膨胀混凝土在大体积抗渗混凝土结构施工中的应用

施工技术
238 2015年15期
膨胀混凝土在大体积抗渗混凝土结构施工中的应用
汲生军
山东港湾建设集团有限公司, 山东 日照 276800

摘要：膨胀混凝土是在混凝土强度增长的过程中产生体积膨胀,在混凝土内部产生压应力和压应变,补偿混凝土凝结硬化过程
中产生的各种收缩变形,抵消相应产生的拉应力,有效地提高混凝土结构的抗裂性。同时，由于混凝土硬化收缩以及产生的膨
胀变形均发生在混凝土养护的早期阶段,此时混凝土尚处在塑性状态,故大量空隙易于被压缩密实，使空隙进一步减少,密实性
显著提高，从而使混凝土具有较好的抗渗透性能。膨胀混凝土是通过在普通的混凝土中添加一定的膨胀剂，来实现。鉴于此，
对膨胀混凝土在大体积抗渗混凝土结构施工中的应用进行了分析探讨，仅供参考。
关键词：大体积混凝土结构；抗渗混凝土；膨胀混凝土
中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)15-0238-02

1 工程概况
日照市淄博路综合工程工期为2013年9月至2014年10
月，为淄博路地下联络管理层综合管廊合建工程，工程范围
包括威海路地下人行通道与文登路地下人行通道，综合管廊
位于地下联络通道的南侧，地下人行通道位于地下联络通道
的下方，均与地下联络通道合建。工程地点位于日照市淄博
路的烟台路—青岛路段的下方，起点位于烟台路口，起点桩
号DK0+090，终点位于青岛路口，终点桩号DK1+542.200，
全长1452.200m，本工程在威海路和文登路设，与地面联通
的匝道，匝道与主线交汇的桩号分别为DK0+686.979和
K1+211.965，威海路匝道另设与淄博路地下车库及商业空间联通的通道。本工程工期1年，混凝土总方量约15万方，混凝土底板厚度为900~1500mm，混凝土设计强度为C35P8，为大体积抗渗混凝土。为更好的释放大体积混凝土水化过程中在内部产生的大量水化热，本工程采用分层分段浇筑的方法，每30米为一段。 2 混凝土的原材料及配合比 水泥在水化时会释放大量的热，大体积混凝土由于热量聚集在混凝土内部不能被很快的释放出来，当混凝土内外温差产生的约束应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土将会开裂。本工程采用膨胀混凝土进行施工能够有效的提高混凝土的抗裂抗渗性能，保证建筑工程的施工质量。在施工的应用中，应当注意到膨胀混凝土与普通混凝土是存在一定差异的，因而在混凝土配合比设计、配制、搅拌、浇筑、养护等各个施工环节都应当加强管理，保证膨胀混凝土的施工质量。在配合比设计上考虑大量掺加粉煤灰、矿粉，同时加入膨胀剂和聚羧酸高性能减水剂，使混凝土胶凝材料用量、混凝土的用水量大大降低，使混凝土在凝结硬化时有效降低水化热的产生，从而减少混凝土在硬化收缩时产生的各种裂缝，提高混凝土的抗渗抗裂性能。 2.1 原材料选择 表1 日照中联港口P﹒O42.5水泥品质试验结果 标准稠度（%） 安定性 凝结时间 抗折强度（Mpa） 抗压强度（Mpa） 初凝 终凝 3d 28d 3d 28d 27.6 合格 206min 287min 5.9 8.7 28.4 48.4 表2 日照净宇Ⅰ级 粉煤灰品质试验结果 含水量（%） 细度（%） 需水量比（%） 三氧化硫（%） 烧失量（%） 0.2 6.2 89 0.5 1.9 表3 山东联盛S95级矿粉品质试验结果 含水量（%） 密度（g/cm3） 比表面积（m2/kg） 三氧化硫 （%） 28d活性指数（%） 流动度比（%） 烧失

量
（%
）
0.2 2.86 402 0.5 102 100 1.8
表4 日照市将帅沟河砂品质试验结果
细度模数 表观密度（kg/m3） 总含泥量（%） 氯离子含
量（%）
泥块含量（%）

