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補償收縮混凝土范文第1篇

關鍵詞：補償收縮混凝土；超長混凝土結構；無縫施工

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.088

1 引言

通過建筑學者的研究和工程師對大量混凝土工程的工程實踐，結合混凝土結構的材料性能，在鋼筋混凝土結構中，裂縫問題是不可避免的。而混凝土結構構件中出現的裂縫在一定的范圍內也是可以接受的，只要采取有效的措施來控制裂縫的的危害。鋼筋混凝土規范也明確規定[1]：在不同環境條件下，允許鋼筋混凝土結構存在一定寬度的裂縫。引起鋼筋混凝土結構出現裂縫的原因很復雜，是由設計、施工、材料、環境及管理等眾多因素相互影響的綜合性問題，控制裂縫的產生要采取綜合的辦法，從設計方面、材料方面、施工方面的措施等綜合研究，相互配合，從而采取有效的措施來控制裂縫的產生，使鋼筋混凝土結構在使用過程中盡可能的不出現裂縫，或裂縫的數量和寬度在規范允許的范圍內，避免有害裂縫的產生，確保工程質量。

隨著城鎮化建設的加速，超長混凝土結構在現代工程建設中的應用越來越廣泛，平面尺寸超長，寬度超寬，面積超大的建筑迅速出現，特別是一些大城市隨著交通問題和停車問題的日趨嚴重，地鐵的建設和地下停車場的建設逐漸增多，超長混凝土地下結構對裂縫的控制更加嚴格。超長混凝土結構為了防止裂縫的產生，更好的適用于地下建筑，一般采取不設縫或少設縫的無縫施工技術措施。在超長混凝土結構應用方面我國已經有大量的工程實踐案例，中國建筑材料科學研究院發明的《超長鋼筋混凝土結構無縫設計與施工方法》（專利號931171126）提出了用補償收縮混凝土代替后澆帶的無縫施工技術。

用補償收縮混凝土代替后澆帶的無縫施工技術設計思路是“抗放兼施，以抗為主”，通過補償收縮混凝土中的膨脹劑產生的膨脹作用，使得混凝土受到鋼筋和鄰位外界的約束，產生一定的預壓應力，該預應力可以抵消由于混凝土收縮產生的拉應力，防止混凝土構件產生裂縫。“無縫”只是相對的，是指結構的少縫或無縫，如鋼筋混凝土構件設置的后澆帶。

2 補償收縮混凝土膨脹加強帶

通過對超長鋼筋混凝土結構無縫施工技術的研究我們發現在眾多超長混凝土結構施工方式中采取無縫施工技術是最為廣泛的一種方法，無縫施工技術采取的是用摻加適量膨脹劑的混凝土膨脹加強帶代替后澆帶，來達到預防混凝土開裂的目的。膨脹加強帶是指通過在鋼筋混凝土結構預設的后澆帶部位澆筑由膨脹劑或膨脹水泥拌制的補償收縮混凝土，來達到延長構件連續澆筑長度，防止混凝土構件出現裂縫。通過國內外學者的大量研究和試驗，補償收縮混凝土能夠避免或者大大減少混凝土構件的開裂，并具有良好抗滲性能的特點。摻加在補償收縮混凝土中的混凝土膨脹劑是在膨脹水泥的基礎上發展而來的一種混凝土外加劑，在施工現場中直接摻加在硅酸鹽水泥中即可拌制成膨脹混凝土。補償收縮混凝土在膨脹加強帶中的使用重點要注意其膨脹劑的摻量和限制膨脹率，在實踐工程中，超長混凝土結構設計人員和施工人員通過大量試驗并結合具體工程來配制補償收縮混凝土。

2.1 混凝土膨脹劑

混凝土膨脹劑在超長混凝土結構中的使用起到了至關重要的作用，混凝土膨脹劑的類型較多，我國使用比較廣泛。混凝土膨脹劑按化學成分可以分為五類：氧化鈣類、硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣-氧化鈣類、氧化鎂類、氧化鐵類。國內外絕大多數生產硫鋁酸鈣類膨脹劑，它以8%～12%摻入水泥中（等量取代水泥），形成鈣礬石（C3A?3CaSO4?32H2O）膨脹結晶。我國主要生產和使用的也是硫鋁酸鈣類膨脹劑。該膨脹劑在摻加過程中它等量取代水泥進行混凝土的攪拌，一般情況下的摻量以8%～12%摻入水泥中，形成鈣礬石膨脹結晶。通過與水泥其他成分反應，而生產鈣礬石晶體，鈣礬石的最大特點是會產生體積膨脹。該膨脹會全部抵消或部分抵消混凝土硬化過程中的收縮，同時混凝土膨脹受到鋼筋的約束，對鋼筋產生拉應力，在混凝土中產生壓應力，相當于預應力混凝土的特性，可以很好的防止鋼筋混凝土構件的開裂。

將膨脹劑按內摻法（替代等量膠凝材料）摻入混凝土或水泥砂漿中，由膨脹能建立起的預壓應力可大致抵消混凝土在硬化過程中產生的收縮拉應力，使混凝土趨于致密及不裂或少裂，達到防滲漏目的。

2.2 補償收縮混凝土

補償收縮混凝土是指在施工現場摻加了各種膨脹劑拌制的混凝土，通過在混凝土水化過程中膨脹劑發生膨脹來抵抗混凝土的收縮，達到防止混凝土開裂的目的。用來補償混凝土的收縮而拌制的補償收縮混凝土的自應力值較小，其自應力值大小一般有兩種情況：一用于補償因混凝土收縮產生的拉應力時，為0.2～0.7MPa；二用于后澆帶、膨脹加強帶和接縫工程的填充時，為0.5～1.0MPa。在這兩種情況下使用的補償收縮混凝土混凝土，由于自應力很小，故在結構設計中一般不考慮自應力的影響。為了使得補償收縮混凝土發揮補償收縮的性能，在膨脹劑的選擇上和膨脹劑的摻加量上要根據工程結構特點和膨脹劑的相應標準規范來綜合考慮，同時也要根據具體工程來確定混凝土的限制膨脹率，確保補償收縮混凝土的補償收縮性能，保證工程質量。

