喷射补偿收缩

2024-06-20

喷射补偿收缩（精选七篇）

喷射补偿收缩篇1

磁化水可以提高混凝土强度,尤其是早期强度［9，10］。针对磁场作用下水性质的变化,PANG Xi- ao Feng等［11］研究结果显示氢键链的聚集结构和水分子的极化效应在磁化后得到了加强。针对磁化水对水泥相关性能的影响,王立久等［12］研究表明,采用磁化水拌制的水泥净浆流动度和胶砂试件强度有很大的提高,得到了磁感应强度和水流速度的最佳组合。熊瑞生等［13］首次提出用“相对活性系数”来描述磁化水对水泥的活性,在考虑各因素交互作用的情况下,用正交实验方法研究了不同磁化条件下磁化水对不同品种水泥的活性系数的影响,找出了最佳水平搭配。针对磁化水对混凝土强度的影响, 赵华玮等［9］发现,磁化水代替普通水拌制喷射混凝土,可提高各龄期的强度,并给出了最佳磁感应强度范围。曾宪桃等［10］发现磁化水能有效提高喷射混凝土强度,尤其是混凝土的早期强度,并能降低施工作业时粉尘浓度、改善回弹量。

将磁化水技术应用于补偿收缩混凝土和喷射补偿收缩混凝土,达到提高其早期强度的目的,研究磁化水水流速度对补偿收缩混凝土和喷射补偿收缩混凝土7 d抗压强度的影响,探讨磁化水对混凝土7 d抗压强度作用机理,为工程实践提供理论与试验依据。

1磁化参数的选择

磁场强度和水流速度是影响磁化水磁化效果的两个主要因素。水在磁化时,磁感应强度宜控制在232. 23 ~ 309. 84 m T［14］; 此时,磁化水的表面张力较小,活性较大,水泥水化较充分,混凝土结构较致密［15］。试验时选取磁感应强度为285 m T,所用磁化器为CC-15型永磁式磁化器,如图1所示。

文献[10]研究表明,喷射混凝土现场施工时磁化水水流速度范围宜在1. 0 ~ 2. 0 m/s。试验选取水流速度为0. 9、1. 2、1. 5、1. 8、2. 1 m/s的磁化水和普通水进行试验。

2混凝土配合比与试验方法

2. 1混凝土配合比

水泥采用P. O 42. 5普通硅酸盐水泥; 粗骨料采用粒径5 ~ 20 mm的级配碎石; 细骨料采用淮河中砂; 水采用自来水; 膨胀剂采用HCSA高性能膨胀剂,主要成分3Ca O·3Al2O3·Ca SO4; 速凝剂采用D型速凝剂,主要成分Na Al O2。

混凝土的设计强度为C30,配合比为水泥∶ 砂∶ 石子= 1∶ 1. 79∶ 2. 19,水胶比0. 48,砂率45% 。速凝剂和膨胀剂采用内掺取代水泥。在补偿收缩混凝土中,膨胀剂等量取代水泥6% ; 在喷射补偿收缩混凝土中,速凝剂和膨胀剂分别等量取代水泥2% 和6% 。

2. 2试验方法

根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB / T 50081—2002的规定,按照混凝土配合比制作混凝土试件,试件尺寸为150 mm × 150 mm × 150 mm, 每组制作3个立方体试件,养护24 h拆模,标准养护7 d后进行抗压强度试验。抗压强度测试采用TYE-2000型压力试验机,加载速度9 k N / s左右,达到极限荷载后停止加压并记录数据。

抗压强度试验中强度值应精确至0. 1 MPa。试件的抗压强度测出后,将3个试件测值中的最大值和最小值与中间值相比较,若最大值和最小值与中间值的差值均未超过中间值的15% ,则取三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值; 若最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的15% ,则取中间值作为该组试件的强度值; 若最大值和最小值与中间值的差值均超过中间值的15% ,则该组试验作废。

3磁化水增强混凝土抗压强度试验

采用磁感应强度为285 m T,随磁化水水流速度的变化,补偿收缩混凝土和喷射补偿收缩混凝土7 d抗压强度试验结果如表1。

根据表1中的数据绘制补偿收缩混凝土和喷射补偿收缩混凝土7 d抗压强度与磁化水水流速度之间的关系,如图2所示。

注: 水流速度栏中的0代表普通混凝土对照组。

4试验结果分析

4. 1磁化水水流速度对混凝土7 d抗压强度的影响

为更好地研究磁化水水流速度对补偿收缩混凝土和喷射补偿收缩混凝土7 d抗压强度的影响,引入抗压强度增长率 ηf,并定义抗压强度增长率为不同磁化水水流速度下混凝土7 d抗压强度与普通混凝土7 d抗压强度的差值和普通混凝土7 d抗压强度之比,计算公式如式( 1) 。

式( 1) 中,ηf为抗压强度增长率,% ; fc为不同磁化水水流速度下混凝土7 d抗压强度,MPa; fc0为普通混凝土7 d抗压强度,MPa。

根据公式( 1) ,可以得出磁化水补偿收缩混凝土和磁化水喷射补偿收缩混凝土抗压强度增长率 ηf,如表2所示。

由图2及表2可以看出,对于补偿收缩混凝土, 当水流速度为0. 9 m/s时混凝土7 d抗压强度最大,较普通水提高6. 4% ; 当水流速度在1. 2 ~ 2. 1 m / s时,其7 d抗压强度几乎与普通混凝土相同。对于喷射补偿收缩混凝土,当水流速度在0 ~ 2. 1 m / s时,其7 d抗压强度随着水流速度的增大呈曲线式增大; 当水流速度为2. 1 m/s时,其7 d抗压强度达到最大值,为34. 6 MPa,较普通混凝土提高14. 2% 。

普通水经磁化后,水分子结构的改变使得分子间的引力和水分子表面张力变小,导致更为活泼的单个游离水分子数目增加［16］,单分子水的物理化学活性和渗透力很强,更容易进入水泥颗粒内部,使水泥更充分地水化,加快水泥诱导期的结束,所以,磁化水喷射补偿收缩混凝土7 d抗压强度得到提高。

