膨胀混凝土应用

膨胀混凝土应用（精选8篇）

膨胀混凝土应用 第1篇

长期以来, 大型混凝土结构都需要解决由于沉降、温差等原因产生的混凝土开裂问题。在众多解决措施中, 采用膨胀混凝土是比较经济合理的方案。应用膨胀混凝土的目的主要有以下四点:1) 使大型、超长钢筋混凝土建筑结构保持设计施工的连续性, 并且达到设计功能要求;2) 不用因为不均匀沉降而额外设置后浇带, 大大加快工程施工进度, 同时有效避免了因后浇带处理不好而引起地下结构的漏水;3) 利用膨胀混凝土的膨胀特性阻塞混凝土内部毛细孔, 抵抗混凝土渗水, 提高混凝土抗渗性能;4) 膨胀混凝土的膨胀特性对混凝土的抗裂有很大的抑制作用, 减少并防止混凝土内外部裂缝的出现。

二、缺陷原因分析和外加剂的选择

对于膨胀混凝土在建筑工程的使用主要有以下问题和观点。

(一) 水泥的选用和外加剂的选用问题

根据现场实测, 1m3混凝土内100kg水泥, 如果采取隔热措施, 混凝土可升温12℃。当混凝土内外温度相差20℃以上, 混凝土表面就会出现裂缝, 因而要减小混凝土表面热量散发, 在10℃温差产生之前保持隔热。我国规范⑵规定浇筑混凝土温差不大于25℃, 在施工过程中对现场混凝土严格进行温度控制。

(二) 水泥种类对水化热的高低和膨胀率影响

施工单位为了节约工期, 尽可能早的拆除模板, 往往优先使用早强水泥, 但早强与缓凝本来就是矛盾的, 模板拆除过早构件混凝土会发生侧向膨胀, 从而引起构件混凝土表面裂缝。墙体两侧模板拆除过早, 对墙体的侧向无法进行有效无约束, 如果达不到充分养护条件, 再遇到天气干燥的自然原因, 混凝土表面冷缩裂缝和干缩裂缝产生的几率就更大。也就是说在无约束条件下, 膨胀率越大的混凝土裂缝就会越多。在墙体较薄的去情况下, 模板拆除过早, 保温做的不及时, 混凝土的温度变化过大, 施工时不能做好温控, 裂缝就在所难免, 还很严重。早强水泥和缓凝剂使用不当也是膨胀混凝土裂缝产生的原因之一。

(三) 絮凝现象的预防措施

通常使用的钙矾石类膨胀剂含石膏较多, 最好优先使用萘系减水剂, 尽量避免使用木钙等缓凝剂或减水剂, 防止膨胀混泥土产生絮凝现象。

三、关于膨胀混凝土的应用条件

(一) 无约束自由膨胀状态

普通混凝土处于自然空气环境中长时间处于收缩状态, 如果在水环境中, 基本处于微胀状态。对于素混凝土或低配筋率混凝土出现的裂缝主要是收缩裂缝。自由膨胀状态下, 混凝土本身比较松弛, 在膨胀力作用下混凝土表面易产生细微裂缝。混凝土试件强度试验检测值偏低, 混凝土中膨胀剂掺量越多检测值越低, 所以试件拆模时间不小于3d。

(二) 有约束限制膨胀状态

GBJ119-88规范⑴要求混凝土试件在水中养护14d后达到限制膨胀率1.510-4, 而JG476-2001标准规定砂浆试件为210-4, 混凝土结构内纵向钢筋是束作用的主体。在地下室施工过程中, 地下室墙体因有模板约束, 限制作用较好, 产生的膨胀都是纵向的, 对提高混凝土密实度极其有利。如果地下室墙体模板拆除过早, 墙体本身混凝土抗拉强度低, 初期膨胀相对较大, 混凝土表面松弛, 细微裂缝很容易产生。所以在地下室墙体施工中, 尽量延迟模板拆除时间, 在做好养护工作的同时, 最好采取隔热控温措施。

(三) 膨胀率简述

国内国外有明确要求的的膨胀应力为0.2-0.7MPa, 以此补偿混凝土收缩, 以避免膨胀力过大引起不良效果。常用的膨胀剂以钙矾石类膨胀剂居多, 该类膨胀剂内石膏含量多, 当大比例掺入时, 后期由粗粒料产生的膨胀力过大, 影响混凝土质量。此种影响更严重的当属MgO类膨胀剂。如福建省水口电站大坝膨胀混凝土MgO类膨胀剂掺量为5%, 该工程膨胀混凝土初期膨胀率仅为0.410-4, 2年后达到210-4。条件允许的的情况下, 尽可能使用保温性好, 膨胀率后期回落小的硅酸盐类膨胀剂。膨胀剂掺量大小对膨胀率起决定性作用, 膨胀率因养护好坏也可相差数倍。膨胀在养护水分不足时难以产生。膨胀率的大小因地制宜, 以均匀持续膨胀为佳。综合配筋率、粉煤灰、矿粉等其他外加剂对膨胀率的影响不同, 正确进行结构抗裂设计。