3.1 2630 2.4 0.0002 0.3
表5 日照市南湖碎石品质试验结果
粒径（mm） 含泥量（%） 针片状颗粒含（%） 空隙率（%） 压碎指标（%） 泥块含
量（%）
5-31.5 0.8 8.7 45 9.6 0.2
表6 日照环海膨胀剂品质试验结果
限制膨胀率（%） 抗压强度（MPa） 抗折强度（MPa）
水中7d 空气中
21d
7d 28d 7d 28d

0.038 -0.018 38.4 53.1 7.3 9.0
中国科技期刊数据库 工业C
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表7 青岛鑫盛高性能减水剂品质试验结果

固体含量 （%） 减水率 （%） 泌水率 （%） 初凝凝结时间差（min） 终凝凝结时间差（min） 7d抗压
强度比
（%）

28d抗
压强度比（%） 9.58 22 75 ﹢45 ﹢55 139 128 表8 C35P8混凝土配合比 材料 水泥 矿粉 粉煤灰 膨胀剂 砂 碎石 水 外加剂 每m3混凝土材料用量（kg） 210 115 85 21 600 1000 180 8.2 3 混凝土的质量控制 （1）严把原材料关。原材料进场按标准要求进行取样复验，检验合格后方可用于生产。合理选用膨胀剂，了解其化学组成，控制好掺量。膨胀剂选用后采用等量取代胶凝材料的方法来确定膨胀剂的掺量。膨胀剂计量应准确，称量误差不易超过1%。 （2）为确保膨胀混凝土搅拌均匀，在搅拌时膨胀混凝土要比普通混凝土搅拌时间延长30s。 （3）根据气温情况选择合适的减水剂，暑期施工宜采用缓凝型减水剂，冬季施工应选择防冻剂。 注意外加剂进厂必须逐车检验其与水泥的适应性，同时要控制好减水剂的减水率，以防混凝土出现坍落度损失过快或者混凝土泌水、离析等现象。 （4）加强混凝土出厂坍落度控制，混凝土出厂坍落度控制在150~180mm，同时根据运距控制好混凝土的落度损失，确保混凝土到场后满足合同及施工要求。 （5）合理调度，在满足泵送的前提下，现场混凝土搅拌车不宜过多。防止混凝土坍落度损失而影响泵送 4 混凝土的施工及养护 4.1 编制合理的混凝土的施工及养护方案 施工方案应附大体积混凝土的浇筑路线图、分层浇筑图、测温点布置图。考虑大体积混凝土的温差梯度，明确混凝土养护措施、方法及降温方式。应注意膨胀混凝土在大体积结构中使用，其养护时间要适当延长，养护时间不少于14天。
4.2 制定混凝土的温度控制与监测措施
大体积混凝土的温度控制首先应考虑混凝土拌制时集料温
度控制措施，混凝土用水的温度控制措施，必要时可以往水
中加冰块降温。再就是考虑混凝土拌制温度控制措施，泵送
过程中的温度控制措施，养护阶段温度控制措施，测温安排，
测温方式及测温点布置情况、要求，读测温度周期安排等措
施。
4.3 制定应急处理预案
为确保混凝土质量此工程为采取分层分段的施工方法，
30m为一段。为确保混凝的连续浇筑，在浇筑前应先预见可
能发生的风险，并针对各种风险特点采取相应应急处理措
施，使混凝土不会因供应不及时而出现冷缝。
5 结语
根据工程实际，我们通过对膨胀混凝土原材料的严格把
关，对配合比的精心设计，对生产、运输、浇筑、养护等各
环节严格的质量控制,使混凝土实体结构取得了较好的抗渗
效果。通过对混凝土中心、表面温度和气温的测量，并采取
可行的调节手段，控制混凝土中心温度和表面温度的温差以
及混凝土表面温差和大气温度的温差未超过规范规定的
25℃，加上膨胀剂的微膨胀作用较好的控制了混凝土裂缝的
出现，满足了膨胀混凝土在大体积抗渗结构施工及质量要
求。
表9 混凝土抗渗性能检验报告

强
度等级 养护条件 龄期（d） 检验
项目
1 2 3 4 5 6

C35S8 标准养护 28 渗水压力（MPa） 0
.
9

0.9 0.9 0.9 0.9 0.

9

参考文献
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[2]曹会萍. 大体积混凝土无缝施工技术[J]. 石油化工建设,
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[3]刘国平. 论大体积混凝土结构裂缝产生与防治[J]. 中国
房地产业：理论版, 2012（2）：299.