筋率μ=0.56%,钢筋直径d=16mm
=0.5Rf(1+ /d)×10-4
=0.5×2.0×(1+0.56/1.6)×10-4
=1.35×10-4
徐变使混凝土极限拉伸增加,提高了混凝土的极限变形能力。计算混凝土的实际极限拉伸率Sk= (1+0.5)=2.03×10-4。
4.3温差变形率计算
施工期间预计环境温度平均为T4=20℃
混凝土结构在升温时内部产生压力,而降温过程中产生拉应力,由于混凝土受到钢筋和基础约束,取约束系数R=0.6。最不利的情况是,设混凝土中心最高温度降至环境温度时,产生冷缩最大值为:
St=1.0×10-5×(T3- T4)×R=1.84×10-4
4.4计算干燥收缩率
Sd(t)=3.24×10-4 (1-e-0.01t)m1m2…mn
式中的m1m2…mn为影响因素,t为时间。
水泥品种:m1=1.00;水泥细度:m2=1.20;骨料:m3=1.00;水灰比:m4=1.10;
水泥浆量:m5=1.20;养护时间:m6=1.10;环境湿度:m7=0.90;约束:m8=0.6
代入公式得:Sd(28)=0.75×10-4。
4.5混凝土的限制膨胀率
考虑试验室与施工现场养护条件的差别,本工程混凝土的限制膨胀率设计值 =2.9×10-4。
4.6混凝土最终变形值
补偿收缩混凝土最终收缩变形D=- St- Sd =2.9×10-4-1.84×10-4-0.75×10-4=0.31×10-4
由于混凝土最终变形为正,混凝土呈受压状态,所以混凝土不会开裂。
5地下室底板超长结构加强带设置
加强带设计原理是在结构收缩应力最大的地方给予相应的膨胀应力补偿。本工程具体做法,UEA-y加强带底宽2m,上宽2.4m,带的一侧为台阶型,带之间增加1/3的水平构造钢筋,带的两侧分别铺设密孔铁丝网,防止小膨胀混凝土流入加强带。加强带的混凝土采用C35/P8,施工缝应凿毛清冼干净,用掺UEA-y=13%的混凝土浇入加强带,随后用小膨胀混凝土浇注带外地段,见图1、图2。
6补偿收缩混凝土混凝土配合设计
本工程地下室有汽车停车场、配电房,且面积较大,绝对不能有漏水。混凝土应有足够的补偿收缩性能,故选用三掺技术来设计该工程混凝土配合比。
6.1原材料选用
(1)水泥:采用散装32.5级普通硅酸盐水泥,水泥7d水化热不大于270kJ/kg,C3A含量在8%以下,3d强度19.2MPa,28d强度39.2MPa。
(2)砂:采用本地质地坚硬,级配良好的天然河砂,细度模数为2.6~2.8,含泥量不大于l%,能有效地减少用水量,水泥用量也可相应减少,降低了混凝土温升并减少了混凝土的收缩。
(3)石子:采用本地5~40mm连续级配的机制碎石,含泥量不大于1%,针片状含量不大于10%,空隙率少于40%。
(4)UEA-y高效膨胀剂:可在结构中建立 σc=0.2~0.7MPa的预压应力,来补偿混凝土在硬化过程中产生的收缩引起的拉应力。
(5)粉煤灰:选用I级灰,细度为10%,烧失量2.5%,28d抗压强度比78%,由于粉煤灰的火山灰活性作用,孔的细化作用,内核作用和、吸附作用,可以提高混凝土的力学性能与耐久性,并改善混凝土的和易性。
(6)木质素磺酸钙:降低单方混凝土的用水量,减少混凝土干缩量,轻微引气能提高混凝土的抗渗性能,对耐久性有利。在木质素磺酸钙溶液中加入硫酸盐活性激发剂,能加速粉煤灰的火山灰反应。
6.2施工配合比的确定
混凝土单方水泥用量越大,用水量越多,则收缩变形越大。掺人微引气的减水剂不仅使混凝土的和易性明显改善,同时又减少了约8%左右的拌合用水,减水后使混凝土回缩量减小。
混凝土骨料中的砂采用中砂,根据有关资料及试验表明:当采用细度模数为2.8、平均粒径为0.381的中砂,比采用细度模数为2.1、平均粒径为0.336的细砂,每1m混凝土可减少用水量20~25kg,水泥用量可相应减少25~35kg。
在配合比设计时,考虑掺加适量的I级粉煤灰及高效膨胀剂,用适量I级粉煤灰取代水泥,可使水泥的颗粒级配更加合理化。在I级粉煤灰的微填充效应和形貌效应作用下,能使混凝土水单方用量适当减少,加上I级粉煤灰的自生收缩是膨胀变形,这对混凝土抗裂是有利的;掺加一定量的高效膨胀剂来补偿混凝土收缩引起的拉应力。
通过试验室六个配合比各项性能的综合评价,确定了施工配合比,见表1、表2。
混凝土拌合物和易性好,不离析,不泌水,混凝土强度、膨胀率均达到试配要求。
7地下室底板超长结构加强带混凝土施工工艺
7.1混凝土搅拌及运输
施工现场采用750自落式搅拌机一台,砂、石、水、减水剂电子计量,水泥、UEA-y、粉煤灰由专人计量投放,混凝土搅拌采用减水剂后掺法,搅拌时间为2min,坍落度严格按设计要求控制在4.0~6.0cm,定时检测混凝土坍落度,间接控制水灰比。当砂、石含水率发生变化时,及时调整施工配合比,使混凝土的工作性能达到最佳状态。
混凝土运输采用拖拉机水平运输、塔吊垂直运输相结合。
7.2混凝土浇筑及养护
由于南边围护发生问题,I加强带改为“Z”字型。底板浇筑后进行两次压面再进行表面拉毛,以消除混凝土沉降裂缝及表面塑性收缩微裂缝。
混凝土表面具体处理程序:初凝前一次抹压临时覆盖保湿养护混凝土终凝前1～2h掀膜两次抹压覆盖保湿养护。混凝土终凝后设专人浇水养护,保证混凝土表面潮湿状态,养护时间10~14d。
7.3混凝土施工质量评价
由于各部门积极配合,工程进展顺利,底板混凝土浇筑完成至今已有3年多,未发现裂缝和渗漏现象,底板试块留置41组,平均强度34.8MPa,最小值为30.2MPa,混凝土立方体抗压强度的标准差Sfcu=2.86。
8结语
通过以上工程实践表明,地下室底板超长结构不设后浇带采用补偿收缩混凝土加强带是可行的,补偿收缩混凝土配合比应综合考虑混凝土的强度及限制膨胀率两个指标,以满足工程要求。加强带处应考虑结构收缩应力的构造筋,利用三掺技术,可明显改善混凝土的性能,提高混凝土早期抗裂能力,加快施工速度,缩短工期,降低造价。
参考文献:
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑丁业出版社,2002.