(四) 控制碱-骨料反应

多孔燧石、黑硅石等不安定活性硅类骨料与白云质石灰岩的碱-碳酸盐反应, 或者该类骨料与水泥或膨胀剂中的碱 (Na2O+0.658K2O) 反应, 配制出较大膨胀的混凝土。采用碱含量低于0.6%的水泥中时, 同时对碱-骨料反应加以控制, 有害影响就不会产生。

(五) 膨胀率的检测

混凝土膨胀率测定时, 由于地域差异、检测标准和检测方法不同, 检测结论出入很大, 究其原因主要是水泥品种、膨胀剂性能和掺入比例不同, 进行试验时最好使用同牌号水泥, 这样可通过调整掺入比例来控制膨胀率。

四、关于膨胀加强带的理论论证

在常规建筑设计中, 对于长度超过50m的钢筋混凝土结构, 设置后浇带, 防止沉降和伸缩产生开裂, 混凝土施工采用非连续浇筑。如果采用无缝设计和施工时, 设置的膨胀加强带宽度2-4m, 用以取代后浇带, 混凝土一次连续浇筑。具有自由面的膨胀混凝土, 膨胀发生在混凝土浇筑开始, 处于塑性状态的初期混凝土, 膨胀能在混凝土向上向下的自由膨胀变形中消耗掉。在混凝土施工作业中, 膨胀剂在加强带部分与非加强带部分同时掺入使用, 加强带部分比非加强带部分掺量多, 从塑性变形到弹性变形是连续浇筑混凝土的变形过程, 塑性变形过程中的混凝土, 对膨胀约束很有限。

此外, 超长混凝土结构的收缩问题可以采用施加均匀膨胀力的方法解决, 只要掺入适量的持续均匀膨胀的膨胀剂加以补偿收缩即可。在秦皇岛市海港区渤海明珠小区地下车库顶板设计中, 通过与设计单位研究合作, 取消了2个后浇带。该工程取得成功, 说明使用该类膨胀剂 (UEA) 完全可以解决超长混凝土结构的收缩问题。

无缝设计是未来钢筋混凝土的设计趋势, 越来越多的超长钢筋混凝土结构必将大量采用无缝设计。只有经过设计部门、施工部门、材料研制生产部门和检验试验部门等各方面联合研究, 控制好各个环节和因素, 成功的无缝设计是可以实现的。但是应用膨胀混凝土也要考虑到结构要求条件和现场施工条件、约束条件等具体因素的适用性, 否则会起相反作用, 而影响混凝土结构的安全。

五、施工实例

案例一:秦皇岛市海港区河北大街中段渤海明珠住宅小区工程地下车库, 地下2层, 占地总面积约40000m2。车库顶板采用无粘结预应力膨胀混凝土, 取消后浇带, 有效地解决了大面积混凝土顶板温度裂缝的问题, 同时节省工期, 降低工程造价。

案例二:秦皇岛市山海关区关城南路南侧滨河佳园住宅小区工程, 地下1层, 总面积约10000m2。车库顶板同样采用无粘结预应力无梁楼板, 预应力与膨胀混凝土相互使用, 取消了后浇带, 同时在很大程度上缩短了工期。

六、膨胀混凝土的应用前景

根据以上原因分析和解决措施, 以及施工实例的佐证, 膨胀混凝土确实具有广泛应用的前景。随着社会的进步、科技的发展、建筑功能结构日益完善、新型材料不断应用, 钢筋混凝土结构逐步向大型、超大型发展, 膨胀混凝土将会有更广泛的应用发展空间。

参考文献

[1]现行建筑施工规范大全[M].北京:中国建筑工业出版社, 2002年

膨胀混凝土应用 第2篇

引言

我国目前很多工程上都使用了膨胀混凝土，通过多个项目的实践证明了膨胀混凝土在施工质量方面所具有的优点，在膨胀混凝土的施工过程当中，如果能够对于施工的各个环节给予较好的控制，并对施工的技术水平不断创新与提高的话，就能够实现对于浇筑部位混凝土施工的连续性，连续施工可以减少建筑物的施工缝留置数量，对建筑物来讲有很大的好处，而且对于建筑工程的特殊施工部位也有着非常重要的意义。目前在我国很多隧道、地下工程当中都采用了膨胀混凝土这一技术，不但大大地缩短了施工工期，而且对于工程成本的降低与克服工程当中一些质量问题，比如混凝土裂缝的产生、模板周转的次数都有着非常重要的意义，因此，加强对于膨胀混凝土施工技术的应用与在各大工程上的施工，有着非常重要的现实意义，对于现代施工技术水平的提高也有着非常重要的影响。