注: 磁化水水流速度栏中的0代表普通混凝土对照组。

4. 2速凝剂和磁化水共同对补偿收缩混凝土7 d抗压强度的影响

为更好地分析磁化水对喷射补偿收缩混凝土7 d抗压强度的影响,引入抗压强度比Rc,并定义抗压强度比为两类混凝土7 d抗压强度之比,计算公式如下:

式( 2) 中,Rc为抗压强度比,% ; fc1为第一类混凝土7 d抗压强度,MPa; fc2为第二类普通混凝土7 d抗压强度,MPa。

根据公式( 2) ,可以得出喷射补偿收缩混凝土和普通补偿收缩混凝土的抗压强度比Rc,如表3所示。

注: 磁化水水流速度栏中的0代表普通混凝土对照组。

由表3可知,当水为普通水时,喷射补偿收缩混凝土的7 d抗压强度稍低于补偿收缩混凝土。相关研究表明,当速凝剂掺量为2% ~ 3% 时,混凝土7 d抗压强度降低幅度在5. 4% ~ 13. 6%［6，8］。而改用磁化水拌制时,喷射补偿收缩混凝土的7 d抗压强度超过普通补偿收缩混凝土,当水流速度为2. 1 m/s时提高幅度可达11% 。可以看出,采用磁化水替代普通水时,能够弥补由于速凝剂的掺入造成的强度损失。

喷射补偿收缩混凝土的搅拌水经磁化后,其活性增大,水泥水化的反应速度加快; 膨胀剂并不影响速凝剂的促凝作用［17］,但磁化水会激发速凝剂的活性［10］,使混凝土内部形成高碱性环境,从而加快膨胀剂的水化反应,生成更多钙矾石,使混凝土结构密实,提高了喷射补偿收缩混凝土7 d抗压强度。

5结论

( 1) 试验表明,相比于普通混凝土,磁化水补偿收缩混凝土和磁化水喷射补偿收缩混凝土7 d抗压强度分别在水流速度0. 9 m/s和2. 1 m/s达到最大,增长幅度分别为6. 4% 和14. 2% 。

( 2) 磁化水能够弥补速凝剂的掺入造成的混凝土7 d抗压强度损失。相比于普通补偿收缩混凝土,磁化水喷射补偿收缩混凝土7 d抗压强度在水流速度2. 1 m/s提高幅度可达11% 。

补偿收缩混凝土如何养护？篇2

1 补偿收缩混凝土浇筑完成后，应及时对暴露在大气中的混凝土表面进行潮湿养护，养护期不得少于14d，对水平构件，常温施工时，可采取覆盖塑料薄膜并定时洒水、铺湿麻袋等方式。底板宜采取直接蓄水养护方式。墙体浇筑完成后，可在顶端设多孔淋水管，达到脱模强度后，可松动对拉螺栓，使墙体外侧与模板之间有2～3mm的缝隙，确保上部淋水进入模板与墙壁间，也可采取其他保湿养护措施，

2 在冬期施工时，构件拆模时间应延至7d以上，表层不得直接洒水，可采用塑料薄膜保水，薄膜上部再覆盖岩棉被等保温材料。

3 已浇筑完混凝土的地下室，应在进入冬期施工前完成灰土的回填工作。

补偿收缩混凝土结构施工措施篇3

关键词：补偿收缩混凝土,施工,措施

现代施工中, 超长混凝土结构应用广泛。这种结构是伸缩缝间距超过规范规定的最大间距的钢筋混凝土结构, 或伸缩缝间距虽然未超过规范限值但结构温差变化较大、混凝土收缩较大、结构竖向抗侧构件对楼屋盖约束较大的钢筋混凝土结构。

随着超长高层或大柱网建筑不断出现, 混凝土强度等级的提高, 施工中泵送混凝土工艺的应用, 使超长混凝土结构易出现的温度收缩裂缝有逐渐增多的趋势。虽然这类裂缝属非结构性裂缝, 一般不致影响构件承载力和结构安全, 但却会影响结构的耐久性和整体性。同时也会给使用者感官和心理上造成不良影响。

补偿收缩混凝土是用膨胀水泥或在普通混凝土中掺入适量膨胀剂配制而成的一种微膨胀混凝土。它可以针对普通混凝土收缩变形大、易产生裂缝的弊病, 起到相对补偿的效果。膨胀剂可以使混凝土的孔结构堵塞或改变, 提高了抗裂性和抗渗性, 可用于水池、水塔、人防、洞库等工程;由于它的膨胀性, 可用于防水工程中的施工缝、后浇缝以及加固、修补、堵漏工程。尤其可贵的是能起到自防水的作用, 取消了外防水, 从而在保证质量的前提下, 获得一定的经济效果。

1膨胀剂和膨胀水泥概述

膨胀剂是指与水泥、水拌和后经水化反应生成钙矾石———水化硫铝酸钙, 使混凝土产生膨胀的外加剂。膨胀剂依靠本身的化学反应或与水泥其他成分反应, 在混凝土硬化过程中产生一定的限制膨胀补偿混凝土硬化过程中的收缩 (以干缩、冷缩为主) , 混凝土膨胀带动钢筋一起膨胀, 用膨胀能张拉钢筋, 在混凝土中产生压应力, 来承受荷载的混凝土称为预应力混凝土。

补偿收缩混凝土的抗裂原理:膨胀混凝土在限制条件下, 在混凝土中建立一定的预应力, 改善了混凝土的内部应力状态, 从而提高了它们的抗裂能力。在水泥硬化过程中, 膨胀结晶体 (如钙矾石) 起到填充、切断毛细孔缝作用, 使大孔变小孔, 总孔隙率减少, 从而改善了混凝土的孔结构, 提高了它们的抗渗透性和力学性能。