[2]中国建筑材料科学研究院.超长钢筋混凝土结构无缝设计与施工.1999.
[3]混凝土结构设计规范.GB 50010-2002.中国建筑工业出版社,2002.
补偿收缩混凝土范文第5篇
关键词：膨胀剂；防水混凝土；限制膨胀率；掺量
随着膨胀剂在防水混凝土中的广泛应用，因膨胀剂应用不当而引起的质量事故不断发生，以致有人误认为：不掺膨胀剂不裂，掺了反而会裂。膨胀剂在实际工程中的应用效果波动很大，同一种膨胀剂在一个工程中防水抗裂效果显著，用于另外类似的工程中却失败。掺了膨胀剂并非万无一失，不正确的应用甚至适得其反。膨胀剂的应用技术愈来愈引起人们的重视。混凝土中任何材料的应用离不开其综合使用环境，本文着重介绍膨胀剂在防水混凝土中的正确应用。
1、膨胀剂在防水混凝土中的作用机理
水泥水化发生体积收缩，混凝土中的水分蒸发产生干燥收缩，水泥水化产生大量水化热和结构内外温差变化引起收缩，这些收缩都会导致混凝土的裂缝，对结构的刚性自防水是十分不利的。膨胀剂的主要功能是补偿混凝土硬化过程中的早期干缩裂缝和中期水化热引起的温差收缩裂缝，减少收缩开裂，尤其适用于地下、水工、海工、地铁等防水混凝土结构工程。
如目前国内广泛应用的硫酸钙类膨胀剂、若以适宜的掺量掺入混凝土中，可减少混凝土的裂缝。其作用机理为：硫酸钙类膨胀剂与水泥反应形成钙矾石（C3A.CaSO4.32H2），并产生体积膨胀，在钢筋和邻位的约束限制条件下，可在混凝土中建立一定的预压应力（0.2～0.7MPa），改善混凝土的应力状态，提高抗裂性能，补偿混凝土的收缩拉应力，减少裂缝，从而提高防水性能。同时，由于钙矾石具有填充、堵塞毛细孔缝的作用，改善了混凝土的孔结构，降低总孔隙率，从而提高了混凝土的抗渗性能。
然而，膨胀剂并非万能、一掺就灵的，只有科学使用膨胀剂，才能收到理想效果，否则会适得其反。
2、膨胀剂的选用和掺量
2.1结合工程实际选用合适类型的膨胀剂
《混凝土外加剂应用技术规范》GBJ50119—2003中规定，硫铝酸钙类、氧化钙一硫铝酸钙类膨胀剂不能用于长期处于环境温度为80℃以上的工程。虽然规范没有限制长期的时间，但考虑到安全，如果没有足够的降温措施，在厚度2m以上的混凝土结构和厚度1m以上的基础底板等厚大结构中应慎重使用膨胀剂。因为膨胀剂在厚大结构内，水化程度降低，膨胀能减小，甚至钙矾石分解，达不到预期的补偿收缩作用。为防止和减少混凝土温度裂缝，其内外温差一般宜小于25℃。
应用氧化钙类膨胀剂时，由于CaO水化生成Ca（OH）2，而Ca（OH）2化学稳定性差和胶凝性较差，它与CL-、SO42-、Na+、Mg2+等离子进行置换反应，形成膨胀结晶体或被溶析出来，因此从耐久性角度考虑，该类膨胀剂不得用于海水和有侵蚀性介质的工程。
采用复合型膨胀剂，如缓凝型复合膨胀剂，有利于商品混凝土的远距离运输和泵送；抗冻型复合膨胀剂则适用于冬期施工的膨胀混凝土。
2.2选用经过严格检测的膨胀剂
面对市场上种类繁多、良莠不齐的膨胀剂，选用时，最重要的是要看其是否符合《混凝土膨胀剂》JIC475—2001）标准。其中，应特别注意21d空气中限制膨胀率值是否合格。测定限制膨胀率时，对仪器、检验环境等要求非常严格。膨胀剂进入工程现场后，必须经检测合格后才能入库、使用。劣质膨胀剂经常掺加粉煤灰，不能形成足够的膨胀源，限制膨胀率不合格，因而不能很好地起补偿收缩作用。
2.3混凝土限制膨胀率和限制干缩率的检测
2.4确定膨胀剂的合适掺量
膨胀剂的主要功能是补偿收缩，大量工程实践表明，基于不同结构部位的收缩变形值不同，各部位的防水混凝土的限制膨胀率和膨胀剂掺量也应不同。
此外，膨胀剂与不同的水泥和减水剂的适应性不同，在同一配合比下，也会产生不同的限制膨胀率。因此必须根据工程原材料试配补偿收缩混凝土，配比除满足混凝土坍落度、强度、抗渗等级外，还应满足限制膨胀率的性能要求。膨胀剂只有掺量适宜，才能达到设计要求的限制膨胀率。
设计掺膨胀剂的防水混凝土配合比应符合下列规定：
1）水胶比不宜大于0.5.
