混凝土补偿收缩技术在工程中的应用【精编版】
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补偿收缩混凝土无缝施工技术及应用摘要:在超长混凝土结构工程施工中采用补偿收缩无缝施工技术,能利用补偿收缩混凝土膨胀加强带代替后浇带,控制裂缝出现,提高抗渗性能。
文章通过实例对应用该技术及质量控制措施进行深入探讨。
关键词:补偿收缩混凝土;施工特点;工程应用前言补偿收缩混凝土是利用混凝土膨胀剂的膨胀性能,制作成微膨胀混凝土,随着掺量的不同,膨胀性能也产生变化,实现对混凝土相关部位收缩进行补偿,在具体施工过程中,可针对混凝土结构有关部位的收缩情况,通过膨胀加强带的作用把混凝土结构分成若部分,对超长混凝土结构进行添加复合补偿,达到结构整体无缝施工的目的,使得混凝土结构在整体性和抗渗性方面达到良好效果。
一、某工程应用补偿收缩混凝土施工实例分析某建筑工程地下建筑面积27000m2,建筑层数为地下一层。
地下车库结构为板柱—抗震墙结构,基础形式为筏板基础+柱墩,屋盖采用柱支撑现浇密肋楼盖形式。
根据设计图纸,该建筑长 193.8m、宽 154.8m,筏板设计强度等级 C30,抗渗等级 P8,该建筑为超长结构。
该工程地下室筏板及混凝土防水挡土墙处于地下室一层,要求混凝土结构自防水,并且属于超长结构施工,由混凝土收缩引起的结构开裂成为施工质量控制难点。
二、混凝土抗裂技术应用本工程采用掺 UEA-D 混凝土膨胀剂配制补偿收缩混凝土,并进行无缝设计、施工,而且使混凝土达到一定的结构自防水功能。
在混凝土中掺加UEA-D 膨胀剂,使其产生适度的膨胀来补偿收缩,以膨胀所产生的压应力来抵消收缩所产生的拉应力。
根据结构不同的部位,调整其掺加量,在结构收缩应力最大的中部采用大膨胀混凝土(即膨胀加强带),在结构收缩应力较小的部位采用微膨胀混凝土,以使混凝土的收缩拉应力得到大小适宜的补偿。
1、膨胀加强带的设置根据本工程的具体情况,设计地下室底板的膨胀加强带位置如图 1 所示。
膨胀加强带内采用5mm孔径的钢丝网+菱形钢板网拦截,并支撑牢固。
补偿收缩混凝土在实际施工技术中的应用发表时间:2019-06-25T09:25:15.757Z 来源:《防护工程》2019年第6期作者:冯健鑫[导读] 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。
齐齐哈尔市建设工程质量检测中心黑龙江齐齐哈尔 161000 摘要:补偿收缩混凝土是近年来针对超长现浇混凝土结构发展起来的一种新的混凝土品种,通过在普通混凝土中掺入一定数量的膨胀剂,水化后产生一定量的体积膨胀,在钢筋和邻位的约束下,在结构中建立0.2MPa~0.8MPa预压应力,这一压应力可抵消混凝土在硬化过程中产生的收缩拉应力,从而使混凝土不裂不渗,实现混凝土结构的超长无缝施工。
这种材料的运用,为施工单位提供了控制房屋质量的有效保证。
为此,本文结合一些实践经验,总结了补偿收缩混凝土控制裂缝的原理,并论述了补偿收缩混凝土的具体施工技术。
? 关键词:补偿收缩混凝土;裂缝;养护?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。
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。
补偿收缩混凝土在超长地下结构工程中的运用摘要:文章以某综合性建筑商业广场地下一层车库结构工程设计与施工为例,介绍补偿收缩混凝土在超长地下结构工程设计与施工中的必要性和优点,并对其技术方案的设计与实施重点进行研究,以实施效果来证明补偿收缩混凝土在超长地下结构工程施工中的优点,以供参考。
关键词:补偿收缩混凝土;超长地下结构工程;运用1工程概况以某综合性建筑商业广场为例,地下一层为车库,面积为5500m2,长度为116m,宽度为49m,属于超长地下结构工程的类型。