2补偿收缩混凝土的配置规定

使用补偿收缩商品混凝土, 能在一定程度上解决泵送商品混凝土流动性高、含水率过大而引起的干缩、湿陷和温度裂缝;采用补偿收缩商品混凝土对增强商品混凝土自身抗裂性起到一定作用, 从而确保商品混凝土结构安全;使用补偿收缩商品混凝土, 可以大为改善商品混凝土外表面的光洁性。现代商品混凝土是一种水泥基复合材料。因此, 补偿收缩混凝土配合比设计要通过试验确定, 除了满足塌落度、凝结时间、强度及抗渗指标外, 还要达到设定的限制膨胀率。

一般的规定为:补偿收缩混凝土应根据混凝土使用的环境条件选择适宜的膨胀剂, 其掺量应根据设计要求的限制膨胀率经试验后确定, 配合比试验的限制膨胀率应比设计值高0.005%;补偿收缩混凝土宜采用较大的砂率, 较小的坍落度, 混凝土水胶比不宜大于0.50;补偿收缩混凝土限制膨胀率指标和最小胶凝材料用量应遵循:用于后浇带、膨胀加强带和工程接缝填充最小胶凝材料用量350千克/立方米;用于补偿混凝土收缩最小胶凝材料用量300千克/立方米。

3施工中的注意问题

保证施工中混凝土的膨胀剂掺加量足够;现拌工地或商砼站必须按确定的补偿收缩商品混凝土配合比投料, 尤其膨胀剂不得少掺或误掺, 要派技术人员现场监督。计量装置必须准确, 开盘前要检查校正, 使用中要进行校核。在实际应用中, 补偿收缩混凝土的限制膨胀率多大为宜, 目前还投有有关的资料可查, 笔者在应用中, 对现场留样的混凝土进了限制膨胀率的测试, 积累了一些数据:底板混凝土的厚度在1m以下的, 配制的混凝土的限制膨胀率应达到1.5/万以上, lm以上厚度的大体积混凝土, 限制膨胀率应达到1.8/万以上, 这一限制膨胀率不可能完全抵消混凝土的干缩和温差收缩, 但由于底板混凝土受到的外约束较小。收缩应力能得到部分释放。在徐变等因素的作用下。混凝土的收缩值不会超过混凝土的极限延伸率, 混凝土不易开裂。墙体、楼板等混凝土构件的外约束较大, 整体的收缩性受到临位的限制, 其收缩应力无法释放, 因此。墙体易产生竖向裂缝。宜采用限制膨胀率在2/万左右的补偿收缩混凝土。延长混凝土搅拌时间。无论是现拌混凝土, 还是商品混凝土, 都要适当延长搅拌时间;为了保证膨胀剂和水泥、减水剂拌和均匀, 提高其匀质性, 多年的施工实践证明, 在现场拌制补偿收缩商品混凝土时, 除振捣要按施工规范进行外, 拌和时间应比普通商品混凝土延长40s。混凝土的布料、捣震严格按照施工规范进行;商品混凝土塌落度要满足施工要求, 浇筑时间间隔不宜超过1.5h, 运距较远或炎热天气施工可掺入缓凝减水剂, 低温下施工可掺入早强减水剂。浇筑时商品混凝土的自由落距应控制在2m以内, 振捣要均匀, 密实, 不漏振、不欠振、不过振。浇筑前应制定浇筑计划, 检查膨胀加强带和后浇带, 其设置应符合设计要求, 浇筑部位应清理干净。终凝前多次模压, 防止出现沉缩裂缝和塑性收缩裂缝;板式结构混凝土应在终凝前采用机械或人工的方式, 对混凝土表面进行多次抹压。当施工中因遇到雨、雪、冰雹需留施工缝时, 对新浇混凝土部分应立即用塑料薄膜覆盖;当出现混凝土已硬化的情况时, 应先在其上铺设30mm~50mm厚的同配合比无粗骨料的膨胀水泥砂浆, 再浇筑混凝土。裂缝处理:表面宽度小于0.2mm, 可不进行处理;大于0.2mm的裂缝, 凿缝后用掺膨胀剂的1:2砂浆修补或用两层聚氨酯涂料和玻纤布封缝;贯穿裂缝可采用化学灌浆法修补。外墙可以涂抹一层防水涂料。

当超长的板式结构采用膨胀加强带取代后浇带时, 应根据所选膨胀加强带的构造形式, 按规定顺序浇筑。间歇式膨胀加强带和后浇式膨胀加强带浇筑前, 应将先期浇筑的混凝土表面清理干净, 并充分湿润。

施工实践显示, 不是掺加了膨胀剂的商品混凝土就一定不会开裂了。目前设计使用补偿收缩商品混凝土的结构主要有地下室底板、外墙, 有时在工程施工中会发现外墙结构等掺膨胀剂也有裂缝产生。实际上并不是说掺用了膨胀剂就能完全防止裂缝的产生, 为了防止裂缝的产生除优化商品混凝土的配合比外必须在结构的设计、钢筋的配置等阶段采取必要的措施, 同时必须加强商品混凝土的养护措施, 养护不好导致墙体商品混凝土在炎热或者干燥的天气下极易产生竖向裂缝。因此掺加补偿收缩商品混凝土需要比普通商品混凝土更加严格的养护措施, 只有这样才能发挥其膨胀作用, 保湿养护是补偿收缩商品混凝土施工中最重要的环节。

掺有膨胀剂的商品混凝土在商品混凝土浇注后必须采取湿养护, 以保证早期膨胀量得以充分发挥, 避免后期膨胀过大留下隐患。考虑到施工进度的影响, 如果采用覆盖草帘的办法困难, 则在商品混凝土终凝以后即开始进行浇水养护, 浇水次数以能保持商品混凝土表面湿润为宜, 养护天数不少于14天。

补偿收缩商品混凝土增加商品混凝土自应力作用必须在钢筋等的限制作用下才能产生, 而不能自由膨胀, 因此应当选择适宜的配筋率以利于商品混凝土产生较大的自应力, 配筋率以1.0-1.5%为宜。

