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一種控制混凝土裂紋的有效方法
摘 要: 嚴(yán)格控制混凝土裂紋,是大體積混凝土施工中的一道難題。通過項(xiàng)目實(shí)踐,根據(jù)膨脹劑的原理及應(yīng)用特點(diǎn)和物理特性,提出施工過程中使用SY-G 膨脹抗裂劑是一種控制混凝土裂紋十分有效的方法。并根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出使用抗裂膨脹劑SY-G 時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng),以供參考。 關(guān)鍵詞:SY-G 膨脹抗裂劑 混凝土 裂紋 中圖分類號:O1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:1673-0534(2007)04(a)-0193-02 嚴(yán)格控制混凝土裂紋,是大體積混凝土施工中的一道難題,在重要的大壩工程中,也發(fā)生過混凝土裂紋現(xiàn)象,怎樣才能有效地控制裂紋的產(chǎn)生值得我們?nèi)フJ(rèn)真研究探討,筆者通過幾個(gè)項(xiàng)目的實(shí)踐,在混凝土中摻入一種新型膨脹劑,S Y - G 膨脹抗裂劑是一種有效的方法。 1 膨脹劑原理及應(yīng)用 鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫的原因復(fù)雜,就材料而言,混凝土干縮和冷,縮是主要原因,因此,在混凝土中摻入才能達(dá)到補(bǔ)償其收縮的膨脹劑是較為理想的辦法,膨脹劑加入劑普通混凝土中,拌水生成大量膨脹結(jié)晶水化物——水化硫鋁酸鈣,使混凝土產(chǎn)生適度膨脹,在鋼筋鄰位的約束下,在結(jié)構(gòu)中建立0.2~0.7Mpa 預(yù)壓應(yīng)力,這一預(yù)壓力可大致抵消混土在硬化過程中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力,同時(shí),推遲了收縮的產(chǎn)生過程,當(dāng)混凝土開始收縮時(shí),其抗拉力正是以抵抗收縮應(yīng)力,從而大大提高了混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂防滲性能,采用膨脹劑配制補(bǔ)償收縮混凝土,是代替普通解決建筑物裂滲的理想材料。 從應(yīng)變角度考慮,不僅要研究變形—收縮與膨脹,還要研究對變形的限制變形與限制這對主要矛盾貫穿混凝土補(bǔ)償收縮的全過程,因在自由與限制條件下,膨脹與收縮將產(chǎn)生不同后果,見表1 。 背向變形使混凝土質(zhì)點(diǎn)的間距拉大,而相向變形則使混凝土質(zhì)點(diǎn)的間距縮小,在實(shí)際應(yīng)用中,混凝土的變形總是受到鋼筋,相鄰部位,基礎(chǔ)或構(gòu)筑物整體性等條件的限制,同時(shí),混凝土的變形最常見的是收縮變形,為此,限制收縮是混凝土開裂的最常見也是主要原因,而限制膨脹這類有利的相向變形,恰好用來抵消有害的限制由縮,從而達(dá)到避免或大大減少混凝土 開裂的目的,這正是微膨脹防水砼能抗裂的理論依據(jù)。 2 膨脹劑配制的補(bǔ)償收縮混凝土的作用 2.1 實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)自防水 普通混凝土由于收縮開裂,形成滲水通道,破壞了混凝土的整體防水功能,因此,防水的前提是抗裂,抗裂比抗?jié)B更重要。用膨脹劑配制的補(bǔ)償收縮混凝土,可以實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)自防水,取消外防水,防水費(fèi)用僅為普通防水措施的1 / 3 。
2.2 超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工 考慮混凝土收縮變形,設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定每30~40m 須留伸縮縫,經(jīng)過40~60d 才能用膨脹混凝土回填,工期延長,而且后澆縫清現(xiàn)十分麻煩,特制地地下室工程,對滲水要求嚴(yán),填縫不好還會(huì)留下隱患。該方法的原理是在結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力最大的地方給予較大的膨脹應(yīng)力。從已實(shí)施的工程來看,效果良好。 2.3 大體積混凝土溫度裂縫控制 大體積混凝土因?yàn)樗療岫?,混凝土?nèi)外溫差大,采用普通砼,只能采取復(fù)雜的費(fèi)用高的溫控措施,使溫差控制在25 ℃以內(nèi)。