補償收縮混凝土對于提高能混凝土構件的防水抗滲性能，應用非常廣泛，一般情況下宜用于混凝土結構自防水工程，混凝土結構接縫的填充，采取連續施工的超長混凝土結構，和易產生裂縫的大體積混凝土結構等工程中。

補償收縮混凝土的質量除應符合現行國家標準《混凝土質量控制標準》GB50164的規定外，還應符合設計所要求的混凝土的強度等級要求、以及滿足膨脹要求的限制膨脹率、膨脹劑的摻量的要求，和符合結構使用要求的抗滲等級和耐久性等技術指標。

3 補償收縮混凝土在超長結構中的應用

3.1 超長混凝土結構無縫施工的意義

超長混凝土無縫施工技術是在混凝土中摻加一定量的膨脹劑補償收縮混凝土作為結構材料，通過其在水硬化過程中產生膨脹作用，該膨脹由于受到結構鋼筋等的約束，而產生一定的預壓應力，來抵抗混凝土由于溫度和收縮變形產生的拉應力，防止混凝土結構的收縮裂縫或把裂縫控制在無害裂縫的范圍內。其特點是

（1）以“膨脹加強帶”而取消后澆帶與伸縮縫，補償收縮混凝土能連續澆筑施工，提高混凝土結構的整體性，對有整體防水要求的地下混凝土結構，提高了其防水性能。

（2）后澆帶一般需經過42d以后才能進行混凝土澆筑，采用補償收縮混凝土無縫施工技術，減少了施工中對后澆帶的處理這一繁瑣的施工環節，減化了施工程序，加快模板周轉，縮短了建設工期，降低了工程造價。

（3）通過大量的實踐研究，采用補償收縮混凝土膨脹加強帶，

（下轉第113頁）

（上接第104頁）

可以很好的防止混凝土結構的溫度裂縫和收縮裂縫，增強了混凝土結構的耐久性和使用年限。

3.2 超長混凝土結構無縫施工應用

超長混凝土無縫施工技術是用膨脹加強帶代替后澆帶，預防混凝土的開裂。在廣大建筑學者的共同努力和施工技術人員的不斷探索中，無縫施工技術越來越多的成功應用到各建筑工程中。無縫施工技術的成功使用可以有效地避免按結構設計規范設置的伸縮縫，提高超長混凝土結構的整體性、耐久性、防水防滲性及抗震性，同時也可以縮短工期，降低工程造價。

國內對超長混凝土結構的分析研究從王鐵夢在20世紀50年代提出了有條件取消伸縮縫，以及“抗放兼施，以抗為主”的設計原則，到吳中偉、游寶坤等研制了一系列混凝土膨脹劑，成功的應用到工程實際，并取得了良好的效果。這一階段超長混凝土結構無縫施工技術的施工，主要依靠對混凝土材料和施工技術的研究分析，采取一定的措施進行控制。隨著計算機技術的發展，超長混凝土結構收縮模型的建立，大型結構有限元程序的應用，超長混凝土結構在收縮和溫度作用下的受力特點的分析計算，設計者可以有的放矢的進行結構設計和配筋。從而使超長混凝土結構的使用更加廣泛。

海南省政府辦公大樓為超長混凝土結構，主體結構軸線總長度158m、總寬度38m，地下室底板軸線總長度158m、總寬度41m，地下建筑面積5866m2，在施工過程中采取總長度方向上無縫施工和預應力混凝土技術，有效地控制了裂縫的產生。

合肥“新地中心”建筑面積約70萬m2，地下室單層面積約6萬m2，長278m，寬213m，整個地下室采用補償收縮混凝土無縫施工技術，不設置永久伸縮縫。在超長地下室設計過程中，考慮大體積混凝土水化熱的影響，降低地下室地板和外墻厚度；在施工過程中，綜合考慮混凝土原材料、環境溫差及膨脹劑的所產生的收縮變形、溫度變形和徐變的影響，計算分析了膨脹加強帶的設置間距和限制膨脹率的取值。通過合理的設置膨脹加強帶，結合有效的結構措施和施工措施，成功的實現了該超長地下室的無縫設計。

4 小結

通過大量工程實踐，補償收縮混凝土在超長混凝土結構的有效使用，超長構件不設置施工縫，提高了混凝土結構的整體性和耐久性，縮短了建設工期，降低了工程造價。在施工過程中應根據規范要求來配置補償收縮混凝土，強化施工環節，保證超長混凝土結構施工質量。

參考文獻：

補償收縮混凝土范文第2篇

【關鍵詞】補償；收縮混凝土；應用；控制；措施

自20世紀80年代開始，混凝土膨脹劑在國內的一些工程中得到了使用，對于膨脹劑的認識也在不斷的加深中。利用膨脹劑水化產生的化學預應力與機械預應力相結合的需要，能較好地解決大面積和特殊混凝土結構的裂縫問題。進入21世紀以來，國內大面積混凝土梁板結構和高強度混凝土結構采用膨脹技術已有了較大的使用和發展。盡管是這樣的，補償收縮混凝土在各地的使用中還是出現了各種質量問題。由于混凝土裂縫控制是綜合性的系統工程，處理必須從設計、施二、材料等方面都要采取相應解決措施。現就目前國內比較成熟的利用膨脹劑配制的補償收縮混凝土控制裂縫的方法，結合工程實踐提出一些措施供參考。

1 混凝土收縮的必然性與裂縫的可控性

控制混凝土結構的裂縫，有許多工程和成功經驗的介紹，其中王鐵夢教授提出的“抗與放”的技術措施是應用較多有效的實用技術，該技術允許增加變形的能力，以減小收縮應力，“放”其變形。增加允許應力變化的能力，“抗”其變形。在大多數情況下，應用抗放結合理論是建立在混凝土的開裂必然出現的基礎上的。

混凝土膨脹劑及應用的實踐及發展，為混凝土結構裂縫的控制增加了新的活力。建材研究院游寶坤教授指出：“應該用系統的觀點解決混凝土工程裂縫問題”的見解是有獨特意義的。

塑性收縮出現在澆筑后終凝之前，這時混凝土泌水減少，表面蒸發的水分不能得到及時的補充，而混凝土尚處在塑性狀態，略微受一點拉力表面就會出現分布不規則不均勻的――龜裂。產生裂縫以后混凝土表面及體內水分蒸發進一步加快，于是裂縫迅速發展擴大，混凝土由于環境溫差收縮也容易引起開裂。當溫度上升時混凝土的彈性模量還很小，只有一小部分熱膨脹轉化成壓應力，而這個時期混凝土還有很大的松弛應力使壓應力減小。