补偿收缩混凝土跳仓施工技术探讨篇4

一、原理

通过补偿收缩混凝土分仓浇筑, 更有利于组织流水施工, 减少了施工组织上的难度, 同时对于形式复杂结构, 可合理分区, 便于施工组织, 能更好地保证混凝土结构的施工质量, 有效地避免裂缝的产生。在超长超宽混凝土结构中, 充分体现出“以防为主, 抗放兼施”的原则, 即补偿收缩混凝土的自应力复合补偿及混凝土分仓施工的短期应力释放, 实现混凝土结构裂缝控制的目的, 保证混凝土的整体性及抗渗等功能要求。

二、工艺流程及操作要点

1. 工艺流程。如图1所示。

2. 操作要点。

(1) 准备阶段。

配合比中膨胀剂的掺量应根据设计要求的限制膨胀率, 采用实际工程使用的材料, 经过混凝土配合比实验后确定。

分仓间距的确定。根据工程特点尤其是基础底板的结构形式, 通过混凝土施工阶段温度应力与收缩应力的计算, 确定板块分仓的划分方案。

(2) 实施阶段。

分仓接头处止水处理。分仓混凝土接缝处应设置止水钢板、橡胶止水带、遇水膨胀止水条等止水措施, 根据工程情况可单独或配合使用。各板块端部全部设止水钢板 (或橡胶止水带) 。

一是在采用止水钢板或橡胶止水带施工时, 再次浇筑混凝土时, 必须将止水钢板或橡胶止水带上下松动的混凝土凿除, 清理干净, 再行浇筑混凝土。钢板止水带可采用电焊将钢板止水带固定在钢筋上, 钢板接口采用双面满焊的方式, 确保焊接质量。橡胶止水带可采用钢筋弯制的蝴蝶卡或钢筋夹夹牢, 橡胶止水带应保证固定牢固, 位置准确, 不因浇筑混凝土而发生偏移。

二是采用橡胶遇水膨胀止水条做止水处理。安装止水条时, 要求把施工缝周边浮渣清扫干净, 用钢钉将止水条钉设在施工缝中部, 在混凝土浇筑前要保持止水条的干燥, 这样才能确保止水条的正常作用, 即在被混凝土包裹状态下, 遇水膨胀、封堵、阻隔地下水的浸入, 达到抗渗、抗漏水的效果。在再次浇筑混凝土时安排专人检查止水条的完好程度并浇水湿润膨胀止水条。

设定浇筑顺序, 绘制浇筑顺序示意图, 控制浇筑带宽度。浇筑带宽度根据以下公式验算:

式中, L为浇筑带长度, B为浇筑带宽度, h为浇筑带厚度, V为浇筑速度, T为混凝土的缓凝时间。

为控制浇筑宽度, 平行于浇筑带按一定间距设置钢丝网, 以阻挡混凝土的流淌, 避免预期之外的冷缝、施工缝产生, 影响混凝土浇筑后的质量。

分仓浇筑混凝土。首先, 为保证混凝土浇筑后能够进行收缩应力释放, 后续混凝土可间歇7d后浇筑, 也可以用膨胀加强带连接, 以缩短间歇时间。其次, 混凝土抹平。混凝土浇筑振捣完毕后, 为防止出现表面沉塑裂缝, 在混凝土表面快收干时, 用木抹子拍平抹实并拉毛, 有裂缝的位置应加强拍实, 使其愈合。最后覆盖塑料薄膜及毛毡等, 以达到保水保温的目的。

混凝土养护。混凝土浇筑后15h内派专人养护, 为减小混凝土表面与养护水的温差, 宜喷雾养护, 但不得将水直接喷至混凝土表面;喷雾宜2遍, 以混凝土表面有明水为准。然后加盖养护毯, 养护毯上面可直接洒水, 以湿透养护毯为宜。

三、材料及机具设备

1. 材料。

(1) 水泥。应选用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥, 考虑矿渣硅酸盐水泥虽然水化热比普通硅酸盐水泥低, 但泌水干缩性比普通硅酸盐水泥大, 故优先选用普通硅酸盐水泥, 禁止用早强水泥。

(2) 细骨料。砂采用质地坚硬、级配良好的中砂, 含泥量≤3%。

(3) 粗骨料。石子采用5~31.5mm的连续级配碎石, 含泥量≤1%。

(4) 掺和料。粉煤灰及矿粉的质量应符合现行国家标准的规定。

(5) 外加剂。要根据工程所用胶凝材料并经过实验后确定。

(6) 止水钢板、橡胶止水带、橡胶遇水膨胀止水条等。

(7) 钢丝网等附属材料。

2. 机具设备。主要采用电焊机、切割机、混凝土工程施工设备等。

四、质量要求及常见质量问题分析

1. 质量要求。

(1) 混凝土浇筑前, 应制订浇筑计划, 检查膨胀加强带及止水连接部位是否符合设计要求, 浇筑部位应清理干净。

(2) 合理确定水泥品种及强度。在一些体积较大的混凝土构件中, 适当选择所用水泥的强度等级, 并根据构件所处环境选择水泥品种。

(3) 合理选用砂石的骨料。要求级配良好, 严格控制含泥量, 根据混凝土施工工艺确定砂率。

(4) 对一些早期强度要求不高的混凝土构件, 尽可能降低混凝土的早期强度。适当时可采用60d强度作为混凝土的设计强度, 以降低水泥用量。

(5) 控制水灰比。适当时可掺加减水剂 (泵送剂) 以在水泥用量不变的情况下达到较大的坍落度。

(6) 及时向混凝土厂家提供混凝土参数, 同时索取混凝土各种原材料的相关质量证明及检测报告等。对于特殊性能的混凝土, 还应查看其试配结果。

(7) 混凝土搅拌后, 应检测其坍落度, 查看其和易性等工作性能, 严格控制用水量。混凝土运到工地后, 应立即检测坍落度, 并尽快浇筑。如若发现坍落度不足, 不得擅自加水, 应在技术人员指导下采用追加减水剂 (泵送剂) 的方法解决。