2）用于补偿收缩混凝土的水泥用量应不小于320kg／m3；当掺入掺合料时，水泥用量不应小于280kg／m3；用于填充的膨胀混凝土胶凝材料用量应不小于350kg／m3
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3）膨胀剂掺量按等量取代胶凝材料的内掺法
4）膨胀剂与其它外加剂复合使用要注意相容性。经试验确定种类和掺量
3、防水混凝土设计
建筑结构的抗裂防渗控制是系统工程，作为设计单位，设计选用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土作为防渗方案时也应注意正确应用膨胀剂。
3.1应注明限制膨胀率
首先，设计图上指明生产厂家是违规的，但可推荐品牌种类。其次，不应指定掺量，而应标明强度、抗渗等级、限制膨胀率和限制干缩率，由用户根据这些设计指标要求通过试配确定适宜的膨胀剂掺量。
3.2采取必要的构造措施
掺膨胀剂的混凝土是通过钢筋和邻位的约束在结构中建立预压应力的，所以设计应采用细而密的配筋原则，同时在结构开口部位、变截面部位和出入口部位适量增加附加筋。
墙体由于施工困难、养护差、受外界温差影响大，易出现纵向收缩裂缝，其水平构造筋的配筋率宜大于0.4％，水平筋的间距一般宜小于150mm，墙体中部或顶端300～400mm范围内宜为50～100mm.
地下室和水工构筑物的底板和边墙的后浇缝最大间距不宜超过60m.对于强度等级C50～C60的墙体，单独掺膨胀剂难以补偿收缩应力，设计可采用复合掺入膨胀剂和纤维的抗裂混凝土。
4、防水混凝土施工
4.1膨胀剂的计量
膨胀剂的掺加一定要保证计量准确，掺量误差应小于±2％。膨胀剂掺少了，不能形成足够的膨胀能，不能完全补偿混凝土的收缩；掺多了，膨胀能太大，会导致膨胀开裂。
4.2防水混凝土的搅拌
现场拌制混凝土的拌和时间要比普通混凝土延长30s，以保证膨胀剂在混凝土中均匀分散。
4.3防水混凝土的浇筑
掺膨胀剂的混凝土浇筑方法和技术要求与普通混凝土基本相同：振捣必须密实，不得漏振、欠振和过振。在混凝土终凝之前，采用机械或人工多次抹压，防止表面沉缩裂缝的产生。
4.4防水混凝土的养护
试验表明，潮湿养护条件是确保掺膨胀剂混凝土膨胀性能的关键因素。因为在潮湿环境下，水分不会很快蒸发，钙矾石等膨胀源可以不断生成，从而使水泥石结构逐渐致密，不断补偿混凝土的收缩。因此施工中必须采取相应措施，保证混凝土潮湿养护时间不少于14d.
基础底板易养护，一般用麻袋或草席覆盖，定期浇水养护；能蓄水养护最好。
墙体等立面结构，受外界温度、湿度影响较大，易发生纵向裂缝。实践表明，混凝土浇筑完后3～4d水化温升最高，而抗拉强度很低，因此不宜早拆模板，应采用保温性能较好的胶合板，减少墙内外的温差应力，从而减少裂缝。墙体浇筑完后，从顶部设水管慢慢喷淋养护。
冬期施工不能浇水，并应注意保温养护。
4.5防水混凝土的维护保养
膨胀剂主要解决混凝土的早期干缩裂缝和中期水化热引起的温度收缩裂缝，对于后期气候变化产生的温差裂缝是难以解决的，因此要注意对结构的及时保养，如地下室完成后。要及时回填土。
补偿收缩混凝土范文第6篇
[论文摘要]膨胀剂在混凝土施工中的大量应用，根据目前市场膨胀剂质量现状和工程中存在的问题，结合产品标准和应用技术规程，提出如何正确使用混凝土膨胀剂。
近年来，随着高层建筑和地下空间利用的发展，大面积、大体积的混凝土在地下室结构施工中的应用。底板、侧墙、后浇带或膨胀加强带混凝土均掺有适当的膨胀剂。在混凝土拌合物中掺加适量的膨胀剂来补偿其收缩，是防止或减小混凝土产生裂缝的有效方法之一，因此，使用范围不断扩大，促进了建筑工程设计和施工技术的进步和发展。
一、膨胀剂使用中存在的误区
（一）掺膨胀剂的补偿收缩混凝土配合比设计不明，膨胀剂采用何种方法不明确。当使用粉煤灰掺合料时，配比又应当如何设计？在配制防渗混凝土时，按规范规定：水泥用量不得小于300kg/m3，如掺入粉煤灰，则水泥用量不得小于280kg/m3，以此为基准设计膨胀剂的混凝土配合比。由于各厂的水泥和粉煤灰活性不同，各地砂石质量差异较大，施工选用混凝土的坍落度也不同，因此，试验室应参考以往的经验，结合试验中得到的技术参数，确定基准混凝土的水泥和粉煤灰单方用量，再计算膨胀剂的掺量。
（二）大多数施工单位委托试验和与混凝土搅拌站签定合同时，只要求提供满足掺膨胀剂混凝土的坍落度、强度和抗渗等级的配合比数据，不提混凝土限制膨胀率的指标。存在膨胀剂“一掺就灵”的盲目思想，这是使用膨胀剂的最大误区。根据GBJ11988规范，掺膨胀剂的补偿收缩混凝土的特性指标是：水中养护14d的限制膨胀率≥0.015%。膨胀剂主要用途是补偿收缩，根据大量工程实践表明，防水工程的底板、侧墙、后浇带或膨胀加强带混凝土的限制膨胀率在一定范围内为宜。不同的结构部位的抗裂要求不同，因此，膨胀剂掺量是不同的。由于膨胀剂与水泥及减水剂(泵送剂)之间存在适应性的问题，在同一配合比下，使用不同的水泥及减水剂(泵送剂)，混凝土产生的膨胀率也不同。必要根据工地原材料进行补偿收缩混凝土的试配。