干燥收縮最容易體現到，水泥加水凝結后，水分消耗蒸發后，形成孔隙。研究表明：這部分絕對體積大約占混凝土總量的8％左右，如混凝土單位用量350ks／m3，則形成孔隙體積約25L／m3之火。而混凝土的自收縮與干燥收縮一樣，是由于水分的遷移引起的。但它不是由于水分向外界蒸發散失，而是因為水泥水化時消耗水分造成凝膠孔內水分的減少。產生其自身的干燥作用，混凝土內部的濕度相對降低，體積則減小。

混凝土構造進入使用期間，上述幾種收縮變形巳基本完成。混凝土結構的變形還是要受到環境溫度和濕度的影響，主要構造鋼筋和混凝土后期的強度來抵抗結構的脹縮變形。同時混凝土的收縮與膠凝材料的物理化學反應和環境的溫度濕度有關，有階段性和疊加的效應。

2 摻合料對補償混凝土的影響

在混凝土中摻入適量的外摻合料，可顯著的改善混凝土的和易性，降低混凝土的內部水化熱，控制混凝土的溫差效應。就目前使用最廣泛的粉煤灰而言，盡管在混凝土中有很多的優越性能，但對于補償收縮混凝土來說，粉煤灰會降低膨脹率，隨著粉煤灰摻量的增加，膨脹率降低的幅度也會增大。

粉煤灰本身是沒有活性的，其活性的激發需要消耗水泥水化過程中產生的Ca(OH)2。這可以降低混凝土中的堿度，對抗蝕和抗碳化蝕有利。然而在補償收縮混凝土中，有利的同時也產生了弊端。目前大多數膨脹劑是硫鋁酸鈣類，膨脹劑產生膨脹的原因在于形成鈣礬石晶體，填充、堵塞混凝土中的空隙，進而產生膨脹。

3 切實重視加強對膨脹混凝土的養護

補償收縮混凝土養護的重要性是不容置疑的。從以上的水化熱反應式中就可直觀了解到膨脹劑的膨脹性能發揮需要大量的水。對于水平構件的養護，無論是澆水、覆蓋還是蓄水養護都能達到較好的效果，養護方法已得到普遍的采用和認可。但對于豎向如墻體或梁柱側面，何時拆模并用什么樣的方式養護，多年來一直有些爭論。但爭論的意見主要是：(1)澆筑后1d松開模板，從頂端澆淋水，4～5d后再拆模，拆除模板后再養護至14d。此種觀點認為如果1～2d拆模，這時混凝土的水化熱溫度開始上升，拆模后造成大的散熱面，加劇內外溫差。因此在4～5d后混凝土高溫已過拆模養護合適。(2)模板置留時間不得低于7d，7d后養護至14d。此觀點為：采用這種養護方法，既能減少混凝土本身水分散失，又能保證混凝土在早期處于一個相對比較穩定的溫度。避免了風和太陽暴曬等外界因素影響。(3)模校48h后拆除，淋水養護14d。此種意見認為：在混凝土溫升最高前拆除模板，淋水養護既能保證膨脹劑水化所需水分，又能降低混凝土中心最高溫度，減弱溫度應力。

以上幾種養護方式都選擇避開混凝土水化溫度的最高時期(3～4d)，這是正確的，避免在混凝土內外溫差最大時期拆模。經過大量工程實踐，筆者還發現意見(1)理論上最可行，但施工中很難做到，模板緊貼墻體，以上面淋水難以滲透進去。

在北方冬季，如果過早拆模，內外溫差較大，澆水又可能導致混凝土遭受凍害，因此需要對混凝土保溫養護，即可按意見(2)進行養護。雖然這樣做會因水分不足導致膨脹效果降低，但由于冬季混凝土水分蒸發量少，冷縮也小，與高溫季節相比，所需要的膨脹也較小。

夏季或南方氣候，混凝土及空氣溫度都高，水分蒸發加快，若不及時澆水及散熱，不但膨脹劑因缺水無法發揮膨脹效果，混凝土在干縮、自收縮和隨后的冷縮作用下，必然會出現開裂。在許多工程也曾經多次見過，摻有膨脹劑的地下墻體或鋼筋混凝土水池拆模后就已看到大量裂縫的現實。因此，在夏天混凝土需在升溫峰值前拆模，然后淋水養護，既保證提供充足的補充用水，這層水膜能以穩定的速度及時散熱，降低混凝土整體溫度，同時也阻擋了陽光、風對表面水分的影響。上述意見(3)的養護方法較好。

結語

綜上所述，混凝土結構的裂縫是諸多因素導致的，在各種嘗試防裂的措施中，膨脹劑及鋼筋混凝土超長無縫設計控制裂縫的技術，通過在許多工程實踐應用中，證明是行之有效的。但在具體采用中還是存在許多問題，以上從混凝土的收縮、摻合料、強度、養護幾方面結合工程實踐應用探討了膨脹劑的具體問題，期望提高補償收縮混凝土的應用水平，促進混凝土膨脹劑行業有新的更好的發展。

參考文獻

補償收縮混凝土范文第3篇

關鍵詞：混凝土；膨脹劑；收縮混凝土；

Abstract: ordinary concrete is a very useful building materials, because of its lower limit elongation, in under the action of dry shrinkage, creep, temperature, etc is easy cause craze, leading to concrete engineering, reinforcement corrosion, leakage, affect the use function and service life. Think in terms of the raw materials of concrete, the reasonable use of expansive agent is one of the key to solve the problem. This article describes the concrete expansion agent, this paper analyzes the compensation shrinkage concrete expansion agent preparation and use of the limit, and puts forward appropriate right problems that should be paid attention to the use of concrete expansion agent and shrinkage of concrete cracks in the solution of the problem, for the design, construction and concrete mixing plant technical staff reference.