(8) 夏季浇筑混凝土应适当降低温度。可用冷水冲洗模板, 既清除杂物, 又有利于对模板降温。同时, 浇筑后的混凝土应避免阳光直射于混凝土表面。阳光直射会使混凝土表面受高温影响的部分硬化较快, 内部温度升高时产生膨胀, 致使先硬化的表面受拉而开裂, 应采取相应覆盖的措施。

(9) 冬季施工时, 要提高混凝土的浇筑温度。因为混凝土内部温度高于气温, 内部凝结快, 产生膨胀时, 表面仍有一定塑性, 可变形而不裂。而当混凝土降温时, 在表面产生压应力, 有利于抗裂, 所以冬季浇筑温度应不低于10℃。

(10) 对于较高的墙体, 应注意分层浇筑时下层高度要大于上层高度。否则, 上层拌和物会增大对基底接触面的正压力而增加约束应力。混凝土浇筑高度一般不宜超过2 m, 如超过可采用串筒或溜槽等辅助下料, 每层混凝土一次性布料不宜超过1m。

(11) 对于梁板柱墙等会因沉降不匀在交接处产生裂缝的地方, 浇筑时应注意浇筑顺序。也可在柱梁、板墙相接处及时复棒, 二次振捣。

(12) 水平构件应在终凝前采用机械或人工的方式, 对混凝土表面抹压3次。

(13) 应正确进行混凝土拌和物振捣。使用振捣棒振捣时, 禁止用振捣棒横拖赶动混凝土拌和物, 因为这样容易造成离下料口远处砂浆过多而开裂, 同时造成混凝土强度的不均匀。

(14) 底板厚度较大时, 应在底板中部布置构造钢筋, 以承受混凝土内部水化热引起的温度应力。

(15) 在地下室顶板及厚度较厚 (不小于200mm) 的现浇板的配筋中, 配以通长的钢筋。钢筋不是简单地在支座伸至梁的中心线或伸入梁内5dm (受力钢筋的直径) , 而是要求予以搭接。搭接位置按板底板顶不同位置可分别在支座处及跨中处搭接, 这也是控制温度应力的有效措施。

2. 常见的质量问题。

(1) 出现预期之外的施工缝及冷缝。

(2) 混凝土表面出现塑性裂缝。

3. 产生的原因及消除措施。

(1) 产生原因。主要有:天气原因形成施裂缝;因浇筑顺序不当形成施工缝;因混凝土浇筑后表面失水快形成塑性裂缝;因混凝土浇筑后养护方式不正确、养护不到位, 形成裂缝等。

(2) 消除措施。

当施工中因遇到雨、雪、冰雹需留施工缝时, 对新浇筑混凝土部分应立即用塑料薄膜覆盖。当出现混凝土硬化情况时, 应先在其上铺设30~50mm厚的同配合比无粗骨料的膨胀水泥砂浆, 再浇筑混凝土。

在混凝土浇筑前制订浇筑计划, 严格按照浇筑顺序进行浇筑。为防止混凝土流淌, 可平行于浇筑带设置钢丝网进行阻挡, 保证浇筑带宽度。

在混凝土浇筑后且终凝前, 采用机械或人工的方式对混凝土表面抹压3次, 使塑性裂缝闭合。

喷射补偿收缩篇5

1)不少学者从理论上论述,当混凝土处于完全的自由状态下,收缩不造成开裂,虽然变形最大,但应力为零;当混凝土处于完全的约束条件下,膨胀不造成开裂,虽然应力最大,但形变为零。当然,混凝土不存在这两种理想体系,但为减轻或避免开裂指出了方向,有关专家提出的抗与放的技术路线是有效的,可以理解为:在某些条件下,尽量使混凝土构件处于比较自由的状态,增加其允许形变的能力,以减小应力,是为“放”;在某些条件下,尽量使混凝土构件处于约束较强的状态,增加其允许应力变化的能力,以减少形变,是为“抗”;在大多数情况下,应该是“抗”、“放”结合。

2)补偿收缩混凝土不同于一般意义上的普通混凝土,本质上是一种抗裂(防渗)混凝土,构筑物中钢筋与混凝土共同受力、共同承受形变,但二者的极限拉伸能力相差悬殊。混凝土自身的体积膨胀可自行张拉各种钢筋,产生多方向的化学压应力,增加了混凝土的抗拉强度,适用于结构复杂的工程,按GBJ 119规范的要求,这种化学应力值为0.2 MPa～0.7 MPa。不难理解,这种“抗”是有一定限定的,远未达到完全约束的条件。因此,需要一定程度的“放”给予支持。简单地认为“只要采用了膨胀就能避免开裂”是一种片面的观点,只有承认开裂的必然性,这种“抗”才具有更实际的意义。

3)补偿收缩混凝土的抗裂原理可以用公式σ=μ·E·εr表示,自应力σ值取决于配筋率μ及限制膨胀率εr。其中,μ的大小取决于设计者;εr的大小取决于膨胀剂产品性能、混凝土配合比及养护条件。

2 补偿收缩混凝土开裂的一般原因

1)人们研究了混凝土的开裂状况,对裂缝进行了各种分类,以求判明造成开裂的原因。由于常常是一种原因诱发了其他原因,或者是几种原因的并发与叠加,或者人为地模糊一些实质现象,使得在某些开裂工程面前一时难以找到可确定的主要原因。按照构件裂缝多少与宽度的严重程度排列,一般墙体>板>梁,柱先有开裂;泵送混凝土>人工浇筑混凝土;高强度等级混凝土>低强度等级混凝土;在某些地区,还与季节有较紧密的联系。就补偿收缩混凝土的开裂原因而言,大多表现在εr,μ不足,其他也涉及到收缩受到约束、塑性裂缝及施工操作等方面。