1膨胀混凝土与膨胀剂的关系

在混凝土的施工当中，最常遇到的一个问题就是混凝土的收缩，这是一个不可避免的过程，混凝土的收缩会在混凝土的表面产生很多细小的裂纹，影响混凝土构件的观感质量，严重的甚至会影响结构的安全性，使用膨胀剂的作用，就是利用膨胀剂的膨胀性能来抵消一部分或者全部的混凝土收缩应力，对收缩进行补偿，从而减少裂缝的产生。对于不同的混凝土来说，受到的限制作用并不一样，而且变形的形式也不一样，混凝土结构的抗压强度虽然非常高，但是抗拉强度却非常低，延伸率也很小，只要超过混凝土的抗拉强度，或者变形超过混凝土自身的变形限值，混凝土就会开裂。因此在混凝土的`膨胀浇筑与养护过程当中，必须对如何限制混凝土的变形进行重点控制。

混凝土有两种变形形式，第一种是自由变形，第二种是自由膨胀，在实际工程当中，混凝土的自由膨胀并不会造成混凝土的开裂，但是混凝土的自由收缩往往会造成混凝土的开裂，所以，要防止混凝土自身开裂，最有效的方法就是限制收缩，限制收缩的原理就是避免或者延缓混凝土出现开裂的时间，从而提高混凝土结构的耐久性，这也是往混凝土当中掺入膨胀剂的原理。混凝土中掺入膨胀剂能够在很大程度上延缓甚至避免混凝土结构的开裂状况，而且在补偿混凝土收缩的时候能够同时提高混凝土的密实度，大大提高混凝土的抗裂性能，由于膨胀剂在水化反应的过程当中可以生成硫铝酸盐膨胀剂，甚至生成钙矾石能够使得体积膨胀为原先的1.5倍左右，因此在混凝土强度的形成过程中起到了搭接混凝土构架与延伸的作用，能够有效地堵塞混凝土内部产生的缝隙并切断混凝土毛细作用的通道，因此大大降低了混凝土的孔隙率，改善了混凝土结构的性能，并提高了混凝土结构的抗裂能力，进而提高了混凝土结构的耐久性。

2膨胀混凝土的施工技术分析

2.1混凝土膨胀带的设置

在膨胀混凝土的施工当中，最重要的一个环节就是设置膨胀带，在设置膨胀带的同时应当同时在两侧设置固定的铁丝网，第一可以防止混凝土的配合比不一致，产生的缝隙不同造成材料的混合影响膨胀带的稳定性。因此，在膨胀混凝土的施工当中，必须对混凝土的配合比以及浓度进行有效地控制，在外侧混凝土的施工中可以掺入6%~8%的膨胀剂，而对于膨胀带处的混凝土则应当加入8%~10%的膨胀剂，加入膨胀剂的目的是协调膨胀受力带左右两侧不同结构部位受力情况不均匀的问题，防止产生裂缝。所以在混凝土的浇筑过程当中，施工人员应当严格按照结构设计规范的相关要求进行施工，而不能把所有需要掺入膨胀剂的混凝土的掺入量都控制在一定范围内，进行无差别的施工。掺入量如果没有分别，首先会对混凝土自身的浇筑质量造成影响，还会因为工序的原则导致施工工期的延长，或者因为工序问题而造成建筑施工工期的延长，所以在膨胀混凝土带的设计与施工当中，必须要首先考虑如何维持膨胀带的稳定，还要考虑膨胀带与设计图纸上混凝土强度之间的相互关系，还有位置的相关变化情况，膨胀带的宽度一般采用2m左右，预留的宽度必须能够保证混凝土膨胀带的连续施工，保证膨胀带的施工质量。

2.2设置补偿专用钢筋

在混凝土膨胀带的施工当中要考虑对加强带温度的控制，在达到规范规定的控制温度下开始钢筋的绑扎，钢筋绑扎可以加强膨胀带对于温度应力的控制，减小因为材料不均匀产生的不同种材料之间的裂缝，在补偿钢筋的施工过程当中，应当特别注意补偿钢筋与加强带之间是否垂直，补偿钢筋每边应当伸入两侧混凝土当中不少于50cm.而且所采用的补偿钢筋的材质应当与混凝土梁中的构造钢筋的材质相同，在一般情况下，补偿钢筋的直径应当比构造钢筋小1个~2个等级，如果补偿钢筋位于顶板，则应当与对应的面筋进行有效的绑扎，墙板后侧的补偿钢筋也应当与对应的面筋或者底筋进行有效的绑扎。绑扎牢固可以有效地保证混凝土的受力性能，如果不进行有效的绑扎，则可能会由于受力过大产生部分混凝土裂缝，影响混凝土的施工与观感质量。