Key words: reinforced concrete; Expansive agent; Shrinkage of concrete;

中圖分類號：TU528.042文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)

一、混凝土膨脹劑

（一）混凝土膨脹劑及其分類

膨脹劑是在砂漿和混凝土中能通過化學反應產生膨脹的外加劑。混凝土膨脹劑的主要功能是補償混凝土硬化過程中產生的干縮和冷縮。混凝土膨脹劑有以下類型：

1、硫鋁酸鈣類

與水和水泥通過水化反應而生成的鈣礬石混凝土膨脹劑。如明礬石膨脹劑，PPT、UEA、FS、AEA等。

2、氧化鈣類

與水和水泥通過水化反應而生成的氫氧化鈣混凝土膨脹劑。如石灰膨脹劑。

3、硫鋁酸鈣-氧化鈣類

與水和水泥通過水化反應而生成的鈣礬石和氫氧化鈣的混凝土膨脹劑。如CEA。

（二）混凝土膨脹劑作用原理

在自由條件下，將膨脹劑摻入混凝土中，使其與水泥產生水化反應，能產生一定量的膨脹。在限制條件下，使膨脹能力轉變為壓應力，相當于提高混凝土的抗拉強度，改善了內部應力狀態，從而推遲收縮的產生，較好地防止和減少收縮裂縫的出現。

（三）混凝土膨脹劑的適用范圍

1、補償收縮混凝土：地下、水中、海中、隧道等構筑物，大體積混凝土（除大壩外），配筋路面合板、屋面與浴室廁所防水、構建補強、滲漏修補、預應力鋼筋混凝土、回填槽等。

2、填充用膨脹混凝土：結構后澆縫、隧道堵頭、鋼筋與隧道之間的填充等。

3、填充用膨脹砂漿：機械設備的底座灌漿、地腳螺旋的固定、梁柱接頭、構建補強、加固。

4、自應力混凝土：僅用于常溫下使用的自應力鋼筋混凝土壓力管。

5、混凝土膨脹劑的適用還應特別注意：

含硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣－氧化鈣類膨脹劑配制的膨脹混凝土（砂漿）不得用于長期環境溫度為80℃以上的工程。 含氧化鈣類膨脹劑配制的膨脹混凝土（砂漿）不得用于海水或有侵蝕性水的工程。

摻膨脹劑的混凝土只適用于鋼筋混凝土工程和填充性混凝土工程。摻膨脹劑的大體積混凝土，其內部最高溫度控制應參照有關規范，混凝土內外溫差宜小于25℃。摻膨脹劑的補償收縮混凝土剛性屋面宜用于南方地區，其設計、施工應按GB50207《屋面工程質量驗收規范》進行。

二、膨脹劑的補償收縮混凝土的配制和使用限制

膨脹劑的補償收縮混凝土的配制和使用受許多內在與外在條件的限制，如果不能滿足使它發生作用的前提條件，就不能很好的發揮其作用。一般情況下的條件有：(1)約束條件(2)混凝土膨脹率(3)施工條件和技術(4)外加劑的種類和性質(5)水泥和粗細骨料的情況等等。就混凝土本身的一些化學反應過程而言，一直存有一些無法解釋或一些混凝土專家各有各的理論的情況。如有一方面或是幾方面考慮不周，都有可能導致開裂或是滲漏。

1、混凝土的約束分為內部和外部約束,內部主要指混凝土內部變形受到內部鋼筋的限制力；外部指混凝土的變形受到外部的模板、相鄰部位或構件的阻擋與限制，以及各種情況產生和內應力和外應力。在混凝土膨脹劑符合要求的情況下，如果約束力過小，而膨脹率過大會產生變形增大，使混凝土結構疏松、強度降低，最終可能會引起開裂；所以相對而言混凝土膨脹率也不能太大。如果約束過大而混凝土膨脹率過小，則最終膨脹不足以補償干燥、冷縮、碳化等原因造成的收縮，同樣也有可能出現開裂現象。

2、由于我們使用的水泥品種不同大多摻入混合材，活性不盡相同，膨脹劑摻入后水泥的膨脹率也不相同，其摻量應根據實際水泥的情況來試配決定，而不能一味的按照廠家的說明統一摻入8%或是12%。一般膨脹劑應用在混凝土中，都會與減水劑一起摻合使用，我們必須要考慮到減水劑與水泥是否適應，所以在使用前一定要根據設計中的混凝土膨脹率要求、混凝土的施工坍落度要求進行試配，并測定混凝土的限制膨脹率，確定合理的膨脹劑摻量值、減水劑的摻量和品種。當然如果實際膨脹劑的膨脹率不夠、減水劑的減水率不能滿足要求，在試驗室就很難配出合適的配比更不要說在施工現場了。

3、膨脹混凝土在正常工作中，是在有內部和外部約束限制條件下使用的，除設計中應符合《混凝土結構設計規范》規定，在墻體易出現收縮裂縫部位，其水平構造的配筋率宜大于0.4%,水平間距宜小于150mm, 墻體的中部或頂端的300-400mm范圍內水平筋間距宜為50-100mm。墻體與柱子連接部位宜插入長度￠8-10mm、1500-2000mm的加強鋼筋，插入柱子200-300mm，插入邊墻1200-1600mm，其配筋率應提高到10%-12%。結構開口部位和變形出入口部位應增加配筋。施工中要注意養護，不要為了施工方便加大用水量，更不要趕進度未等混凝土強度穩定就進行拆模，至使混凝土早期因應力集中出現細小裂縫，成為潛在的危害。

4、前面提過膨脹劑和減水劑的選擇的重要性，膨脹劑品種很多，目前市場上用的最多的是鈣釩系列膨脹劑。實際工程存在很多問題，首先在膨脹劑的摻量上，配比報告中雖然明確了用量，但一些單位為節約成本原要摻11%，實際配比中摻6%或7%；甚至有的單位使用質量差的品種或偽劣產品，這樣不光是混凝土膨脹率打折扣的問題，一定程度上這種配比或是材料就變得沒有任何意義了。在現場取樣時，我們見到了一個非常嚴重的問題，工人為了操作方便向攪拌車中加水，出料的坍落度至少在190mm，和泵送的自流平混凝土沒有什么區別。像這樣的混凝土加入再多的膨脹劑都于事無補，無法阻止的裂縫和質量問題。這種現像很多施工現場都存在，只是后期好多實物填埋了看不到，所以就會出現開裂，滲漏等一系列的工程質量問題。