（三）在实际工程中，混凝土结构则受到钢筋和邻位的约束。试验表明，带模养护的膨胀混凝土试件的限制强度比自由强度高10%－15%，所以，不必担心掺膨胀剂的混凝土强度下降。不能以7d自由强度作判断，应以28d强度是否达到试配强度为准。
（四）膨胀剂掺量有意和无意少掺是使用补偿收缩混凝土的又一个误区。现实中发现，施工现场不能正确使用试验室提供的混凝土配合比，在实际操作中，许多工地和搅拌站没有专门的膨胀剂计量装置，靠人工以斗代秤加料，由于监督不力和人工加料的随意性，大多是少掺。更有甚者，某些搅拌站从经济利益出发，故意少掺或不掺膨胀剂。
（五）有的用户拘泥于膨胀剂的推荐掺量。如某产品掺量为10%-12%，在特殊结构部位用户却不敢超过12%，这也是使用的误区。实际工程中，如后浇带或膨胀加强带，要用大膨胀率的膨胀混凝土填充，要求混凝土膨胀率达到0.035%-0.045%，混凝土强度提高5MPa，要掺入14%-15%膨胀剂才能达到。如只限于掺12%就不能满足设计要求，有可能开裂，所以，应根据不同结构部位，科学地掺入不同数量的膨胀剂，才能达到补偿收缩的要求。
二、关于复合膨胀剂
复合膨胀剂是用膨胀剂和化学外加剂配制的产品，可用于拌制缓凝、早强、防冻和高性能的泵送混凝土。该产品曾列入《混凝土膨胀剂》建材行业标准JC4761998中，但在实施中发现不少问题：
（一）质检部门对检测提出要求。复合膨胀剂由于掺入减水剂、防冻剂等化学外加剂，膨胀剂使用砂浆检验，化学外加剂使用混凝土检验。检测十分繁杂，而结果往往相佐。如膨胀剂规定碱含量≤0.75%，由于减水剂(泵送剂)、早强剂和防冻剂中含有硫酸钠，故碱含量往往超标，由于复合膨胀剂中掺入减水剂，容易蔽盖了膨胀剂本身的质量问题。
二）混凝土搅拌站提出：由于水泥品种不同，按厂家推荐的复合膨胀剂掺量，难以达到混凝土的坍落度要求，有时坍落度损失大，难以泵送，这时，搅拌站要增添泵送剂才能达到，使用麻烦。基于上述两条理由，新修改的JC4762001标准中，已取消《复合膨胀剂》这种产品，请使用单位明鉴。但是，复合膨胀剂具有多功能和使用方便的优点。如用户愿意使用复合膨胀剂，生产厂家可按用户要求提品，但要做好现场售后服务工作。
三、设计中注意的问题
建筑结构抗裂抗渗控制是一个系统工程，许多设计单位推荐使用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土作为一个防裂措施，但部分技术人员对膨胀剂的正确使用不了解，也存在一些误区。
（一）在设计图纸上指明厂家和掺量是错误的，合理的说明是：“采用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土、强度等级、抗渗标号、混凝土水中14d限制膨胀率大于0.015%(或者根据不同结构部位提出更高的膨胀率)。”这样，可以由用户选择膨胀剂厂家及其合理确定掺量，达到设计要求。
（二）混凝土变形(膨胀和收缩)与限制是一对矛盾的统一体。膨胀要通过钢筋和邻位约束才能在结构中建立预压应力。所以，要求设计者采用细而密的配筋原则，个别开口部和墙柱连接处由于应力集中易开裂，应增添附加钢筋。由于墙体难施工、养护差，受外界温差影响大，易出现纵向裂缝。要求墙体的水平构造筋的间距小于150mm，配筋率在0.5%左右，在墙中部1m范围内，水平筋的间距加密至80～100mm，形成一道“暗梁”，以平衡收缩应力；水平筋应放在受力竖筋外测，确保混凝土保护层厚度。
四、施工中注意的问题
施工单位对建筑结构的裂缝十分头疼，认为混凝土中加入膨胀剂就能迎刃解决，这也是个误区。除了设计上保证合理配筋和补偿收缩混凝土的配合比保证足够的限制膨胀率外，施工管理则是关键。
（一）工地或搅拌站不按混凝土配合比掺入足够量的膨胀剂是普遍存在的现象，由此造成浇筑的混凝土膨胀效应极低，何以补偿收缩?因此，确保膨胀剂掺量的准确性极为重要。
（二）现场拌制混凝土的拌和时间要比普通混凝土延长30s，以保证膨胀剂和水泥、减水剂(泵送剂)拌合均匀，提高其匀质性。
（三）混凝土布料，震捣应按施工规范进行。
（四）膨胀混凝土要有充分湿养护才能更好的发挥其膨胀效应，对掺膨胀剂的混凝土提出更严格的养护要求，养护期不小于14d。
（五）边墙出现裂缝是个难题，施工中应要求混凝土震捣密实、匀质。有的单位为加快施工进度，浇筑混凝土12d内就拆模板，其实这时混凝土的水化热升温最高，早拆模板造成散热快，增加了墙内外温差，易于出现温差裂缝。施工实践证明，墙体宜用保湿较好的胶合板制模，混凝土浇完后，在顶部设水管慢淋养护，墙体宜在第5d拆模，然后尽快用麻包片贴墙并喷水养护，保湿养护1014d。