2.3对膨胀混凝土进行搅拌与运输的控制

在施工中，需要对膨胀混凝土的搅拌时间进行严格的控制，适当延长搅拌的时间保证混凝土搅拌的均匀性。在混凝土浇筑之前，先对模板进行清理与检查，保证模板中没有杂物或者其他材料，在浇筑的过程当中，应当至少配置两个高频振捣器，第一个振捣器放置在混凝土浇筑的卸料口，作用是对混凝土上部的浇筑进行捣实工作，第二个振捣器可以放置在混凝土的坡脚处，放置在坡脚处可以保证把膨胀混凝土振捣密实。先对出料口的混凝土进行振捣可以防止混凝土的集中堆积，混凝土经过振捣形成一个自然的流淌坡度，然后再进行全面的振捣就比较容易了，在振捣中应当对于振捣的时间、振捣棒插入混凝土当中的深度、振捣棒在振动过程中移动的距离进行限制，浇筑带所需要的混凝土的方量应当提前进行计算并确定好建筑工程的尺寸、泵送的施工工艺，输送车的数量以及运输的速度等，避免在混凝土施工的过程中出现冷施工缝。而且如果混凝土有防水要求的话，还应当对密实度进行仔细的控制，防止出现漏振、过振、欠振的情况，每一处的振捣时间应当在20s~30s之间，振捣直到混凝土的表面不出现气泡而且出现泛浆为准。振动的时候应当把振捣棒快插慢拔，避免出现振捣不实。在振捣的时候应当尽量不要碰撞模板，钢筋等，防止模板和钢筋等产生变形或者位移。

2.4膨胀混凝土进行二次抹面与养护

浇筑完膨胀混凝土之后，应当对混凝土进行二次抹面处理，二次抹面可以有效地防止混凝土出现龟裂的现象，养护则一般应当在混凝土初凝之间，大约浇筑完毕混凝土之后的8h~12h之内进行养护。二次抹面应当采用人工施工的方式进行，先对混凝土进行抹压，混凝土的浆液渗出以后再对表面进行抹压与平整操作，为了保证混凝土出现损伤避免返工，对膨胀混凝土加强养护是非常必要的，养护的好坏直接影响到膨胀混凝土的使用年限，一般养护时间应当达到15d以上，同时应当防止膨胀混凝土受到阳光的暴晒，产生施工缝隙，确保混凝土的质量。

2.5对混凝土接槎处的处理技术

膨胀混凝土的施工可以采用连续浇筑的方式，也可以采用间歇性浇筑的方式，如果浇筑过程当中必须有间歇，则间歇的时间必须保证两次混凝土浇筑有很好的搭接，搭接的接口应当预留在膨胀混凝土加强带一侧，如果对接槎处混凝土进行二次浇筑，则应当保证接槎处杂物的清理干净，凿毛然后润湿，涂刷一遍水泥浆或者砂浆以后，再进行填充施工。混凝土接槎处如果处理不好，两次混凝土浇筑的接触面就不能够紧密衔接，那么在以后的使用当中，很可能由于操作不当等原因，发生诸如漏水、渗漏等问题，严重影响结构的施工质量。

3结语

经过以上分析，在膨胀混凝土的施工过程当中，应当对关键的工序予以高度的重视与合理的操作，膨胀混凝土的施工技术不但能够提高建筑工程本身的混凝土强度，提高混凝土工程的耐久性，还可以实现建筑混凝土工程的大体积混凝土连续作业，如果采用防水混凝土，还可以得到非常良好的建筑防水效果，所以在建筑工程当中，施工人员应当积极采用科学、完整的施工方法，对膨胀混凝土进行施工，对膨胀混凝土施工技术进行分析，对于缩短施工的工期，提高混凝土质量，以及节约施工成本都有很大好处，也可以为以后工程的使用奠定良好的基础，因此，具有很强的现实分析意义。

参考文献：

[1]孙永刚，逯引珍。浅谈建筑施工企业常见问题---以混凝土裂缝的预防和处理技术为例[J].管理观察，(23)：56-58.

[2]宋东辉。膨胀混凝土施工的关键[J].科技信息，(8)：99-101.

[3]周立丹。“立达大厦”项目现浇楼板膨胀混凝土施工应用探讨[J].四川建材，(3)：21-23.

[4]膨胀剂质量监督检查情况无锡市质监站开展“掺膨胀剂混凝土”质量专项检查[J].膨胀剂与膨胀混凝土，(1)：9-11.