5、膨脹劑的摻入會使混凝土的水化熱提高，容易產生溫度裂縫，所以在配制補償收縮混凝土時，水泥的用量不宜過大，選擇水泥時不得選用硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥和高鋁水泥。在粗細骨料的選擇上更要注意，粗骨料粒徑不宜大于30mm，減少細骨料作為填充料的量；要嚴格控制含泥量，因泥或泥塊中往往含有伊利石、蒙脫石、硅藻土等雜質，這些物質吸水后會大于原物質的體積膨脹的幾倍，干燥后失水收縮就很容易產生裂縫現象。要嚴格控制云母含量、硫化物等。細度模數宜選用2.5以上的中砂，砂的細度對膨脹率的影響很大，砂過細比表面積增大，表面吸水率就會大幅提升，同樣重量的砂吸水量就會加大，因水泥化學反應只需要12%-25%的用水量，多余的水份干燥后蒸發，就會在混凝土內形成孔隙，失水收縮很容易產生裂縫。

三、補償收縮混凝土設計與施工

（一）膨脹率的限制

混凝土的限制膨脹率ε2在施工過程的質量控制中起著重要作用。它與混凝土的強度成正相關關系。混凝土強度提高限制膨脹率也隨之提高。ε2數值越大,自應力值越高,它的補償收縮、防裂抗滲的能力就越強，反之，則正好相反。因此,限制膨脹率ε2是施工過程中工程防裂抗滲的重要參數。

建筑結構不同部位混凝土的抗裂規范也不盡相同。實踐發現防水工程的混凝土最佳限制膨脹率如下：底板的混凝土限制膨脹率ε2=0.02%～0.025%,側墻的限制膨脹率ε2=0.03%～0.035%,后澆帶的限制膨脹率ε2=0.035%～0.045%。

（二）膨脹劑摻量控制

膨脹劑作為水泥的一部分其摻量的計算方法是按照等量替代膠凝材料的內摻法。為達到補償收縮規定，在實際施工中,是根據不同的部位來確定摻入膨脹劑的數量的。摻量過少起不到作用，摻量過多不一定作用更好，反而可能會造成材料浪費、增加成本，降低效益。例如：對于后澆帶或膨脹加強帶,需要用大膨脹混凝土填充,且需摻14%～15%的膨脹劑才能達到設計要求,如果摻入12%的膨脹劑就肯定不能滿足設計要求,還會引起混凝土開裂。

（三）配合比的控制

在實際的施工操作中，許多施工單位或攪拌站不根據混凝土配合比來摻入膨脹劑。雖然在試驗室中的混凝土配合比是正確的，但許多施工單位和攪拌站專業的設備如膨脹劑計量裝置，施工人員就用斗代秤加料，憑自己的感覺摻入膨脹劑，這樣往往就造成了實際的配合比與實驗室不符。例如實驗室摻入UEA12%，實際施工中卻只摻10％，膨脹劑起不到應有的作用，混凝土不能實現補償收縮的效果，最終造成開裂。因此在實際施工中必須加強膨脹劑摻入比例的監理控制工作，使得配合達合乎施工規范。

（四）延長拌合的時間

實際施工中補償混凝土的拌合時間應當比普通混泥土時間要長，大約要多40秒鐘。這么做是為了使膨脹劑和水泥更好的融合，提高它的均質性，保證混凝土和工程的質量。不摻膨脹劑時,混凝土是否均勻在表面上看不出,但摻膨脹劑后,由于膨脹劑在混凝土中分布不均勻,必然會因膨脹不均勻而引起開裂。有的工地預留摻膨脹劑的混凝土試塊在養護過程中有的發生開裂,顯然是因該部分拌和物含有過多膨脹劑。

結束語

近年來,混凝土膨脹劑得到了廣泛應用,膨脹劑在各種抗裂防滲透工程應用方面取得了良好的經濟和社會效益。但隨著用量的增大，補償收縮混凝土工程裂滲事故有隨用量激增而增多之勢，這是由于部分施工與技術人員對膨脹劑及其使用不夠了解，思想上存在一定的誤區造成的。因此要解決補償混凝土裂縫問題，就要工作人員了解膨脹劑，同時做好補償收縮混凝土的設計與施工管理。

參考文獻

補償收縮混凝土范文第4篇

關鍵詞:地下室底板;超長結構;加強帶;補償收縮混凝土;抗裂

中圖分類號:TU92

文獻標識碼:B

文章編號:1008-0422(2009)12-0120-02

1引言

現代建筑物正朝著大底盤、超長超高、結構更復雜的方向發展,施工技術也在不斷地發展,如以膨脹加強帶取代后澆帶以實現超長結構的無縫施工是一項近年來興起且廣泛應用的建筑施工新技術,它在預防地下室滲漏、減少施工工期、降低造價等方面作用明顯,因此,對加強帶補償收縮混凝土設計與施工技術進行分析探討具有極強的理論和現實指導意義。

2工程概況

湖南永泰房地產開發有限公司開發的山水庭院一期工程項目,框剪結構,地上11層(共分六棟),地下2層,總建筑面積63391.91m2,其中地下室負2層長155.5m,寬58.2m,底板厚50cm,負一層長133.5m,寬68.6m,底板厚45cm,設計混凝土強度等級為C30,抗滲等級為P6。

由于考慮樓盤交付時間的要求,施工工期較短,按原設計底板留置后澆帶的施工方案會增加施工成本及延長工期,經開發商、設計、監理、施工四方研究論證,在保證工程質量的前提下,決定采用“間歇式”無縫施工的技術方案。

3取消后澆帶的理論依據分析

根據原設計意圖,此后澆帶設置是為了釋放部分混凝土的收縮和變形,屬于伸縮后澆帶。根據《建筑物裂縫控制》中提出的混凝土裂縫間距計算公式:

式中,H――板或墻的計算厚度或高度(mm);

――混凝土的極限拉伸(×10-4);

E――混凝土的彈性模量(×104MPa);

C――地基對混凝土的約束系數(N/mm);

α――混凝土的熱膨脹系數(1×10-5/℃);