2)薄壁结构如墙体、池壁、薄板等,表面积大、降温快,每天经受一次温度梯度及湿度梯度的侵袭,对温、湿度变化敏感,又不易实施保温、保湿养护,中心热胀、表层冷缩;有时为了追求连续浇筑、无缝施工,墙体过长、单元面积过大,或者加强带设置不当;因而在墙、板中部产生间距呈规律分布的长达1 m～3 m的裂缝、甚至通裂。不管表观原因是混凝土内部温差过大,还是养护不周,实质上均反映εr未达到收缩全部或大部得到补偿的水平。计算可知,欲使σ达到0.7 MPa,εr应达到4.55×107;按一些厂家推荐的膨胀剂掺量,膨胀率很难达到这种程度。

3)在构件的变截面、折角、开孔、高低错落、墙中柱两侧、悬空梁两侧立面、楼板四角与跨中、板肋交接处、主筋搭接处等部位产生的有一定规律性的裂缝,长宽比大的板、长高比大的墙体、梁中腰部位的开裂,往往与μ偏低、缺少加强筋或布筋不当有关。σ实际上是单向配筋时的测定结果,工程实际测量三向配筋,分布在某一方向与筋的σ比测定值要小得多。

3“抗”、“放”结合的防裂系统

应该用系统的观点看待混凝土工程裂缝问题。就补偿收缩混凝土而言,可以设想,形成一个以膨胀剂为核心的、“抗”与“放”结合的防裂系统,涉及系统的各方根据工程实际、遵循“抗”与“放”的原则进行妥善处置,将会大大有益于避免或减轻混凝土的开裂。

防裂系统按“抗”、“放”的区属(这种界定未必准确得当),如图1所示。

(1)膨胀剂厂家。

确保限制膨胀率高于标准规定指标,提供推荐掺量、最高掺量及最低掺量。

(2)(4)设计方。

确定适用的膨胀剂品种,慎用含明矾石较高的膨胀剂。

必要部位适当提高μ,满足εr的需要,合理布筋。

确定适当、可靠的混凝土强度等级,不浪费标号,必要时使用60 d或90 d强度。

无缝施工设计留有余地,不设后浇带的超长结构不要太长,以100 m以内为宜;不设后浇带的大面积工程不要太大,应以3 000 m2以内为宜;并设置大膨胀的加强带。

减小地基与邻位构件的约束;尽可能减小构件形状的复杂程度。

(3)(5)施工方。

选取用优质膨胀剂,选用少造成混凝土收缩的高效减水剂、泵送剂。

不追求膨胀剂的过低掺量,保证εr满足要求,专家提出的底板混凝土εr≥2×10-4,侧墙εr≥3×10-4,加强带及后浇带εr≥3.5×10-4的要求极为重要、现实。

在保证混凝土强度及εr的前提下,尽可能使其具有低水化热,低坍损、较长时间的缓凝等性能,如慎用早强型水泥、掺用粉煤灰、低砂率等。

采用适宜的浇筑方式,及时进行保水与保温养护。

(6)环境适应性。

既然环境条件不能人为改变,就要设法适应,如地质、水质(有无腐蚀性)与大气(酸雨)、气候(季节性与突变性)、地区(高寒、高热、沙漠)、外力变化等。

4 结语

根据对补偿收缩混凝土的理论分析,结合工程实际,提出的“抗”、“放”结合防裂系统观念,有助于正确认识与应用膨胀剂、补偿收缩混凝土与无缝(或少缝)施工技术,有效避免和减轻混凝土裂缝的产生。

参考文献

[1]王铁梦.钢筋混凝土结构的裂缝控制[J].混凝土,2000(5):3-6.

[2]杨医博,文梓芸.混凝土裂缝控制的系统方法[J].混凝土,2001(4):3-6.

喷射补偿收缩篇6

能够作为膨胀源补偿收缩的物质有钙钒石(AFt)、氧化镁及氧化钙,但是由于后两者的稳定性及可控膨胀性不是很好,所以常用的膨胀源就是钙钒石(AFt)。硅酸盐水泥的各主要矿物在水化过程中,将会引起水泥—水体系的体积减缩,而硅酸盐水泥、石膏及活性铝水化后生成的钙钒石(AFt)的固相体积是增大的,所以通过理论计算,控制钙钒石的生成量,以达到补偿硅酸盐水泥硬化过程中造成的体系体积减缩,同时也避免钙钒石生成量过大造成混凝土的胀裂,对防水混凝土、水泥浆灌缝等实际工程有一定的指导意义。

1 钙钒石的膨胀源动力

关于钙钒石的膨胀源动力,有两种观点:一种是凝胶态膨胀组分由于吸水而产生体积膨胀,即胶体吸水膨胀学说(Mehta[2])。另一种是结晶态膨胀组分由于晶体生长穿透周围物质而向外扩张,即晶体生长压力学说(刘崇喜[3])。游宝坤[4]认为,在水泥石孔缝间存在钙钒石晶体,这些晶体的生长能够使水泥石体积产生膨胀,但更多的膨胀来自于水泥凝胶区中生成的凝胶状钙钒石通过吸水肿胀而产生的膨胀;在两者的共同作用下,水泥石产生体积膨胀,即将两种学说结合在一起来解释钙钒石的膨胀源动力。

2 硅酸盐水泥的硬化收缩

水泥中的各种矿物在拌水后发生水化反应,反应后体系的绝对体积小于反应前水泥与水的体积之和,这就是水泥的硬化收缩,也称化学减缩。产生这种现象的原因在于水泥水化反应前后,反应物与生成物的平均密度不同,但是反应后的固相体积较反应前是有所增加的。在密实状态下,每100 g水泥浆体完全水化时,其减缩值为6.25 mL;不完全水化时,水泥浆体的减缩值约为其化学结合水体积的0.25倍[5]。经试验表明,对于硅酸盐水泥来说,100 g水泥与33 mL的水混合水化后,总的化学减缩值约为7 mL～9 mL,但是水泥浆体硬化后的宏观体积变化不大,原因在于水泥—水体系化学减缩后在硬化体内形成了许多孔隙。表1列出了硅酸盐水泥主要矿物成分单独反应时的体积变化情况。