膨胀混凝土的耐久性研究与应用 第3篇

(1) 首都机场新航站楼地下室, UEA混凝土160, 000m3;

(2) 北京地铁防水衬砌, UEA混凝土150, 000m3;

(3) 珠海拱北口岸广场地下工程, UEA混凝土80, 000m3;

(4) 武汉国际会展中心地下室, UEA混凝土120, 000m3;

(5) 福州长乐国际机场航站楼地下室, UEA混凝土68, 000m3;

(6) 北京望京、方庄住宅区地下室, UEA混凝土88, 000m3;

(7) 深圳体育中心看台, 华为科研中心, UEA混凝土22, 000m3;

(8) 石家庄、天津污水处理厂, UEA混凝土45, 000m3;

1 作用机理分析

大体积混凝土在硬化期间的水泥水化过程中会释放大量的水化热, 使混凝土中心及基础中部区域产生很高的温度。基础块厚度越大, 温度越高。而混凝土表面和边界受气温影响温度较低, 这样形成较大的内外温差, 使混凝土表面产生拉应力。当混凝土降温时, 混凝土由于逐渐散热而产生收缩, 混凝土在收缩时由于受到基层及结构本身的约束, 以致产生较大的收缩应力。当这种收缩应力超过一定的限度, 其产生的温度应力就会在新浇筑混凝土基础产生收缩裂缝。这种收缩裂缝有时会穿混凝土基础断面, 成为结构性裂缝。众所周知, 采用粉煤灰和缓凝剂做大体积防水混凝土, 原理是降低混凝土的水化热, 使综合温差T减少, 用温差变形αTεp (极限拉伸) , 结构就不会开裂, 这对于强度等级低的C20~C25的大体积混凝土是有效的。但对于C30以上混凝土, 其水泥用量较多, 一般在400kg/m3~500kg/m3, 即使用粉煤灰取代部分水泥, 混凝土的水化热仍相当高, 可使混凝土内部最高温度达60℃~80℃。当混凝土内外温差超过25℃时, 有可能导致大体积混凝土出现贯穿的温差裂缝。我们知道, 综合温差T=T1+T2, T1为混凝土消化热最高温度与环境平均气温之差T2为混凝土收缩当量温差, 混凝土收缩当量温差T2=εy (t) /α, εy为混凝土收缩值。对于普通混凝土, 限制收缩率εy= (2~3) 10–4, 即T2=20℃~30℃, 而混凝土早期 (10d~15d) 的极限拉伸很低, 一般εp= (1~2) 10–4, 因而很容易出现裂缝。而膨胀剂产生膨胀效应, 在14d的限制膨胀率ε2= (2~4) 10–4它不但可以补偿混凝土的收缩且能降低混凝土的温差。按T2=εy (t) /α, 膨胀混凝土ε2=110–4, 则T2=110–4=10℃。如果ε2=210–4, 则可补偿温差20℃, 这是很大的潜在温差补偿效应。对于普通混凝土, 由于产生收缩, 对于UEA混凝土, 由于产生膨胀, T2是负数, 综合温差变成T=T1~T2.使结构的温差变形αT小于混凝土的极限拉伸εp, 防止大体积结构产生裂缝, 这就是补偿收缩混凝土控制大体积结构混凝土裂缝的理论依据。原则上, 一般UEA掺量 (替代胶凝材料率) 为10%~12%, 对于低掺的高性能UEA为6%~8%。但是, 由于水泥的活性和组成不同, 化学加剂的品种和掺量不同, 必须根据现场原材料和混凝土坍落要求, 以及GB 50119-2003要求, 配制的UEA补偿收缩混凝土应达到水中14d的限制膨胀率≥0.015%;填充性膨胀混凝土水中14d限制膨胀率大于0.025%, 同时达到设计强度等级和抗渗标号, 以膨胀率预定值确定UEA的掺量。

2 UEA膨胀混凝土的性能

2.1 坍落度及坍落度损失

相同水灰比条件下混凝土中UEA掺量与其坍落度的关系。当UEA的掺量在8%以下时, 坍落度基本上无变化, 随着掺量的增加, 坍落度损失比普通混凝土稍快, 一般不影响施工。但在施工中如果是远距运输时, 应考虑UEA混凝土坍落度损失问题, 可在UEA混凝土中加入减水剂以满足施工要求。