而且在本工程施工中采用的是预应力混凝土管桩的施工方式,承台基础的厚度为1m,所用的地下室底板的形式为梁板时钢筋混凝土形式,底板、外墙板以及地下室顶板的厚度分别为500mm、300mm以及180mm。
所用的混凝土等级为C30,抗渗等级为S6。
根据一般设计要求,地下室顶板、底板和墙板需沿纵向设一条后浇带,沿横向设二条后浇带,且后浇带宜在地下室结构施工完毕两个月后浇筑;在设置后浇带的同时一般需考虑地下室防水设计,现考虑卷材防水。
根据此工程设计,其工艺不但复杂,而且施工难度较大,给施工单位提出了较高的要求,尤其表现在具有较大的消缝难度,还容易使得基坑降水的时间增加,进而导致施工成本的增加以及施工工期的延长,以及增加渗水隐患的可能性。
而补偿收缩混凝土就是一种集结构承重以及防水于一体的防水抗裂材料,在超长地下结构的无缝设计和施工中已经有广泛的应用,可以实现设计中纵向后浇带的取消,使得在底板混凝土浇筑时不会产生缝隙,并且可以对墙板和顶板采取间隙浇筑的方式,还取消了底板、墙板以及顶板之外的卷材防水层。
2补偿收缩混凝土在超长地下结构工程中的运用技术方案2.1地下室底板自防水在此工程中地下室底板的尺寸为116×49m,底板厚度为500mm,地梁绝大部分为500×1000mm,框架柱下为1m厚的承台。
在底板上横向进行二条膨胀加强带的设置,而且所采用的材料为HEA膨胀自防水混凝土,其中底板混凝土中掺有8%的高性能膨胀剂,在加强带的比例为12%,宽度为2m。
谈在超大地下室工程中补偿收缩混凝土的应用谈在超大地下室工程中补偿收缩混凝土的应用摘要:超大、超长地下室不设温度缝的做法有多种。
为了保证地下室正常使用不漏水,又节约工程造价,目前较为成熟的技术有采用预应力技术和补偿收缩混凝土技术两类。
在此主要介绍补偿收缩混凝土技术在“东方郡住宅公寓”工程的应用。
并从混凝土结构设计的构造措施、超大地下室施工的具体做法、混凝土配合比的确定以及微膨胀剂的掺入量等几方面进行了深入阐述。
关键词:住宅建筑超大地下室补偿收缩混凝土结构设计高效微膨胀剂1、前言解决超大、超长地下室不设温度缝的结构方案主要有采用预应力技术和补偿收缩混凝土技术两类;当前大多采用后者,即在地下室底板、侧壁的混凝土中掺加高效混凝土微膨胀剂,此种混凝土在水化结硬后产生体积微膨胀。
地下室钢筋混凝土结构由于材料本身的特性存在下列特点:抗拉强度低、韧性差、导热性差,在混凝土干缩或降温变化引起冷缩、结构产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土结构就会产生裂缝。
所以要控制混凝土的裂缝,必需改变混凝土材料的性能,补偿收缩混凝土正是适合该要求的混凝土。
2、超大地下室需解决的问题地下室因混凝土收缩而漏水有两种情况:一是地下室的混凝土底板或外侧墙产生裂缝而漏水。
二是地下室做了温度伸缩缝,由于温度伸缩缝施工处理不好、在施工完成后一年左右的时间,温度伸缩缝拉裂而漏水,或温度伸缩缝中止水材料时间长了老化引起漏水。
从使用安全可靠要求,钢筋混凝土地下室以不设温度伸缩缝为好。
因此需要解决好以下几个问题:(1)大体积混凝土在浇捣时由于水化热升温、又降温引起混凝土收缩应力的问题;(2)控制好大体积混凝土在水化结硬后的干缩值与干缩应力问题;(3)解决正常使用期外界温度变化引起地下室热胀冷缩的应力问题;(4)解决补偿收缩混凝土结构应力计算问题。
还有地基不均匀沉降引起裂缝的问题。
3、设计原理一般控制混凝土裂缝的方法有抗、放、防、施加预应力等几种措施。
现代物业Modern Property Management随着科技的不断进步和发展,城市建设的进程越来越快,超长混凝土结构的应用越来越广泛,而超长混凝土结构在施工过程中的裂缝问题是设计人员和施工人员要考虑的首要问题。