否則往往因溫差應(yīng)力而產(chǎn)生開裂,在三峽大壩澆筑混凝土?xí)r,由于直接關(guān)系到壩體是否出現(xiàn)裂縫,其溫度控制顯得尤其重要。防止混凝土在澆筑過程中形成的水化熱導(dǎo)致澆筑濕度過高,施工人員在將砂石料、水泥、粉煤等主要原材料放入拌和機(jī)時(shí),還需不斷地往爐內(nèi)加裝冰塊,以確保其出機(jī)溫度不超過10℃,澆筑溫度不超過14℃。在一般的施工實(shí)踐中,摻入膨脹劑的混凝土,可使溫差有效放寬,從而有效控制裂縫的發(fā)生。 2.4 預(yù)應(yīng)力砼工程 用膨脹劑配制補(bǔ)償收縮混凝土與預(yù)應(yīng)力技術(shù)相結(jié)休整,可以有效地解決施加預(yù)應(yīng)力前的混凝土收縮開裂,彌補(bǔ)砼因收縮為余變等對預(yù)應(yīng)力值的影響,該項(xiàng)技術(shù)在首者機(jī)場,武漢國際會(huì)展中收等等超大型高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)中得到良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。 2.5 樁基工程 隨著建筑向高層,超高層方向發(fā)展,樁基發(fā)展迅猛異常,為提高單樁承載力,工程實(shí)踐中從樁孔形狀,樁身材料,施工等方面對此進(jìn)行了大量研究和應(yīng)力表明,內(nèi)摻膨脹劑的膨脹灌注樁,單樁承載力比普通混凝土樁提高15%~35%. 3 SY-G膨脹抗裂劑的物理性能 SY-G 膨脹抗裂劑是一種新型混凝土外加劑,主要礦物成分為氧化鋁,三氧化硫,同時(shí)添加一些改性組份及混凝土活性劑。抗裂原理是在弱堿性溶液中水化生成鈣礬石,呈針狀結(jié)晶體,填充了砼孔隙,失去了砼結(jié)構(gòu)的收縮空間,起到了補(bǔ)償收縮作用,達(dá)到抗裂作用,提高砼的密實(shí)度。 1)摻量:8%~1 0 % (占膠凝材料) ,當(dāng)配筋定在0.25~2% 范圍內(nèi),能產(chǎn)生0.2~0.7 M P a 自應(yīng)力值,抗?jié)B與不摻相比可提高二倍以上,對鋼筋無銹蝕,含堿量小于0.6%,可有效地防止混凝土產(chǎn)生堿骨料反應(yīng),保證了工程質(zhì)量。 2)物理性能 加入sy-g 后混凝土力學(xué)見表2。4 使用抗裂膨脹劑SY-G 時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng): 首先根據(jù)砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度等組,抗?jié)B標(biāo)號,施工季節(jié),施工方法和結(jié)構(gòu)尺寸選擇抗裂膨脹劑的品種,摻量通過混凝土試配確定。 膨脹混凝土配合比設(shè)計(jì)與普通水泥混凝土相同,摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土的膨脹效能在限制條件下才能首開預(yù)壓應(yīng)力,構(gòu)造鋼筋的設(shè)計(jì)和特殊部位的附加筋的處理,對控制結(jié)構(gòu)的有差縫十分重要,對低配筋或無鋼筋砼膨脹劑的摻量應(yīng)取下限,取摻量小于等于1 0 % 為好。 澆倒砼時(shí),要特別注意振搗密實(shí),不要漏振,也不要過振,在混凝土終凝前要反復(fù)拌壓三遍,防止塑性和沉降裂縫出現(xiàn)。砼硬化后及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),施工膨脹加強(qiáng)帶時(shí),先將帶內(nèi)雜物清理干凈,用水清洗,潤濕后,改用大膨脹砼進(jìn)行澆搗。 總之,在大型混凝土過程中,如地下室停車場,人防工程,地鐵,水利水電工程,涵洞等使用S Y - G 抗裂膨脹來控制裂縫的發(fā)生不失為一種有效的方法。 5 抗裂膨脹劑SY-G的應(yīng)用及其推廣 隨著研究技術(shù)的不斷提高,多功能型SYG膨脹抗裂劑也投入生產(chǎn),多功能型S Y - G膨脹是在S Y - G 型的基礎(chǔ)上配制特別流化劑,除具有補(bǔ)償收縮性能,抗裂防滲性外,還具有早強(qiáng)、緩凝,泵送,減水等多種功能, 內(nèi)摻膠凝材料8 % ~ 1 2 % ,減水率18%~25%,凝結(jié)時(shí)間延長4~6 小時(shí),限制膨脹率0.02%~0 . 0 4 % ,抗?jié)B> P 3 0 ,抗凍>D200;早期強(qiáng)度提高10~20%,后期強(qiáng)度高于基準(zhǔn)砼。 