T――綜合溫差(℃);

arcch――雙曲余弦的反函數。

由上式可知:伸縮縫間距設計的重要影響因素是混凝土的溫差和收縮值變形。一般總是αT大于,如果我們采取措施,使趨近于

,則式中arcch值∞,可無需設置伸縮縫,這就要降低混凝土溫差和收縮值,或提高混凝土的極限拉伸。于是,采用微膨脹混凝土是一種有效的技術途徑。

研究表明:膨脹混凝土的主要變形有冷縮率St、干縮率Sd、受拉徐變率Ct、極限延伸率Sk、混凝土的限制膨脹率,其中,St及Sd是有害變形,Ct及是有益變形,當D=-(St+Sd-Ct)≤Sk時,混凝土處于受壓狀態不會產生裂縫。

摻有UEA-y的鋼筋混凝土在硬化過程中混凝土產生一定的膨脹,鋼筋約束混凝土的膨脹而受拉,而混凝土未充分膨脹受壓,鋼筋拉力與混凝土的壓力相互平衡。

設為混凝土預壓應力(MPa)、As為鋼筋截面積、μ――配筋率(%)、Ae為混凝土截面積、Es為鋼筋彈性模量(MPa)、為混凝土膨脹率,則有Ae? =As? = As?Es?

,即=μ?Es? 。

可見在配筋率和鋼筋彈性模量確定的情況下,膨脹混凝土自應力與膨脹率成正比。這樣膨脹加強帶的自應力增大,對溫度收縮應力補償能力也增大,從而防止了超長結構的開裂。限制膨脹率隨著UEA-y摻量的增加而增加,可以通過調整UEA-y的摻量使混凝土獲得不同的預壓應力。

4補償收縮混凝土抗裂計算

4.1混凝土中心最高溫度計算

Tmax=(W1Ql+W2Q2+ W3Q3)/rhC(2)

式中:W1、W2、W3分別為單方混凝土、水、UEA-y、粉煤灰用量,見表1。

Q1、Q2、Q3分別為上述材料的水化熱,相應取值為320、300、150kJ/kg。

rh――混凝土容重,取2400kg/m3;

C――混凝土比熱容,取0.96kJ/kg℃。

計算Tmax =(288×320+35×300+50×150)/2400÷0.96=47.8(℃)

混凝土底板沿長度方向的散熱可以忽略,只考慮沿高度方向一維散熱,散熱系數取0.6,則水泥水化熱引起的溫升值T1=47.8×0.6=28.7℃,混凝土的平均入模溫度T2=22℃,預計混凝土中心最高溫度T3= T1+ T2=28.7+22=50.7℃。

4.2混凝土極限拉伸率計算

C30混凝土Rt=2.0MPa,配筋率μ=0.56%,鋼筋直徑d=16mm

=0.5Rf(1+ /d)×10-4

=0.5×2.0×(1+0.56/1.6)×10-4

=1.35×10-4

徐變使混凝土極限拉伸增加,提高了混凝土的極限變形能力。計算混凝土的實際極限拉伸率Sk= (1+0.5)=2.03×10-4。

4.3溫差變形率計算

施工期間預計環境溫度平均為T4=20℃

混凝土結構在升溫時內部產生壓力,而降溫過程中產生拉應力,由于混凝土受到鋼筋和基礎約束,取約束系數R=0.6。最不利的情況是,設混凝土中心最高溫度降至環境溫度時,產生冷縮最大值為:

St=1.0×10-5×(T3- T4)×R=1.84×10-4

4.4計算干燥收縮率

Sd(t)=3.24×10-4 (1-e-0.01t)m1m2…mn

式中的m1m2…mn為影響因素,t為時間。

水泥品種:m1=1.00;水泥細度:m2=1.20;骨料:m3=1.00;水灰比:m4=1.10;

水泥漿量:m5=1.20;養護時間:m6=1.10;環境濕度:m7=0.90;約束:m8=0.6

代入公式得:Sd(28)=0.75×10-4。

4.5混凝土的限制膨脹率

考慮試驗室與施工現場養護條件的差別,本工程混凝土的限制膨脹率設計值 =2.9×10-4。

4.6混凝土最終變形值

補償收縮混凝土最終收縮變形D=- St- Sd =2.9×10-4-1.84×10-4-0.75×10-4=0.31×10-4

由于混凝土最終變形為正,混凝土呈受壓狀態,所以混凝土不會開裂。

5地下室底板超長結構加強帶設置

加強帶設計原理是在結構收縮應力最大的地方給予相應的膨脹應力補償。本工程具體做法,UEA-y加強帶底寬2m,上寬2.4m,帶的一側為臺階型,帶之間增加1/3的水平構造鋼筋,帶的兩側分別鋪設密孔鐵絲網,防止小膨脹混凝土流入加強帶。加強帶的混凝土采用C35/P8,施工縫應鑿毛清冼干凈,用摻UEA-y=13%的混凝土澆入加強帶,隨后用小膨脹混凝土澆注帶外地段,見圖1、圖2。

6補償收縮混凝土混凝土配合設計

本工程地下室有汽車停車場、配電房,且面積較大,絕對不能有漏水。混凝土應有足夠的補償收縮性能,故選用三摻技術來設計該工程混凝土配合比。

6.1原材料選用

(1)水泥:采用散裝32.5級普通硅酸鹽水泥,水泥7d水化熱不大于270kJ/kg,C3A含量在8%以下,3d強度19.2MPa,28d強度39.2MPa。

(2)砂:采用本地質地堅硬,級配良好的天然河砂,細度模數為2.6~2.8,含泥量不大于l%,能有效地減少用水量,水泥用量也可相應減少,降低了混凝土溫升并減少了混凝土的收縮。

(3)石子:采用本地5~40mm連續級配的機制碎石,含泥量不大于1%,針片狀含量不大于10%,空隙率少于40%。

(4)UEA-y高效膨脹劑:可在結構中建立 σc=0.2~0.7MPa的預壓應力,來補償混凝土在硬化過程中產生的收縮引起的拉應力。

(5)粉煤灰:選用I級灰,細度為10%,燒失量2.5%,28d抗壓強度比78%,由于粉煤灰的火山灰活性作用,孔的細化作用,內核作用和、吸附作用,可以提高混凝土的力學性能與耐久性,并改善混凝土的和易性。