通过专家学者的不断研究和实践,在超长混凝土结构中采用补偿收缩混凝土浇筑而成的膨胀加强带来代替常用的后浇带,可以取得比较好的效果。
一、超长混凝土结构开裂分析通过大量的工程实践发现,引起超长混凝土结构开裂的原因很多,超长结构中钢筋和混凝土各部分之间的约束,而超长混凝土结构的长度一般超过国家规范规定允许不设缝的最大长度,而混凝土结构中由于混凝土硬化过程中产生的收缩和温度作用产生的拉应力超过混凝土抗拉强度时,就会导致混凝土开裂。
通过建筑工程师和学者的大量研究总结,超长混凝土结构要在全长都不设伸缩缝,必须通过一定的抗裂措施来保障结构的正常使用功能,目前通用的裂缝控制措施主要有王铁梦教授提出的“抗”、“防”、“放”以及两者结合的办法。
在超长混凝土结构中利用补偿收缩混凝土来设置的膨胀加强带属于“抗”,而在补偿收缩混凝土材料中选用水化热低的水泥则属于“防”,设置后浇带或膨胀加强带属于“放”,同时使用补偿收缩混凝土、后浇带和膨胀加强带三种措施则是“抗”与“放”的结合。
而对于超长混凝土结构无缝施工,采用补偿收缩混凝土设置膨胀加强带的同时,选用低水化热的水泥加强混凝土的施工操作和养护,则是“抗”“防”“放”三者的有效结合。
在超长混凝土结构中,地下结构及较薄的结构,通常以“抗”为主;而地上结构及厚大构件,通常采用以“放”为主。
二、补偿收缩混凝土的研究为了解决混凝土结构的裂缝问题,我们通常采取用膨胀剂混凝土代替后浇带,来抵消混凝土的收缩或由收缩产生的拉应力。
膨胀混凝土可以分为补偿收缩混凝土和自应力混凝土两类,在这里我们主要考虑采用补偿收缩混凝土来进行研究。
通过对补偿收缩混凝土的研究我们发现,补偿收缩混凝土的自应力值较小,这样可以用来补偿混凝土的收缩,提高混凝土的抗裂性能,这是该混凝土最主要的作用。
补偿收缩混凝土在工程设计中的合理应用文章对补偿收缩混凝土控制裂缝的原理及补偿收缩混凝土配合比的影响因素进行了基本介绍。
在此基础上,文章对补偿收缩混凝土的设计提出了一些建议,供工程设计参考。
标签:膨胀剂;补偿收缩混凝土;限制膨胀率;配合比1 概述在工程建设及建筑材料的使用中,普通混凝土得到了极其广泛的运用,但是,由于普通混凝土的极限延伸率较低,当有干缩、徐变、温度等因素作用时,其容易产生开裂现象,从而使混凝土结构发生渗漏、钢筋发生锈蚀,进而造成结构的使用功能及寿命受到严重的影响。
普通混凝土存在的这一问题在大体积及超长混凝土结构中尤为突出,为解决这一问题,工程中常用的方法包括设置伸缩缝、后浇带以及使用补偿收缩混凝土等。
伸缩缝和后浇带在工程设计时应用比较普遍,而对于补偿收缩混凝土,由于设计深度不够或者后期操作上的不规范,导致混凝土结构构件开裂的事故也偶有发生,这值得我们思考并在工程实践中总结经验、完善项目的设计。
补偿收缩混凝土是由膨胀剂或膨胀水泥配制的自应力为0.2~1.0MPa的混凝土。
目前,我国的补偿收缩混凝土主要用于结构自防水、填充性膨胀混凝土工程、延长建筑物伸缩缝或后浇带间距的连续浇筑的钢筋混凝土工程以及大体积的混凝土工程。
从我国多年来应用补偿收缩混凝土进行各种抗裂防渗工程的建设实践看来,补偿收缩混凝土在总体上具有良好的效果,其是代替普通混凝土的较理想材料。
2 补偿收缩混凝土控制裂缝的原理当受到钢筋或其它约束力的作用时,混凝土的膨胀会受到一定的限制,同时,钢筋又会因为混凝土的膨胀而伸长,在这种条件下,钢筋中会产生一定的拉应力,而混凝土中则会产生相应的压应力(大小约为0.2MPa~1.0MPa),这种压应力能够抵消混凝土开裂的全部或部分拉应力,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,膨胀剂与水、水泥拌合后经水化反应会生成钙矾石晶体,这些晶体会填充混凝土的毛细孔,使其变细、减少甚至消失,从而增强混凝土的致密性,进而大幅度的提高混凝土的抗裂防渗能力,使其耐久性及抵抗侵蚀的性能得到明显的增强。