（六）即使用补偿收缩混凝土浇筑墙体，也要以30－40m分段浇筑。每段之间设2m宽膨胀加强带，并设钢板止水片，可在28d后用大膨胀混凝土回填，养护不小于14d。
（七）底板宜用蓄水养护，冬季施工要用塑料薄膜和保温材料进行保温保湿养护；楼板宜用湿麻袋覆盖养护。
（八）即使采取各种措施，尤其C40以上混凝土，墙体也难免不出现裂缝，有的12d拆模板后就发现有裂缝，这是混凝土内外温差引起的，要设法降低水泥用量，减少混凝土早期水化热。
（九）混凝土浇筑完后，建筑物进入使用阶段，有些单位不注意维护保养，在竣工之前就出现裂缝，这是气温和湿度变化引起的，因此，地下室完成后，要及时复土，楼层尽快做墙体维护结构，屋面要尽快作做防水保温层。
补偿收缩混凝土范文第7篇
【关键词】滩坑水电站工程趾板防裂研究实施
一、工程概况
滩坑水电站工程位于浙江省青田县境内的瓯江支流小溪上，距青田县城西门约32km，该电站由拦河坝、溢洪道、泄洪洞、引水系统、发电厂房等建筑物组成。最大坝高162.0m，坝顶长507.0m。趾板按不同作用水头，宽度分别为6.0m、8.0m、10.0m，相应厚度分别为0.5m、0.7m、0.9m。
趾板混凝土设计强度等级为C30、抗渗标号W12、抗冻标号F150。
二、趾板混凝土防裂研究
1.防裂混凝土原材料性能检验
1.1水泥、骨料
拌制用水泥、骨料各项指标均满足质量标准要求。
1.2外加剂
1.2.1高效减水剂
对三种不同生产厂家生产的高效减水剂进行比较优选试验，中国水利水电第十二工程局施工科研所外加剂厂生产NMR高效减水剂的减水性能最好，减水率达19.2％且掺NMR高效减水剂的混凝土无泌水，掺其它外加剂的混凝土都有少量泌水。掺NMR高效减水剂的混凝土28天强度最高，达45.9MPa。比空白混凝土提高了50％。
1.2.2引气剂、VF防裂剂
引气剂、VF防裂剂均选用中国水利水电第十二工程局科研所外加剂厂生产。经检测，各项指标均满足设计和规范要求。
1.3粉煤灰
滩坑趾板混凝土所用粉煤灰为南京热电厂生产，经检测，该粉煤灰质量较好，为I级灰。
1.4纤维材料
选用四种纤维材料进行了混凝土性能试验，见表1。
四种纤维材料的性能指标表1
2.趾板基准混凝土配合比的确定
2.1趾板基准混凝土配合比试验
趾板混凝土设计强度等级：C30W12F150，根据滩坑电站趾板混凝土设计要求，混凝土抗压强度保证率95％，t=1.65，混凝土配制强度为fcu,o = fcu,k + tб=38.2 MPa。
选用不同骨料比（小石：中石60：40、50：50、40：60、30：70），不同砂率（34％、36%、38%、40％）进行比较，经比较骨料比为50：50，砂率为35%的混凝土和易性较好、泌水率较小。并对不同水灰比情况进行了混凝土强度试验。通过混凝土28天抗压强度与灰水比的对应关系分析得出回归方程式：R28=13.01C/W＋4.719，相关系数r =98％ ，相关性较好。
2.2趾板基准混凝土配合比的选定
滩坑电站是全国在建和已建面板高坝中的第五高坝，用来浇筑的混凝土必须具备较高的质量，才能满足该趾板混凝土的防裂、抗渗、抗冻等要求，在既满足滩坑趾板混凝土设计与施工要求又节约水泥降低成本的条件下，选择0.343水灰比进行混凝土力学性能、拌合物性能试验，结果见表2、表3。
混凝土抗压强度试验结果表2
混凝土拌合物性能表3
从室内拌合情况看，混凝土无析水情况，和易性较好，泌水小，保水性好。
3.趾板防裂混凝土性能试验研究
3.1粉煤灰掺量的选择
为了确定粉煤灰最佳掺量，在基准混凝土配合比试验的基础上， 选取四种不同粉煤灰掺量（0%、15%、20%、25%）进行混凝土强度比较试验。结果表明：粉煤灰掺量为25%的混凝土强度降低较明显以外， 15%、20%两种掺量均可满足要求。为了尽量降低水化热，选择粉煤灰最佳掺量为20%。
3.2不同防裂剂掺量对混凝土强度和变形性能的影响
选用中国水利水电第十二工程局施工科学研究研制的VF防裂剂，并选用掺NMR高效减水剂、BLY引气剂及20%粉煤灰的三掺混凝土分别对VF防裂剂进行了三种不同掺量的比较，以满足趾板混凝土设计指标、施工要求及防裂要求的最佳防裂剂掺量。并对掺纤维材料加防裂剂和单独掺防裂剂的混凝土的性能进行比较。
3.2.1不同防裂剂掺量混凝土抗压强度的比较
从试验结果表明：掺纤维材料加VF防裂剂与单独掺VF防裂剂的混凝土抗压强度基本一致；20℃、30℃条件下，防裂剂掺量为0%、12%、14%时混凝土抗压强度基本接近；5℃条件下，随着防裂剂掺量的增大，混凝土强度降低比较明显，且早期强度发展缓慢，因此，在气温较低时，应加强混凝土的保温措施。