(6)木質素磺酸鈣:降低單方混凝土的用水量,減少混凝土干縮量,輕微引氣能提高混凝土的抗滲性能,對耐久性有利。在木質素磺酸鈣溶液中加入硫酸鹽活性激發劑,能加速粉煤灰的火山灰反應。

6.2施工配合比的確定

混凝土單方水泥用量越大,用水量越多,則收縮變形越大。摻人微引氣的減水劑不僅使混凝土的和易性明顯改善,同時又減少了約8%左右的拌合用水,減水后使混凝土回縮量減小。

混凝土骨料中的砂采用中砂,根據有關資料及試驗表明:當采用細度模數為2.8、平均粒徑為0.381的中砂,比采用細度模數為2.1、平均粒徑為0.336的細砂,每1m混凝土可減少用水量20~25kg,水泥用量可相應減少25~35kg。

在配合比設計時,考慮摻加適量的I級粉煤灰及高效膨脹劑,用適量I級粉煤灰取代水泥,可使水泥的顆粒級配更加合理化。在I級粉煤灰的微填充效應和形貌效應作用下,能使混凝土水單方用量適當減少,加上I級粉煤灰的自生收縮是膨脹變形,這對混凝土抗裂是有利的;摻加一定量的高效膨脹劑來補償混凝土收縮引起的拉應力。

通過試驗室六個配合比各項性能的綜合評價,確定了施工配合比,見表1、表2。

混凝土拌合物和易性好,不離析,不泌水,混凝土強度、膨脹率均達到試配要求。

7地下室底板超長結構加強帶混凝土施工工藝

7.1混凝土攪拌及運輸

施工現場采用750自落式攪拌機一臺,砂、石、水、減水劑電子計量,水泥、UEA-y、粉煤灰由專人計量投放,混凝土攪拌采用減水劑后摻法,攪拌時間為2min,坍落度嚴格按設計要求控制在4.0~6.0cm,定時檢測混凝土坍落度,間接控制水灰比。當砂、石含水率發生變化時,及時調整施工配合比,使混凝土的工作性能達到最佳狀態。

混凝土運輸采用拖拉機水平運輸、塔吊垂直運輸相結合。

7.2混凝土澆筑及養護

由于南邊圍護發生問題,I加強帶改為“Z”字型。底板澆筑后進行兩次壓面再進行表面拉毛,以消除混凝土沉降裂縫及表面塑性收縮微裂縫。

混凝土表面具體處理程序:初凝前一次抹壓臨時覆蓋保濕養護混凝土終凝前1～2h掀膜兩次抹壓覆蓋保濕養護。混凝土終凝后設專人澆水養護,保證混凝土表面潮濕狀態,養護時間10~14d。

7.3混凝土施工質量評價

由于各部門積極配合,工程進展順利,底板混凝土澆筑完成至今已有3年多,未發現裂縫和滲漏現象,底板試塊留置41組,平均強度34.8MPa,最小值為30.2MPa,混凝土立方體抗壓強度的標準差Sfcu=2.86。

8結語

通過以上工程實踐表明,地下室底板超長結構不設后澆帶采用補償收縮混凝土加強帶是可行的,補償收縮混凝土配合比應綜合考慮混凝土的強度及限制膨脹率兩個指標,以滿足工程要求。加強帶處應考慮結構收縮應力的構造筋,利用三摻技術,可明顯改善混凝土的性能,提高混凝土早期抗裂能力,加快施工速度,縮短工期,降低造價。

參考文獻:

[1]王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京:中國建筑丁業出版社,2002.

[2]中國建筑材料科學研究院.超長鋼筋混凝土結構無縫設計與施工.1999.

[3]混凝土結構設計規范.GB 50010-2002.中國建筑工業出版社,2002.

補償收縮混凝土范文第5篇

【關鍵詞】無縫施工；補償收縮混凝土；膨脹加強帶

中圖分類號：TU528文獻標識碼： A

1、無縫施工設計

1.1、補償收縮混凝土

補償收縮混凝土[2]是解決混凝土開裂比較理想的材料，在混凝土中摻加適量的膨脹劑，在鋼筋和鄰位等約束限制下，產生0.2～0.7MPa的預壓應力，可大致抵消混凝土收縮拉應力，從而防止混凝土開裂。

1.2、膨脹加強帶工作原理

補償收縮混凝土因膨脹劑的作用產生膨脹，使鋼筋受拉，而鋼筋對混凝土的限制使混凝土內部產生預壓應力，當鋼筋的拉應力與混凝土的壓應力平衡時，則有：

Ac?σc＝As?σs＝As?Es?ε2

設μ＝A s／Ac

則σc＝μ?Es?ε2（1）

式中：σc―混凝土預壓應力(MPa)

Ac―混凝土截面積

As―鋼筋截面積

σs―鋼筋拉應力(MPa)

μ―混凝土配筋率（％）

Es―鋼筋彈性模量（MPa）

ε2―補償收縮混凝土的限制膨脹率，即：鋼筋伸長率（％）

由式（1）可見，在配筋率和鋼筋彈性模量確定的情況下，σc與ε2成正比關系，而限制膨脹率ε2隨膨脹劑的摻量增加而增加，所以通過調整膨脹劑摻量，可使混凝土獲得不同的預壓應力。設想在σmax地方給與較大的膨脹應力，而在兩側給與較小的膨脹應力，全面地補償結構的收縮應力，起到了補償作用[3]，從而控制了有序裂縫的出現。

1.3、膨脹加強帶布置原則

（1）間距必須根據公式計算；

（2）寬度不宜太窄，宜控制在2m，并應在兩側用鋼絲網將帶內和帶外混凝土分開；

（3）位置宜布置在拉應力較大、配筋變化及截面突變的部位及應力集中部位。

1.4、膨脹加強帶的構造形式

（1）連續式構造形式，施工時先澆筑加強帶左側的微膨脹混凝土，再澆筑加強帶膨脹，最后澆筑加強帶右側微膨脹混凝土，如此循環下去，可連續澆筑60m～120m的超長混凝土結構。