2.2 抗裂性

吴中伟院士认为微孔与毛细孔在混凝土成型和水泥水化硬化过程中形成的, 但缝的形成大多是外界因素的影响所致。除荷载外, 主要由于失水和降温引起的体积变化 (收缩) 、混凝土内部热湿变化, 也能引起孔缝的变化。不论何种原因引起的体积不稳定, 都能导致裂缝, 但最常见的是在限制条件下, 因收缩而引起的开裂。补偿收缩就是用限制条件下的膨胀来补偿这种收缩, 从而减免裂缝的发生与发展。处在侵蚀与环境中的混凝土, 对混凝土质量的密实性要求很高, 对于混凝土内不可见裂缝应力求减少, 以提高混凝土的耐久性。当UEA膨胀剂加入普通水泥和水拌合后, 水化反应形成膨胀性水化物钙矾石 (C3A3Ca SO432H2O) , 这是它的膨胀源, UEA补偿收缩混凝土是一种微膨胀混凝土。UEA补偿收缩混凝土被认为是一种解决收缩开裂问题的有效技术途径, 其主要原理是通过生成许多结晶水化物来产生适度的化学膨胀, 在钢筋和部位的约束下可建立0.2MPa~0.7MPa的自应力值, 补偿混凝土因收缩作用而产生的拉应力, 从而减少混凝土的开裂。

2.3 抗渗性

UEA在水化过程中, 它生成的钙矾石结晶起到了填充、堵塞毛细孔的作用, 使大孔变小孔, 总孔隙率减少, 改善了混凝土的孔结构分布, 从而提高了混凝土的抗渗能力和力学性能, 从流变学理论分析, 通过抗裂防渗作用的提高, 必然提高了混凝土的耐久性, 使它的抗裂渗性能优于普通混凝土。

注:配合比1∶1.73∶2.83, 用红水河32.5R普通水泥, A1、A3用红水河42.5R普通水泥。

由上表明显显示, UEA补偿收缩混凝土明显提高抗渗性能。

2.4 物理力学性能

注:配合比1∶1.73∶2.83

由上表可见, 掺UEA水泥混凝土的物理力学性能, UEA在10%~12%范围内, 对强度不影响, 长期强度稳定上升。

3 UEA膨胀混凝土的技术经济效果比较

经过大量的工程实践, UEA混凝土的技术经济效果是明显的, 其性能也是可靠的。

(1) UEA膨胀剂施工简单方便, 只需延长搅拌时间0.5min~1min。其振捣、养护与普通混凝土相同。

(2) 技术经济效果明显。UEA膨胀剂可使混凝土的粘结力提高20%左右, 抗渗标号提高1倍~2倍, 对钢筋无锈蚀, 具有良好的抗渗、防水作用。

(3) 耐久性好, UEA混凝土的防水有效年限与结构寿命相同, 可节省大量维修费用。此外, UEA是一种无机粉末, 无毒, 可避免某些柔性防水材料施工时发生的环境污染问题。

(4) 经济效果好, 掺用UEA膨胀剂制成的补偿收缩混凝土, 每平米可降低防水工程造价约20元左右, 并在缩短工期的同时又能有效地防止混凝土的收缩裂缝, 有较为显著的经济效益。并且增加了构筑物的耐久性, 减少维修费用, 延长使用寿命。

4 结束语

结构自防水在建筑防水工程中占主导地位, 经过大量的研究实践, 人们逐渐认识到, 结构自防水是治本, 在材料性能方面, 混凝土的抗裂比抗渗更重要, 掺入膨胀剂的补偿收缩混凝土具有抗裂防渗双功能, 经过大规模工程实践证明, 这种混凝土成为我国八十年代后主导的结构自防水材料。近年, 膨胀剂在高性能混凝土应用已取得很大进展, 前景广阔。

摘要：用UEA膨胀剂拌制的微膨胀混凝土称为UEA补偿收缩混凝土。在钢筋和邻位限制下, 这种混凝土在结构中建立0.2MPa0.7MPa预压应力, 可防止或大大减轻混凝土硬化过程产生的收缩裂缝, 从而达到抗裂防渗的结构自防水的目的, 能收到明显的社会效益和经济效益。这一新技术给建筑防水设计和施工带来很大进步, 正在被日益广泛地推广应用。

关键词：UEA混凝土机理分析性能技术经济分析

参考文献

[1]《UEA补偿收缩混凝土刚性防水屋面的研究》陈富银、游宝坤.