3.2.2不同防裂剂掺量的混凝土变形性能的试验研究
防裂混凝土设计的关键是研究混凝土的限制膨胀率和限制收缩率的大小，以便最终确定其补偿能力，对单独掺防裂剂和掺三种不同厂家生产的纤维材料的混凝土变形性能进行了大量的试验，结果如下：
3.2.2.1 5℃、20℃、30℃水中掺纤维材料加VF防裂剂与掺单独VF防裂剂的混凝土变形性能基本一致；随着防裂剂的掺量的增大而增加。
3.2.2.2温度对混凝土膨胀率也有很大的影响，温度越低混凝土早期膨胀越小，这样就能保证混凝土的强度和膨胀量协调发展，避免混凝土早期在过大的膨胀能作用下被破坏，确保了混凝土结构的安全。
3.2.2.3混凝土干缩性能试验研究结果
3.2.2.3.1防裂混凝土干缩性能基本一致。随着VF掺量的增大，混凝土干缩率也随着减小，但仍为收缩，未发挥其膨胀功能。因此要发挥VF防裂剂的膨胀性能，必须加强养护，做好保湿工作；
3.2.2.3.2同等条件下纤维材料＋VF防裂混凝土比VF防裂混凝土收缩值略小。
3.不同防裂剂掺量的混凝土力学性能及耐久性的比较
不同防裂剂掺量的混凝土力学与耐久性能基本一致。掺聚丙烯腈的混凝土极限拉伸值比掺其它厂家纤维材料的混凝土大。
4.补偿收缩混凝土的防裂原理
趾板混凝土浇筑后，胶凝材料在水化过程中散发大量的水化热，由于混凝土的导热性较差，往往在混凝土结构内部聚集大量热量而不能散发。混凝土在降温过程中，内部温度较高产生压缩应力，而表层温度较低产生拉应力。当混凝土内外温差超过一定范围，就有可能发生表面裂缝，进而发展成贯性裂缝。因此采用水化热低、又有一定膨胀性能的补偿收缩混凝土，同时加以适当的温控措施，就可以做到既经济又合理，又能有效地解决趾板混凝土的开裂问题。
对防裂混凝土进行补偿收缩的能力设计，最主要的是合理确定混凝土的限制膨胀率e和限制收缩Sm,如果e大于Sm，且控制适宜的膨胀率，使其强度与膨胀协调发展，混凝土不会出现胀裂现象；要使补偿收缩混凝土不产生收缩裂缝，必须满足下式要求：
即：e＋Sk≥Sm
5.趾板补偿收缩混凝土参数的确定
根据上述抗裂原理，对膨胀混凝土进行补偿能力的设计，最重要的是确定e值，它的选定是以混凝土不出现裂缝、满足补偿收缩要求，使混凝土最终变形小于混凝土极限拉伸值为判定标准。
其补偿收缩的通式为|D| = |e-S2-ST|≤SK
为了确定设计限制膨胀率（e），必须先确定干缩率（S2）和冷缩率（ST）及极限拉伸值（SK）。
从上述大量研究试验结果可以看出，掺四种纤维材料的混凝土性能基本一致，因此我们用掺强纶建材的混凝土进行计算。
5.1极限拉伸值SK的确定
根据实测补偿收缩混凝土极限拉伸值；考虑徐变可以缓解收缩应力的因素，可趋于安全地增加90%。因此，实际选用极限拉伸值应为：（三种防裂剂掺量的混凝土极限拉伸值相差不大，因此我们计算时均选用防裂剂掺量为12%的混凝土极限拉伸值）
SK =1.10×10-4×（1+90%）=2.09×10-4（VF0%混凝土，T15）
SK =1.10×10-4×（1+90%）=2.09×10-4（VF0%加纤维材料混凝土，T18）
5.2混凝土冷缩率ST值的确定
混凝土温差ΔT = 混凝土内部最高温度Tmax – 月平均最低温度Tmin
滩坑电站趾板混凝土于11月～2月施工，该时段多年月平均最高气温为16.2℃，多年最低气温平均值为－2.7℃。根据滩坑趾板混凝土水化热温升及浇筑时段平均气温，经计算，混凝土内部最高温度为25.7℃，则混凝土温差：ΔT = 25.7-(－2.7) =28.4℃，混凝土线膨胀系数α= 1×10-5 , 则混凝土冷缩率为：
ST =ΔT×α= 28.4×1×10-5 =2.84×10-4
5.3混凝土干缩率S2值的确定
以60天龄期为基准：
5.3.1防裂剂掺量为0时
S2 = [0.45 –(-1.267)] ×10-4=1.717×10-4（VF0%混凝土，T14）
S2 = [0.334–(-1.250)] ×10-4 =1.584×10-4（VF0%＋纤维材料混凝土，T17）
5.3.2防裂剂掺量为12%时
S2 = 1.734×10-4（VF混凝土，T15）
S2 = 1.766×10-4（VF＋纤维材料混凝土，T18）
5.3.3防裂剂掺量为14％时
S2 = 2.034×10-4（VF混凝土，T16）
S2 = 2.133×10-4（VF＋纤维材料混凝土，T19）
5.4限制膨胀率（e）的确定
根据补偿收缩通式计算：
D = |e–S2-ST|≤|SK|
5.4.1防裂剂掺量为0时
|e–1.717–2.84×10-4|≤2.09×10-4
2.467×10-4≤ e ≤6.647×10-4（VF0%混凝土，T14）