补偿收缩混凝土应用论文补偿收缩混凝土是一种膨胀混凝土,它是由水泥水化产生体积膨胀,通过膨胀能对限制力作功,产生的限制膨胀抵消混凝土干燥、降温以及荷载等作用引起的限制收缩,一般在所使用的配筋条件下能使混凝土内部建立0.2~0.7Mpa的压应力,主要是对干燥收缩进行补偿。
超长无缝混凝土结构施工的基本原理,通过工程实例介绍了在超长无缝混凝土结构中采用膨胀和加强带替代后浇带的技术要点。
关键词:超长无缝混凝土施工技术1、前言在超长、超宽钢筋混凝土结构施工中,一般每30~40米设一道后浇带,等40~50天后再后浇膨胀混凝土,这种常规后浇带施工,工序繁多,时间跨度长,施工成本高,而且难以保证整体质量,给建筑装饰也带来隐患。
我们在工程施工实践中,利用UEA混凝土补偿收缩的原理,采用膨胀加强带替代后浇带,实现了超长钢筋混凝土的无逢施工,为同类的工程施工提供了可借鉴的经验。
2、基本原理UEA混凝土在硬化过程中产生膨胀作用,在钢筋和邻位约束下,钢筋受拉,而混凝土受压,当钢筋拉应力与混凝土压应力平衡时,则:Ac·σc=As·Es·ε 2设:μ=As/Ac,则σc=μ.Es.ε2 (1)式中σc—混凝土预压应力(Mpa),As—钢筋截面积,μ—配筋率(%),Ac—混凝土截面积,Es—钢筋弹性模量(Mpa),ε2—混凝土的限制膨胀率(%)。
由(1)式可见,σc与ε2成正比例关系,而限制膨胀率ε2随UEA的掺量增加而增加,所以,通过调整UEA的掺量,可使混凝土获得0.2~0.7MPa的预压应力,根据水平法向力σx分布曲线,设想在应力大的地方施加较大的膨胀应力σc,而在两侧施加较小的膨胀应力,全面地补偿结构的收缩应力,控制有序裂缝的出现。
由于钢筋混凝土结构长大化和复杂化,取消后浇带的超长缝混凝土结构施工必须根据结构特点灵活运用,沉降缝不能取消,具有沉降性质的后浇带也不能取消。
UEA加强带的性质是以较大膨胀应力补偿温差收缩应力集中的地方,所以,它可以取消后浇带。
混凝土补偿收缩技术在工程中的应用
补偿收缩混凝土的概念和防开裂原理
根据《补偿收缩混凝土应用技术规程》(JGJ/T 178-2009)中的定义,补偿收缩混凝土是指由膨胀剂或膨胀水泥配制的自应力为0.2~1.0MPa 的混凝土。
按膨胀能大小可以将膨胀混凝土分为补偿收缩混凝土和自应力混凝土两类。
其中,补偿收缩混凝土的自应力值较小,主要用于补偿混凝土收缩和填充灌注。
用于补偿因混凝土收缩产生的拉应力、提高混凝土的抗裂性能和改善变形性质时,其自应力值一般为0.2~0.7MPa,用于后浇带、连续浇筑时预设的膨胀加强带、以及接缝工程填充时,自应力值为0.5~1.0MPa,在这两种情况下使用的膨胀混凝土,由于自应力很小,故在结构设计中一般不考虑自应力的影响。
当可能产生的最大或稳定的干缩小于或等于最大的自由膨胀率时,则混凝土不会出现收缩产生的裂缝。
在补偿收缩混凝土中,当混凝土膨胀时,与混凝土接触的钢筋对混凝土膨胀产生限制作用,在钢筋中产生拉应力,混凝土中则建立预压应力。
补偿收缩混凝土的补偿收缩作用的大小主要取决于混凝土的膨胀能力与钢筋的限制作用,并通过两者的共
同作用达到防止混凝土出现收缩裂缝的问题。
项目背景
某工艺品加工工业园,均为劳动密集型企业,位于某市的郊区。
新建一栋综合展览大楼,二层现浇钢筋混凝土框架结构,长126m、宽81m,建筑面积约为20400㎡。
方案设计时,拟在长和宽方向均设置伸缩缝来考虑施工和使用中的温度应力。
建设单位考虑到设置伸缩缝会出现热桥现象、影响美观及防水施工困难等问题,提议在设计中不宜设置伸缩缝。
设计单位总师办召集相关设计人员技术会审以后提出框架梁及现浇板均采用补偿收缩混凝土,同时在现浇板中设置膨胀加强带等措施,解决因不设后浇带出现混凝土收缩变形而导致的开裂问题。
·原材料要求
本项目的膨胀剂选用粉状低碱钙矾膨胀剂。