膨胀混凝土应用 第4篇

关键词：混凝土,膨胀剂,加强带,后浇带,应用

1工程概况

海南国际网球俱乐部位于海口市海甸岛沿江五路西端, 西北两侧紧靠琼州海峡, 临街傍海, 是一幢以室内网球为主的大型多功能国际性娱乐中心, 也是海南省的重点工程之一。工程总投资2.2亿元, 总建筑面积49 709 m2, 其中地下室建筑面积10 623 m2, 地上五层, 地下室一层建筑物长104.7 m, 宽88.7 m, 底板厚400 mm, 侧墙厚300 mm, 客房部分的五层采用现浇框架结构, 柱距8 m8 m, 网球场部分因空间大, 采用屋顶为网架的框排架结构, 网架尺寸为40 m40 m和, 40 m64 m。由于工程地质情况较差, 故设计采用单桩承载力为1 100 km的ϕ600沉管灌注桩独立基础, 桩长23 m。地下室混凝土设计强度为C30, 抗渗标号为S6。该工程由国防科工委工程设计研究总院设计, 江苏省建筑工程总公司海南分公司施工, 并由国家建材研究院和贵州省建材科研设计院承担技术咨询和施工现场指导。

2施工方案

由于该工程位于海边, 地表下1.5 m即可挖见海水, 故原设计地下室底板和侧墙除采用UEA做自防水混凝土外, 另加二布三油聚氯乙烯防水卷材做第二道防水, 外墙再砌120 mm厚的砖墙作保护, 并留有三条后浇带, 施工难度较大, 工期较紧。后经技术咨询方与设计、施工及甲方研究, 决定取消二布三油聚氯乙烯防水卷材层及外围半砖保护层, 直接利用UEA补偿收缩混凝土作结构自防水, 而且采用取消后浇带的UEA无缝施工新技术。但考虑到该工程的超长超宽及环境气温一般在30 ℃以上的特点, 为确保工程质量, 采取了以下几点措施:

(1) 地下室垫层采内内掺8%的UEA膨胀水泥砂浆抹面两道, 作防水隔离层, 确保地下室底板不带水施工。

(2) 为保险起见, 先在垫层上加强带位置涂刷3 m宽的聚氨脂防水涂料两层, 同时在该3 m宽位置内增加15%的水平温度钢筋, 根据该工程的情况, 将底板分为六块, 设三条1 m宽的UEA膨胀加强带, 加强带采用内掺14%UEA的C35补偿收缩混凝土浇灌, 以用较大的膨胀值来补偿收缩值, 从而达到连续施工的目的 (见附图1、2) 。

3原材料、混凝土配合比及试验结果

3.1 原材料

(1) 水泥:

朝鲜产金钢牌42.5普硅水泥。

(2) 细集料:

海砂、细度模量Mk=2.50中砂, 表观密度2 632 kg/m3, 空隙率43.7%, 其级配情况符合河砂2区砂级配要求, 见表1。

(3) 粗集料:

火山灰岩碎石, 粒径5 mm～40 mm, 最大粒径amax=40 mm, 表观密度2 564 kg/m3, 自然堆积密度1 255 kg/m3, 空隙率51.5%, 其级配情况见表2。

(4) 膨胀剂:

贵州省建材科研设计院产UEAⅢ型膨胀剂, 内掺量12%。

(5) 泵送剂:

广东湛江外加剂厂产FDNP泵送剂, 掺量0.5%。

3.2 混凝土配合比

(见表3)

3.3 试验结果

(见表4)

4施工情况

整个地下室混凝土, 采用现场搅拌、现场泵送的施工方法连续浇捣, 至加强带时, 改用内掺为14%的UEA膨胀混凝土浇注, 整个地下室混凝土一个半月基本浇注完毕。共用去UEA补偿收缩砼7 200 m3, UEA360 t, 经十多年的观察, 地下室不裂不渗, 防水效果良好。

5技术经济效益

采用UEA, 补偿收缩混凝土作结构自防水和无缝施工技术, 取消原设计的二布三油聚氯乙烯防水卷材, 仅此一项, 就节约资金近100万元, 这不不包括取消后浇滞和外围半砖墙的材料和人工费用, 并大大简化了施工工艺, 加快了施工进度, 达到永久防水效果。

6结语

膨胀混凝土应用 第5篇

当建筑物地下水位较高的地下结构的体量较大或超长时, 设计、施工应综合解决结构抗渗与设置温度缝两大技术难题。多年来我们一直习惯于普通抗渗混凝土加设后浇带, 用来取代橡胶止水带伸缩缝。但设计中后浇带应布置在适当部位且应连续交圈, 将整体结构划分成若干临时性独立单元, 致使设计复杂化、难度增大。特别是在浇灌后浇带前的一段时间, 很难排除地下水对施工质量的影响, 并需处理一系列技术性问题, 诸如:对后浇带部位进行长期围护、设置临时支撑、清理后浇带、钢筋除锈、就位焊接等, 致使工序管理复杂化、施工难度增加, 工程质量难以保证、延误工期、增加投资。上述实际问题多年以来未能解决。因此, 综合解决无缝 (不设伸缩缝后浇带) 砼结构的抗裂问题, 确系当务之急。近几年来的科研成果和工程实践表明, 研制新型膨胀剂, 采用膨胀砼是综合解决上述技术问题的有效手段。