由表1计算得出的体系减缩量为14.6%,由此算出的100 g水泥与33 mL水混合水化后,体系的化学减缩理论值约为9.45 mL,与7 mL～9 mL的经验值差别处在于没考虑水泥水化反应时各种矿物相互影响的作用。综合以上两者,取100 g水泥与33 mL水混合水化后,硬化减缩量为8 mL,作为补偿硬化收缩的计算量。

3 钙钒石理论估算假定

水泥的水化反应是一个非常复杂的过程,要想精确计算水泥的硬化收缩量,并在实际工程中做到精确补偿是很难的,故本文的计算也有一些前提条件,具体如下:

1)本文计算的钙钒石生成量是指在水泥石适当强度时,钙钒石产生有效膨胀所需的量,没考虑水泥塑性阶段的损失。水泥水化前期,水泥处于塑性阶段,此时生成的钙钒石将不会使水泥石产生膨胀,从而硬化收缩也得不到补偿;但是当水泥石强度很高时,生成的钙钒石将使水泥石浆体胀裂,因此钙钒石的生成存在生成时机的问题。赵顺增[6]提出限制膨胀混凝土在抗压强度为5 MPa～20 MPa时,是生成钙钒石的最好时机,在此时间段内钙钒石的生成量不小于δ值(补偿水泥硬化收缩所需钙钒石的最小生成量),才能使水泥硬化收缩得到补偿。2)硅酸盐水泥的硬化收缩量8 mL是在100 g水泥与33 mL水完全反应的条件下,综合考虑理论计算值9.45 mL(硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)及铝酸三钙(C3A)单独反应造成的总的体系减缩量)与经验值7 mL～9 mL两者确定的。3)硅酸盐水水化过程中有Ca(OH)2生成,能够满足生成钙钒石所需的CaO,需要外加的掺料是石膏及活性Al2O3,二者按一定的比例加入,而非只加石膏,以免影响水泥石硬化后的强度。

4 补偿硬化收缩所需钙钒石的理论生成量

铝酸三钙单独与石膏反应生成钙钒石的反应式如下:

固相体积:V1=311.2 cm3(反应前);V2= 690.5 cm3(反应后)。

由反应式(1)可知,反应后钙钒石固相体积的理论增大量为1.22倍;反应后的固相体积较反应前的试验增大量为1.22倍～1.75倍[7],考虑到水泥水化过程的复杂性,取钙钒石的固相体积增大量为1.22倍,则钙钒石固相体积增大率为:

$η = \frac{V_{2} - V_{1}}{V_{1}} \approx 0.55$ (2)

每1 g钙钒石晶体产生的体积膨胀ΔV为:

$Δ_{V} = \frac{m}{ρ} η \approx 0.318 c m^{3}$ (3)

其中,m为钙钒石晶体的质量,取1 g;ρ为钙钒石晶体的密度,取1.73 g/cm3。

由上面计算得到的100g硅酸盐水泥硬化收缩值8mL及式(3),即可计算出补偿100g水泥硬化收缩所需钙钒石的量δ:

因此,由式(4)可知:欲补偿硅酸盐水泥凝胶水化造成的收缩量,不管是外加膨胀剂还是制造膨胀水泥,所需钙钒石的最小量为25.2g(100g水泥)。

5结语

本文根据生成钙钒石的化学方程式,估算得出了补偿100g硅酸盐水泥硬化收缩所需钙钒石的理论值,即钙钒石在有效膨胀期内所需的最小生成量,为实际工程中掺膨胀剂的最小量提供一定的依据。

摘要：介绍了硅酸盐水泥的硬化收缩是造成混凝土开裂的重要原因之一,为此根据硅酸盐水泥的硬化收缩量,估算出补偿其硬化收缩所需钙钒石的理论值,为实际工程中确定膨胀剂的最小掺量奠定了理论基础。

关键词：硬化收缩,补偿收缩,钙钒石

参考文献

[1]谭晓倩,陈伟,王凌跃.国内外混凝土的收缩性能试验研究方法[J].山西建筑,2006,32(2):157-158.

[2]P.K.Mehta.Expansive cements 6th Intern Symp on chem[J].Cement Moscow,1976(8):1-14.

[3]刘崇喜.钙钒石晶体结构剖析[J].长江科技学院,1985(4):15-16.

[4]游宝坤,李乃珍.膨胀剂及其补偿收缩混凝土[M].北京:中国建材工业出版社,2005:18-19.

[5]席耀忠.水泥混凝土的体积变形及其测量[J].混凝土,2000(9):35-38.

[6]赵顺增,刘立.补偿收缩混凝土有效膨胀的研究[A].混凝土膨胀剂及其应用[C].北京:中国建材工业出版社,2006:185-191.

喷射补偿收缩篇7

准朔铁路黄河特大桥采用380 m上承式钢管提篮拱一跨跨越黄河,主拱肋计算跨度360 m,每条拱肋由4根ϕ1 500 mm、壁厚30 mm～35 mm的弦管组成。钢管拱拱肋内混凝土采用C50补偿收缩混凝土,采用顶升施工工艺,全桥需顶升混凝土6 255 m3。

2 工程的特点及难点

2.1 工程特点

1)拱肋钢管直径大,顶升高度大:

主拱弦管直径1.5 m,累计最大顶升高度67.5 m。

2)混凝土顶升量大:

拱肋顶升混凝土共6 255 m3,最大单次顶升635 m3。

2.2 工程难点

1)拱肋横跨黄河,属大江、大河深水临空作业,施工控制难度大。

2)钢纤维混凝土要求轴心抗拉强度不低于7.0 MPa且满足泵送要求,混凝土配制难度大。

3 黄河特大桥拱肋混凝土技术及质量要求

钢管内混凝土要求凝结硬化后有良好的密实性;具有低泡、大流动性、收缩补偿、延后初凝和早强的工作性能。

4CF50钢管混凝土配合比技术要求

CF50钢管混凝土配合比技术要求见表1。

5 配合比监控

5.1 配合比设计及校正监控

1)监理站试验室选派业务能力强的试验专业工程师全程旁站、记录整个试配过程并留置影像资料。

2)要求施工单位项目试验室在混凝土试配前,优选原材料,根据当地地材情况,选择优质的水泥、砂、石和外加剂、粉煤灰。

5.2 配合比审批监控

1)混凝土试配后必须经监理站审批,不得先使用后申报。2)审批上报内容包括:计算书、各项试验报告、原材料报告、审批表。

5.3 试验资料监控

1)水泥、钢筋、砂、石、水、防腐材料等原材料试验台账。

2)水泥、钢筋、砂、石、水、水泥外加剂、外掺料等成品出厂合格证、报检单、现场抽检试验报告。

3)混凝土配合比审批报告。

5.4 记录报告监控

1)采用统一的试验报告表格,采用标准准确,数据修约根据标准规定,采用法定计量单位,试验项目填写要完整,签名齐全,编号连续。

2)试验报告应用碳素笔填写或打印,并不得涂改。试验记录必须使用碳素笔,不得用铅笔记录,记录如要修改,作废数据应划两条水平线,将正确数据填在上方,加盖更改人印章。记录报告应干净整洁。

6CF50补偿收缩混凝土配合比施工工艺要求

1)现场混凝土拌合站应保证CF50钢纤维混凝土在3.5

h内连续搅拌及运输能力。

2)CF50钢纤维补偿收缩混凝土搅拌工艺:

水泥、粉煤灰、膨胀剂、粗细骨料先加入搅拌机组搅拌20 s后,再加入分散的钢纤维继续搅拌40 s,最后加入水和减水剂继续搅拌180 s至拌合物状态均匀后下料装车。

3)温度要求:

a.水泥、粉煤灰、膨胀剂温度应不大于30 ℃;b.砂石骨料、钢纤维存放地点需设置遮阳棚,并且温度应不大于20 ℃;c.水、减水剂的温度应控制在5 ℃～20 ℃;d.搅拌、运输、施工时环境温度应在5 ℃～15 ℃范围。

7CF50补偿收缩混凝土配合比用原材料质量要求

1)水泥:

采用大同冀东P.O52.5水泥,各项指标应符合GB 175-2007通用硅酸盐水泥及TB 10424-2010铁路混凝土工程施工质量验收标准。

2)中砂:

河曲唐家汇砂场,细度模数2.60～3.0,符合TB 10424-2010铁路混凝土工程施工质量验收标准。

3)碎石:

河曲梁家碛碎石厂,采用连续级配碎石(90%的10 mm～20 mm碎石、10%的5 mm～10 mm碎石),要求符合TB 10424-2010铁路混凝土工程施工质量验收标准。

4)粉煤灰:

采用神头二电厂F类粉煤灰。技术指标符合TB 10424-2010铁路混凝土工程施工质量验收标准。

5)减水剂:

采用山西桑姆斯聚羧酸系高效减水剂,符合TB 10424-2010铁路混凝土工程施工质量验收标准。

6)膨胀剂:

采用天津豹鸣HCSA型高性能混凝土膨胀剂,符合GB 23439-2009标准。

7)钢纤维:

上海圆湖,高强钢丝切断(端钩)型,抗拉强度大于1 000 MPa,长度30 mm,25 mm,13 mm。

8CF50混凝土配合比

1)混凝土要满足设计及规范强度要求(C50)。

2)为保证钢管对混凝土套箍作用的有效性,混凝土必须具有收缩补偿的性能。要求混凝土具有低气泡、高流动性、免振自密的性能。

3)混凝土初凝时间大于16 h以上,并且灌注过程中坍落度的损失要小。

4)钢纤维混凝土轴心抗拉强度不小于7.0 MPa,膨胀剂符合GB 23439-2009要求,28 d水中胶砂限制膨胀率不大于0.3%。

5)钢纤维混凝土含气量4.5%～6.5%。

6)CF50钢纤维混凝土理论配合比:水泥∶粉煤灰∶钢纤维∶砂子∶碎石∶水∶减水剂∶膨胀剂=1∶0.15∶0.28∶1.97∶1.32∶0.39∶0.023∶0.109,水胶比0.31。每立方米混凝土用料量:水泥460 kg,粉煤灰70 kg,钢纤维:30 mm的80 kg,25 mm的25 kg,13 mm的25 kg,砂子907 kg,碎石605 kg,水178 kg,减水剂10.44 kg,膨胀剂50 kg。

9CF50混凝土模拟试验

为了验证钢纤维配合比,2011年6月进行第一次弦管钢纤维混凝土顶升模拟试验,当混凝土卸料到拖泵进料仓篦子时发生堵塞,经过现场观察和分析,认为主要原因是钢纤维混凝土粘度大,不满足泵送性能。通过优化粗细骨料与钢纤维的级配,确定了三级配钢纤维、两级配碎石,并摸索出适应于钢纤维混凝土的聚羧酸高性能减水剂,辅以适应于钢纤维混凝土的现场生产工艺,并于2011年8月31日在黄河桥成功进行了模拟泵送——顶升试验,并成功完成。

9.1 试验分析

1)每盘拌制1 m3混凝土的时间为8 min 30 s,配备两辆8 m3混凝土运输车,运距为700 m。

2)按照既定投放次序和比例,均匀的将不同规格的钢纤维撒落到骨料传送带上,保证钢纤维和骨料一同均匀的进入搅拌机组内。

3)运输车卸料到拖泵进料仓篦子时无堵塞现象,下料顺畅,满足泵送要求。

9.2 试验检测数据及结果

1)第二次模拟顶升钢纤维混凝土试验从混凝土的拌合、运输到泵送均顺利完成,顶升过程中混凝土的各项性能指标符合试验施工要求,见表2。

2)试件规定龄期的力学性能指标满足设计施工要求,见表3。

3)试验技术指标要求与实测数据对比见表4。

4)混凝土内部温度见表5。

5)钻芯取样结果。

芯样上钢钎维、粗骨料水平分布均匀,芯样无裂缝,端面平整,钢纤维与混凝土粘结性良好。芯样混凝土强度推定值(最小值)为63.2 MPa,达到设计强度的126.4%。

9.3 顶升试验结论