|e–1.584–2.84×10-4|≤2.09×10-4
2.334×10-4≤ e ≤6.514×10-4（VF0%＋纤维材料混凝土，T17）
5.4.2防裂剂掺量为12％时
2.484×10-4≤ e ≤6.664×10-4（VF混凝土，T15）
2.516×10-4≤ e ≤6.696×10-4（VF＋纤维材料混凝土，T18）
5.4.3防裂剂掺量为14％时
2.784×10-4≤ e ≤6.964×10-4 （VF混凝土，T16）
2.883×10-4≤ e ≤7.063×10-4 （VF＋纤维材料混凝土，T19）
从上述防裂计算结果看出，防裂剂掺量为12%和14%时，均满足防裂要求。从经济角度出发，选择防裂剂掺量为12%。
5.5混凝土内外温差控制指标的确定
在趾板混凝土施工中，控制混凝土中心温度与表面温度之差是非常重要的。采用普通混凝土，温差应制在25℃以内，否则，往往因温差应力面产生冷缩裂缝。而采用补偿收缩混凝土，温差可以放宽，具体温差值如下：
ΔT＝T1－T2≤25＋T3
6.趾板补偿收缩混凝土施工配合比的确定
从以上试验结果，推荐如下配合比为趾板混凝土施工配合比。见表4。
三、趾板防裂混凝土施工
趾板混凝土分两期进行施工，采用人工立模、绑扎钢筋，混凝土拌和站集中生产，搅拌车水平运输，混凝土入仓主要采用溜槽、泵送等方式。混凝土拌制过程中严格控制原材料的计量误差，均匀拌和，严格控制机口坍落度。在混凝土浇筑中，不漏振、不过振，混凝土初凝前采用二次抹面工艺，二次压面后至混凝土终凝后洒水养护期间，混凝土表面覆盖塑料薄膜。
施工用配合比表4
四、趾板防裂的效果
1.趾板一期混凝土防裂效果
在趾板一期混凝土施工中，混凝土采用了双掺（掺纤维和VF防裂剂）、单掺（掺纤维或VF）以及不掺纤维、VF三种施工配合比，结果如下：
1.1双掺28个块中，有17个块未发现裂缝，11个块各有1~4条的表面裂缝，平均为2条/块。
1.2单掺的3个块中，各有1~4条的表面裂缝，平均3条/块，其中单掺VF的效果优于单掺纤维。
1.3未掺纤维及VF的2个块共有21条裂缝，其中11号块13条裂缝，其中有1条为深层裂缝。
可以看出：掺VF、纤维的防裂效果明显，裂缝数量较少甚至没有；单掺VF或纤维的混凝土防裂效果优于不掺，但较双掺的效果稍差，而单掺VF优于单掺纤维；未掺VF、纤维的混凝土裂缝偏多，裂缝的开展程度也相对较大。
2.趾板二期防裂效果
二期施工中全部采用双掺（掺纤维和VF防裂剂）施工配合比，砂子改为中砂，并加强施工中的混凝土振捣、压面、养护及温控等。二期自2006年11月2日开始浇筑施工，至2007年5月25日施工完成，经对二期趾板进行裂缝检查，未发现裂缝，防裂取得了较好的效果。
五、结论与建议
滩坑水电站面板堆石坝属于高坝，趾板具有长薄板、强约束的结构特性，趾板混凝土进行防裂技术研究是必要的，经过对趾板防裂混凝土系统性的试验和研究，采用掺加VF防裂剂达到补偿收缩混凝土及掺加限裂材料纤维的联合防裂技术，经过施工的验证，表明：采用双掺的防裂混凝土施工配合比是合理的，可以明显减少或避免裂缝的产生，取得了较好的混凝土防裂效果。
补偿收缩混凝土范文第8篇
关键词：超长混凝土结构；裂缝；原因
中图分类号：U214.3 文献标识码：A
1 超长混凝土结构的特点
国内外目前对超长混凝土结构还没有一个严格的定义。一般认为大面积混凝土结构就是指以整浇混凝土楼面结构的长度或宽度是否超过规范不设缝的限制要求为标准的。这里的大面积混凝土结构即为超长混凝土结构。超长混凝土结构包括以下几个方面的特点：
1.1 楼面一个方向或两个方向超长，平面尺寸较大，楼板厚度＜200mm。
1.2 在混凝土收缩和温度变化的作用下，混凝土浇筑后，楼面发生较大的变形，结构将产生较大的应力，从而导致混凝土产生裂缝。
1.3 引起超长混凝土结构产生裂缝的主要原因包括温度和收缩应力。
2 超长混凝土结构开裂的类型及原因分析
2.1 混凝土收缩引起的开裂
在混凝土结构中，基础、竖向构件及混凝土内钢筋约束着混凝土的收缩变形，混凝土中产生拉应力，当混凝土中拉应力超过混凝土的抗拉强度或拉应变超过混凝土的极限拉应变，结构就会产生裂缝。
由于混凝土材料本身所具有的一种物理化学特性，混凝土收缩与应力无关。实践证明，混凝土密实度、水泥品牌和数量及其质量、外加剂的品种、性质和用量、养护方法和龄期、环境温度和湿度、体积和表面积之比等都是影响混凝土收缩的因素。
2.2 温度应力引起的裂缝
作为物体受温度作用的一种自然现象——热胀冷缩，我们不应忽视其温度作用对建筑物的影响。太阳热辐射和空气温度在建筑物表面产生的日照温度构成了建筑物的环境温度。应力会随着结构或构件变形受约束时产生。依据钢筋混凝土温度应力产生的原因，可将混凝土温度应力概括为以下2种：