SY-G 膨脹抗裂劑在現(xiàn)代大型工程建設(shè)中應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,具有使用方便,技術(shù)可靠,經(jīng)濟(jì)適用,在要求抗裂,防滲、填充用混凝土工程和構(gòu)件,都可以使用膨脹劑配制補(bǔ)償收縮混凝土,特別用于:地下室建筑物和地下構(gòu)筑物,如地下停車場,地下倉庫,人防工程, 地下人行道等。建造水池,游泳池,污水處理池,沉淀池,水塔、貯罐等。建造地鐵,隧道,水利水電,海工等防水構(gòu)筑物等。 超長樓板、體育看臺,防輻射砼構(gòu)筑物等。剛性防水屋面,梁柱接頭,后澆縫的填充混凝土,機(jī)械設(shè)備和補(bǔ)強(qiáng)的二次灌注等。水泥制品:自應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力與鋼套預(yù)應(yīng)力砼水管、砼和鋼筋砼排水管、防水屋面板等。 要求抗裂性好、外觀完并完善的重要建筑物,如體育場看臺、城市雕塑像、博物館、賓館等。 高速公路路面、橋梁砼面板、涵洞等。在生產(chǎn)領(lǐng)域,多功能型SY-G 膨脹抗裂劑在不斷豐富,對工程建設(shè)產(chǎn)生重大影響。高效膨脹劑,其配制補(bǔ)償收縮砼為取代膠凝材料的8~10%,配制填充性砼摻量為10~12%,抗?jié)B標(biāo)號≥ P20,抗凍標(biāo)號≥ D200,堿含量小于0 . 5 % 。
緩凝泵送型膨脹劑,用母料與特制緩凝泵送劑復(fù)合而成,它具有補(bǔ)償收縮性能,抗裂防滲功能,同時(shí)具有緩凝泵送性能,最佳使用溫度15~40℃???jié)B標(biāo)號大于P30,降低水化熱,達(dá)到抗?jié)B裂效果,混凝強(qiáng)度和其它力學(xué)性能與空白砼相同,后期強(qiáng)度穩(wěn)定增長。 早強(qiáng)泵送型膨脹劑,用母料與特制早強(qiáng)泵送劑復(fù)合而成,它具有補(bǔ)償收縮性能,抗裂防滲性能和良好的泵送性能,最佳使用溫度0~2 0 ℃, 減水率為1 8 % ~2 4 % ,坍落度提高10CM 以上,補(bǔ)償收縮砼內(nèi)摻10%~12%,填充性砼內(nèi)摻1 4 % ~1 5 % ,膨脹率0 . 0 2 % ~0 .04%,可在砼中建立0.2% ~0.7MPa 預(yù)壓應(yīng)力,抗?jié)B標(biāo)號大于P20,早期強(qiáng)度提高20%~30%,28 天強(qiáng)度提高10% 以上,其它性能與普通砼基本相同。 抗凍型膨脹劑,用母料與特制抗凍劑與減水劑復(fù)合而成,它具有抗裂防滲性和抗凍性能,適用于15℃以上的環(huán)境下施工的混凝土。 摻量:補(bǔ)償收縮砼內(nèi)摻10%~12% ,填充性砼內(nèi)摻14~15%,其技術(shù)性能與不摻砼相比, 可防止砼受凍,同時(shí)使砼在負(fù)溫仍保留 部分自由水,繼續(xù)水化,提高低溫砼的早期強(qiáng)度,坍落度提高10cm 以上,減水率18% ~24%,凝結(jié)時(shí)間正常,膨脹率為0.02%~0.04%,可在砼中建立0.2%~0.7Mpa 預(yù)應(yīng)力,抗?jié)B標(biāo)號> P 3 0 。 高性能膨脹劑,是用母料與特制流化劑等復(fù)合而成,補(bǔ)償收縮砼內(nèi)摻10%~12%,填充性砼內(nèi)摻14% ~15%,使砼具有高強(qiáng)、高抗?jié)B、高耐久性,抗凍和抗裂的綜合性能,強(qiáng)度提高10%~20%,抗?jié)B標(biāo)號大于P30,抗凍標(biāo)號大D300,凝結(jié)時(shí)間延長2~4h ,水化熱降低20%,膨脹率0.02~0.04%,可在砼中建立0.2~0.7MPa 預(yù)壓應(yīng)力,提高砼抗裂性,與普通砼相比,坍落度提高10cm以上,減水率18~2 5 % , 可泵性好,不泌水,不離析。 從以上實(shí)際數(shù)據(jù)表明,新型高效能多用途膨脹劑在提高工程質(zhì)量,方便施工,具有極其重要的作用,值得我們不斷推廣應(yīng)用,不斷豐富發(fā)展。 參考文獻(xiàn) [1] 何真,梁文泉.大體積混凝土中微膨脹劑的抗裂作用[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版), 2001(02). [2] 鄧小華,王志豪,李春貴.混凝土裂縫的成因及防治[J].浙江水利科技,2005,(02). [3] 謝興建.混凝土抗裂防滲增強(qiáng)劑的研究與應(yīng)用[J].新型建筑材料,2005(11). |
原作者: 徐猛勇 |
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