浅谈超长结构补偿收缩混凝土应用

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

2016年第1期科技创新与应用建筑科学

补偿收缩混凝土在工程设计中的合理应用

周涛

（山东英才学院，山东济南250104）

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。

如果仅仅只是简单的向普通混凝土中掺加膨胀剂，并不

补偿收缩混凝土应用中的控制措施

【摘 要】由于混凝土裂缝控制是综合性的系统工程，处理必须从设计、施二、材料等方面都要采取相应解决措施。现就目前国内比较成熟的利用膨胀剂配制的补偿收缩混凝土控制裂缝的方法，结合工程实践提出一些措施供参考。

【关键词】补偿；收缩混凝土；应用；控制；措施

自20世纪80年代开始，混凝土膨胀剂在国内的一些工程中得到了使用，对于膨胀剂的认识也在不断的加深中。利用膨胀剂水化产生的化学预应力与机械预应力相结合的需要，能较好地解决大面积和特殊混凝土结构的裂缝问题。进入21世纪以来，国内大面积混凝土梁板结构和高强度混凝土结构采用膨胀技术已有了较大的使用和发展。尽管是这样的，补偿收缩混凝土在各地的使用中还是出现了各种质量问题。由于混凝土裂缝控制是综合性的系统工程，处理必须从设计、施二、材料等方面都要采取相应解决措施。现就目前国内比较成熟的利用膨胀剂配制的补偿收缩混凝土控制裂缝的方法，结合工程实践提出一些措施供参考。

1 混凝土收缩的必然性与裂缝的可控性

控制混凝土结构的裂缝，有许多工程和成功经验的介绍，其中王铁梦教授提出的“抗与放”的技术措施是应用较多有效的实用技术，该技术允许增加变形的能力，以减小收缩应力，“放”其变形。增加允许应力变化的能力，“抗”其变形。在大多数情况下，应用抗放结合理论是建立在混凝土的开裂必然出现的基础上的。

混凝土膨胀剂及应用的实践及发展，为混凝土结构裂缝的控制增加了新的活力。建材研究院游宝坤教授指出：“应该用系统的观点解决混凝土工程裂缝问题”的见解是有独特意义的。

塑性收缩出现在浇筑后终凝之前，这时混凝土泌水减少，表面蒸发的水分不能得到及时的补充，而混凝土尚处在塑性状态，略微受一点拉力表面就会出现分布不规则不均匀的——龟裂。产生裂缝以后混凝土表面及体内水分蒸发进一步加快，于是裂缝迅速发展扩大，混凝土由于环境温差收缩也容易引起开裂。当温度上升时混凝土的弹性模量还很小，只有一小部分热膨胀转化成压应力，而这个时期混凝土还有很大的松弛应力使压应力减小。

补偿收缩混凝土的开发应用

1980年以前，我国补偿收缩砼主要以膨胀水泥作为胶凝材料。1980年以后，则以砼膨胀剂为主，其原因是膨胀剂使用灵活方便，价格较低，可调节膨胀剂的掺量获得不同膨胀系数的补偿收缩砼。然而，工程界对这个材料有个认识过程。据统计，在1980~1988年间，膨胀剂的年销量约3000~5000吨。1988年以作者为首研制成功UEA膨胀剂，狠抓了UEA生产与技术的研究，带动了我国膨胀剂的开发应用，1989年销量突破万吨大关，1990年为1.8 万吨，1992年为5.5万吨，1993年为12万吨，1994年为18万吨，1995年为25万吨。16年来累计销售量达80万吨，折合补偿收缩砼达3500万m3，其中UEA膨胀剂占全国总销量的80%，成功地应用于上千个大中型抗裂防渗工程。可以说，我国膨胀剂年销量局世界第一，比首先开发膨胀剂的日本多5倍。

今年来，我国补偿收缩砼的应用之所以迅速发展，其主要原因是中国建筑材料科学研究院与个大设计、科研和施工单位的工程技术人员进行合作，大抓应用技术，敢于在工程中实践，进而总结推广。现简介这些应用技术成果如下：

（1） 结构自防水技术

钢筋砼结构既能承重又能防水，称之为结构自防水。

在1980年以前，结构防水原理都是通过某种手段去减少砼的空隙和毛细孔缝，以提高砼的抗渗性能。然而，工程实践表明，这些防水技术往往得不到令人满意的效果。这是由于人们忽视了水泥砼收缩的致命弱点。尽管砼很密实，但砼干缩和冷缩会使结构产生裂缝，从而破坏了结构的整体防水功能。

UEA膨胀剂，以10~12%内掺（替代水泥率）水泥中可拌成补偿收缩砼。通过大量的试验表明，它具有良好的抗裂性，抗渗标号大于S30，对强度无影响，后期强度增长率高于不掺UEA的砼强度，对钢筋无腐蚀，对水质无影响。它是一种优质的抗裂防渗新材料，为结构自防水砼较理想的特种外加剂。

UEA补偿收缩砼首用于亚运工程的奥体中心田径场和曲棍球场看台、游泳管、体博管地下室、康乐宫游戏乐园获得大面积成功。随后在天津第一中心医院、大连港指挥中心、青岛王朝大酒店等高层建筑的地下室，取消外防水卷材，靠砼自防水获得成功。现在，UEA砼已在数千座高层建筑地下室、水厂和电厂的水工结构、地铁和隧道等防水结构中应用。大部分是自防水，对于特别重要的建筑物，如北京西客站首都国际机场新航站楼则采取UEA砼与卷材两道防水措施，起到双保险作用。我们认为，不论何种情况，结构自防水是根本，防裂比抗渗更重要，要防裂就要补偿砼的收缩，要补偿砼收缩最好的途径就是加入膨胀剂。经过上千个防水工程实践和专家考察论证，1992年建设部施工管理司把《UEA补偿收缩砼防水工法》列入国家级工法（YJGF22-92）。这是我国结构自防水技术的重大突破，已在全国推广。