2.2.1 外约束应力。外约束应力是由于钢筋混凝土结构的全部或部分受到外界约束，温度收缩变形时不能自由变形而引起的。实践中常见的有：梁和地基约束了基础板受到、柱子约束了框架梁的变形、梁柱约束了楼板、地基基础约束了框架变形、墙板受到基础的约束等等。
2.2.2 自生应力。钢筋混凝土结构本身的约束而产生的，且在整个断面上，产生的拉应力与压应力保持平衡的即为自生应力。如在实践中，当混凝土冷却的时候，由于内外存在温差，混凝土表面的温度收缩变形收到内部的约束，拉应力就会在表面产生，从而出现内部压应力现象；又如，内部钢筋在混凝土收缩时对其进行制约等等。
综上所述，约束在研究温度对结构变形影响方面，是一个不可忽视的基本概念。当温度发生变化时，无论是外约束还是内约束，对于超长混凝土结构来说，因为温差产生的温度变形无法自由释放，结构都会产生温度应力，此时，如果混凝土抗拉强度小于应力，就会导致结构开裂。
3 抗裂措施
3.1 施加预应力
新技术的应用成为解决温度应力的技术措施，几乎所有的超长混凝土框架结构抵抗温度变形和混凝土收缩变形的主要措施都是采用都将预应力。在预应力混凝土结构中采用的是高强钢筋，如果要使高强钢筋的强度充分被利用，必须使其有很大的伸长变形，钢筋屈服后，构件将出现不能允许的过宽裂缝和较大挠度，预应力混凝土看作混凝土经过预压后，从原先抗拉弱抗压强的脆性材料变为一种既能抗拉又能抗压的弹性材料，温度收缩应力引起的拉应力被预应力所产生的预压应力所抵消，在正常使用状态下，混凝土没有裂缝出现，甚至没有拉应力出现。对于部分预应力框架结构，框架梁中配置抛物线型预应力筋，同时抵抗竖向荷载以及水平方向的温度和收缩变形，板中配置无粘结预应力直线温度筋，如果结构层高受到限制，通常采用无粘结预应力扁梁框架或无粘结预应力平板结构。
3.2 后浇带的设置
施工中，应加强和控制后浇带的施工质量。所谓后浇带，就是指在建筑施工中为防止现浇钢筋混凝土结构由于温度、收缩不均可能产生的有害裂缝，按照设计或施工规范要求，在基础底板、墙、梁相应位置留设临时施工缝，将结构暂时划分为若干部分，经过构件内部收缩，在若干时间后再浇捣该施工缝混凝土，将结构连成整体。如果施工中处理不好后浇带，非但工程达不到预期效果，而且还会致使结构存在安全隐患，从而使结构防水效果大打折扣。实践中，我们总结了以下几种方法，对后浇带间混凝土进行加强控制：为了提高其抗裂能力，相对于先浇混凝土，后浇带处的混凝土应相应地提高一个强度等级；为了防止因为浇筑时间差导致后浇带混凝土与后浇带两侧主体结构混凝土（两侧混凝土已完成一部分收缩）形成较大的收缩差，应采用补偿收缩混凝土、低收缩混凝土、膨胀剂掺量较周围混凝土大的补偿收缩混凝土；为了使新混凝土和旧混凝土之间紧密结合，防止在交界面出现裂缝，应利用预应力筋在后浇带处交叉搭接。后浇带处混凝土的施工质量十分重要，是确保达到设计要求的关键。两侧混凝土结合面需按施工缝处理，两侧混凝土做成企口形式，其接缝要严格按照施工图施工。后浇带两侧混凝土应在施工前凿毛，然后再清理冲刷干净后浇带，为了便于粘结，再均匀涂刷一层水泥浆或与混凝土内成分相同的水泥砂浆，最后进行不少于15d的潮湿养护，以确保混凝土的浇筑质量。需要重视的是：为了减少后浇带封闭后的温度变化，后浇带浇筑混凝土时的温度不应大于主体浇筑混凝土的温度，其主要目的是降低后浇带处温度应力，减少开裂。
3.3 添加膨胀剂
部分工程为了补偿混凝土收缩的影响，需要在混凝土中添加膨胀剂，膨胀剂的功能主要发挥于早期，初期时混凝土收缩变形比较大，早期裂缝能被解决，中国建筑科学研究院的UEA补偿收缩混凝土在实践中是首选，在水泥中掺入10～12UEA膨胀剂拌而制成的补偿收缩混凝土，其限制膨胀率为2～4×10，在邻位的和钢筋约束下，可在结构中建立0．2～O．7MPa的预压应力，混凝土硬化过程中干燥和水化热引起的拉应力能大致可以被抵消。
3.4 释放约束
由于混凝土收缩和温度变化，边缘部分的大面积混凝土结构变形最大，为此，横向开裂可能在边柱处出现，所以，为了提高柱子的变形能力或者降低柱子的抗侧刚度，大部分的工程都需要采取一定的措施加以补偿，例如：把边柱与混凝土梁板结构之间做成铰接，把一个大柱在原位分成两个小柱或者采用钢柱；为了释放水平剪力，减少结构受约束的长度，使得温度应力降低，亦可安装适当数量的橡胶支座在结构的两端。对于100米长的框架，跨度均为10米，在结构的两端各放松一根柱子，则结构的有效约束长度为原来的0．8倍，温度应力的降低幅度为0．3～0．5，这对解决超长框架的温度应力有显著的影响。
参考文献
[1]李雁英．大面积混凝土结构温度收缩应力与裂缝控制及动力分析[D]．大原理工大学，2008．
[2]李欢.超长混凝土楼板的裂缝控制措施分析[J].科技信息，2011（11）.