（2）間歇式構造形式，當混凝土供應量或施工力量達不到連續作業要求而無法連續施工時，可采用間歇式膨脹加強帶做法。

（3）后澆帶式構造形式，當混凝土無法連續施工時，也可以先澆筑加強帶兩側的補償收縮混凝土，再澆筑加強帶混凝土。

2、工程實例

2.1工程概況

以某綜合水池基礎底板為例；水池底板長88.9m，寬41.8m，厚0.7m，混凝土強度C30/C35,抗滲等級P8，澆筑量約為2600m3。

2.2補償收縮混凝土的配制

水泥采用P?O42.5型水泥，其用量[4]不宜小于260kg/m3，C3A含量≤6%，C3S含量≤55%，堿含量≤0.7%；細骨料采用中砂，細度模數為2.3～3.0，含泥量≤0.2%；粗骨料采用碎石，連續級配5～31.5mm，含泥量≤1%。

混凝土配合比實配由預拌混凝土攪拌站進行試配，見下表2.2；

名稱 水泥 細骨料 粗骨料 水 膨脹劑 防水劑 摻合料

微膨脹區域

C30,P8 P?O42.5 中砂 5～31.5 飲用水 BM低堿 BM多功能 II級粉煤灰

每m3用量 277 637 1184 176 34 25.1 84

膨脹加強帶區域

C35,P8 P?O42.5 中砂 5～31.5 飲用水 BM低堿 BM多功能 II級粉煤灰

每m3用量 266 651 1210 170 55 31.3 39

2.3膨脹加強帶的設置

所謂的無縫設計是個相對的概念，根據結構情況，可無縫或少縫，以摻加BM低堿膨脹劑的補償收縮混凝土為基本材料，以加強帶取代伸縮后澆帶連續澆筑超長混凝土結構；

（1）混凝土的絕熱溫升可簡化下式計算，

Th= （2）

式中： Th―混凝土最高絕熱溫升（℃）

W―每m3混凝土膠凝材料用量（kg/ m3），由表2.2得：420.1 kg/ m3

Q―膠凝材料的水化熱總量（kJ/kg）

大體積混凝土施工時所用水泥其3d水化熱宜小于240 kJ/kg,7d水化熱宜小于270 kJ/kg；故取Q3天=240kJ/kg，Q7天=270kJ/kg 代入下式，

（3）

可得Q0=298 kJ/kg，膠凝材料水化熱總量當無實驗依據時，可下式計算：Q=kQ0（4）

式中： Q――膠凝材料水化熱總量(kJ/kg)

k――不同摻量摻合料水化熱調整系數，參照GB50496-2009表B.1.3取值；

調整系數可按下式進行計算：k = k1＋k2－1

綜上，由表2.2中相關數據可得粉煤灰摻量為20%，礦渣粉為0，代入k =0.95，代入式（4）得Q=283.1 kJ/kg。

C―混凝土的比熱取值范圍0.92～1.0（kJ/kg?℃），取0.95；

ρ―混凝土容重取值范圍2400～2500（kg/m3），取2400；

將各數值代入公式（2）后計算可得：Th=52.2℃

（2）混凝土內部實際最高溫度

Tmt=Tf+R?Th （5）

式中：

Tmt―混凝土內部實際最高溫度（℃）

Tf―混凝土入模溫度（℃），依據本地區同期經驗取25℃

R―混凝散熱系數;散熱系數0.5～0.6，取0.6

代入式（5）后得：Tmt=56.32℃

（3）混凝土綜合溫差

混凝土綜合溫差=結構實際溫差+砼收縮當量溫差

T=（Tmt-T0）+Ty = （Tmt- T0）+εy（t）/α（6）

（7）

式中：―齡期為t時，混凝土的收縮當量溫度；

T0―環境平均溫度，取15℃；

―齡期為t時混凝土收縮引起的相對變形值，t取30；

α―混凝土的線膨脹系數，取 1.0×10-5/℃；

―在標準試驗狀態下混凝土最終收縮的相對變形值，取3.24×10-4

M1、M2……M11―考慮各種非標準條件的修正系數，可按GB50496表B.2.1取用

M1=1.0,M2=1.0,M3=1.0,M4=1.1，M5=0.93，M6=0.77，M7=0.54,M8=0.55,M9=1，

M10=0.86,M11=1。

代入式（7）得εy（30）=1.7×10-5

代入式（6）得：T=43.02℃

(4)膨脹加強帶間距

（8）

其中Es―鋼筋彈性模量，取2.0×105MPa

ε2―限制膨脹率，取1.5×10-4

E―混凝土的彈性模量，C30混凝土取3.0×104MPa

T―總降溫溫差（℃），以負值代入，即-43.02℃

H―基礎底板厚度，取700mm

Cx―地基水平阻力系數（N/mm3），取5×10-2N/mm3

α―混凝土的線膨脹系數，取 1.0×10-5

μ―配筋率（%），取值時不加百分數，取0.25

Rf―混凝土極限抗拉強度（MPa），C30混凝土取1.43 MPa

代入式（8）后，L=56.87m；符合膨脹加強帶間距宜為30m～60m的規范JGJ/T178要求。

本工程底板長度88.9m大于最大整澆長度56.87m，澆筑寬度41.5m小于最大整體澆筑長度56.87m；故只需在基礎長度方向中間設置膨脹加強帶。

（5）補償混凝土的抗裂驗算

補償混凝土的最終變形：

∆ε=εy（t）+ε1-ε2 （9）

式中：―混凝土收縮的相對變形值；εy（30）=1.7×10-5；

ε2―限制膨脹率，取1.5×10-4；

ε1―混凝土溫度收縮，ε1=αTjR=2.48×10-4；

α―混凝土的線膨脹系數，取 1.0×10-5；

Tj―混凝土降溫溫差（℃），Tj= Tmt- T0=56.32-15=41.32℃；

T0―環境平均溫度，取15℃；

R―約束系數，地下底板取0.6。

數值代入式（9），得∆ε=1.15×10-4

鋼筋混凝土的最終極限拉伸可采用經驗公式：

εp=0.5Rf×（1+μ/d）×10-4×（1+0.5）=1.22×10-4

顯然，∆ε＜εp，不會開裂。

3、結束語

工程實踐表明以膨脹加強帶替代伸縮縫，可實現超長結構的連續施工，同時簡化了施工工序、縮短了施工工期，降低了工程成本。

參考文獻

1王鐵夢 工程結構裂縫控制的綜合方法 施工技術 2000（3）：46

2游寶坤、李乃珍 膨脹劑及其補償收縮混凝土 中國建材工業出版社2005