该膨胀剂主要用于超长混凝土楼盖、混凝土自防水屋面、地下混凝土自防水等需要防水和补偿收缩的混凝土工程中。
膨胀剂检验应符合《混凝土膨胀剂》(JC 476-2001)的标准并严格把关,确保该产品质量符合设计和规范要求。
本项目水泥选用巢东水泥厂矿渣525#水泥,黄沙采用六安厂的中砂,实测的含泥量为0.8%。
碎石粒径为5mm至40mm,含泥量实测值为0.7%。
·混凝土的配合比及搅拌技术要求
该工程混凝土的配合比由试验站先进行试配,同时测定混凝土的膨胀率。
实测膨胀率为0.0339-0.0391,小于设计的限制膨胀率(为0.036~0.041),符合要求。
C40混凝土(塌落度为50~70mm)的施工配合比:水泥(1)、膨胀剂(0.12)、中砂(10.27)、碎石(2.92)、水(0.42)。
因该施工现场位于郊区,混凝土可利用现场条件进行搅拌。
混凝土垂直运输采用塔式起重机垂直运送至作业面,水平运输则采用小推车运输,膨胀剂由专人负责采用小包装与水泥同时加入。
·膨胀加强带划分及处理要求
本项目纵向和横向长度分别为126m和81m,如果不处理则不符合《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)的相关
规定,又要求不能设置伸缩缝,故垂直纵向和垂直横向分别设2条和1条膨胀加强带,其中垂直纵向和横向的膨胀加强带带宽分别为3m和2m。
垂直纵向的膨胀加强带采用后浇式膨胀加强带(即与常规的后浇带的浇筑方法相同),垂直横向的膨胀加强带采用连续式膨胀加强带(即膨胀加强带部位的混凝土与两侧相邻混凝土同时浇筑)。
膨胀加强带混凝土强度应提高一级,内掺符合配合比的膨胀剂,应在两侧结构变形达到基本稳定时浇筑(一般为结构完工后两个月时),膨胀加强带的加强筋设置要求见结构施工图。
·混凝土的浇筑、养护和检测技术要求
楼面混凝土浇筑前应进行“三检”并对钢筋进行验收,符合要求后才能进行下道工序。
混凝土浇筑时梁板应同时浇筑,本项目采用的浇筑方法是:先将梁根据高度分层浇捣成阶梯型,当达到板底位置时与板的混凝土一起浇捣,随着阶梯型的不断延长,则可连续向前推进,倾倒混凝土的方向应与浇筑方向相反。
当浇筑柱梁及主次梁交叉处的混凝土时,钢筋较密集特别是上部钢筋又粗又多,既要防止混凝土下料困难,又要注意砂浆挡住混凝土下不去,本项目在这一部分混泥土浇筑时改用细石混凝土浇筑。
同时,将振捣棒头改用片式并辅以人工捣固配合,楼面混凝土振捣密实。
浇筑混凝土
时安排了专人观察模板是否下沉与变形、模板密实和漏浆、支撑立杆是否走动等情况。
本项目的补偿收缩混凝土是利用矿物质在水化过程中形成钙矾石,产生合理膨胀,不断填充混凝土中的孔隙,降低孔隙率。
补偿收缩混凝土的养护质量直接影响混凝土的膨胀效果,尤其是早期养护。
本项目早期采用了覆盖旧麻袋浇水养护的方法,七天后则洒水养护至第十四天。
通过建成的实际效果来看,采用的养护方法是合适的,保证了混凝土的养护质量。
在施工过程中要根据规定设置150mm×150mm×150mm的标养及同条件试块,经过有资质的检测机构检测,强度满足要求后根据要求进行板、梁模板的拆除。
结论
本项目通过补偿收缩土技术的应用使整个综合展览大楼避免了设置伸缩缝,一方面解决了热桥、美观问题,提高了混凝土的防水性能,另一方面,由于未设置伸缩缝,减少了结构柱及框架梁的数量,降低了工程造价,减少了处理伸缩缝等细部工作的难度。
通过建成后的观察,该工程整个结
构未发现任何混凝土结构有害裂缝,得到了建设单位和相关部门的好评,在建筑施工技术上也是一个进步。
通过本项目及其他案例的应用,表明混凝土补偿收缩技术在技术性上是可行的、经济性上是合理的,是一项值得推广的技术,具有广阔的市场应用前景。
但在该项技术的应用上,我们还需继续了解其补偿收缩机理,做好前期设计研究及施工过程中的管理和技术服务工作,不断提高应用水平,使该项技术的优势得到充分的发挥,更好的为建设工程增值服务。