一、膨胀砼的抗渗、抗裂机理

⒈膨胀砼结构, 当未承受外荷载时, 其物理、力学状态。由于在砼中配置钢筋, 特别是工程实际中不可避免地存在着结构边界条件的约束作用 (沿结构尺寸的较长方向是主要约束方向) , 结构中产生的各类变形均处于受限状态, 故普通砼的干缩、蠕变、温差等收缩变形将引发裂缝。而膨胀砼在硬化过程中产生体积膨胀, 体内产生压应力和压应变, 补偿了各类收缩变形, 抵消或部分抵消了相应的拉应力, 从而提高了砼的抗裂性。由于膨胀变形及其所释放的能量的主要部分均发生在砼养护的初期阶段, 基本处于塑性状态, 故其孔隙的空间易于被大量压缩;加之, 游离的钙矾石结晶颗粒具有直填充孔隙的作用, 使孔隙进一步减小, 密实度明显提高。上述多种因素的综合作用, 有效地改善了砼的微观结构, 从而使其具有良好的抗渗性能。

⒉抗裂性机理的深化剖析。前文仅从补偿收缩的角度阐述膨胀砼的抗裂性, 这是多年以来众所共识的传统学术观点。综合近年来黑龙江省大量工程实践积累的检测资料及中国建筑材料科学研究院的试验研究成果以及国外有关文献, 对抗裂机理可做如下进一步的深化理解, 即:膨胀砼本身具有的下列特性, 是其获得良好抗裂性的重要因素。其特性一:在受限状态下砼净膨胀率 (按膨胀值与收缩值之差计算) e=f (t) 的发展过程延续相当长的时间, 曲线呈缓降收敛状态;在此过程中净膨胀率的变化为约在100天左右的龄期前, e为正值, 体内产生压应变;其后e转变为负值, 体内产生拉应变。其特性二:初期膨胀量达到高峰值, 是决定净膨胀率负值出现时间推迟的关键。当净膨胀率负值出现时, 砼的抗拉极限强度、极限应变值已大幅度增长足以抵抗收缩产生的拉应力、拉应变。综上, 剖析膨胀砼的抗裂性机理及评估其抗裂性能, 不宜单纯针对其膨胀值的大小, 而应综合分析净膨胀率发展全过程的延续时间、初期峰值的大小以及在此全过程中净膨胀率的变化规律。

二、关于工程实践若干问题的探讨

大量工程实践表明:在各类工程项目中 (诸如大型地下锅炉房墙、板结构、游泳池和地下贮水池、高层建筑的地下室墙、板结构及箱型基础等) , 采用无缝整体现浇膨胀砼结构方案均取得了良好的抗渗抗裂效果。但在实践中尚存在若干技术性问题, 应妥善处理。

⒈重视并加强砼早期养护 (约14d) 。在此期间, 应保持连续补给充足的水分, 以保证膨胀率达到较高的峰值, 这是提高抗裂性和抗渗性的关键。施工中往往由于忽视加强早期养护的机理未采取必要的养护措施, 致使膨胀砼的抗裂、抗渗性能遭受不同程度的影响, 甚至出现质量问题。

⒉掺膨胀剂的补偿收缩混凝土的膨胀效能在限制条件下才能产生予压应力, 构造 (温度) 钢筋的设计和特殊部位的附加筋的处理, 对控制结构的有害裂缝十分重要。墙体易于出现纵向收缩裂缝, 其水平构造筋的配筋率宜在0.4%~0.6%, 水平筋的间距应小于150mm, 并宜于在墙体的中部或顶端设一道暗梁。

⒊严格控制水灰比。黑龙江省实践经验表明:水灰比不应超过0.5l~0.52。水灰比过高则孔隙率增大, 钙矾石结晶颗粒的填孔效果受到影响, 不利于抗渗。膨胀量的绝大部分发生在早期, 砼尚处于塑性状态, 当孔隙率过大时, 膨胀能量的大部分消耗于压缩塑性体的大量孔隙和释放到其他非主要受限方向, 而沿主要受限方向 (沿该方向收缩变形值较大, 是抗裂设防的主要方向, 常首先出现裂缝) 的有效压应变和预压应力的初始峰值明显降低;故, 沿该方向孔隙的有效压缩量也相对降低, 终将导致抗裂、抗渗性能同时下降。

⒋控制振捣质量。其必要性不言而喻, 且混凝土应连续浇灌, 间隔时间不宜超过1小时, 当气候干热运距较长时可掺入缓凝剂, 且忌任意加水。浇灌自由落距不宜超过2m。

⒌为保证工程质量应采用不低于425号的普通硅酸盐水泥, 用量不宜低于300~350kg/m3。粗骨料粒径不宜大于32mm, 含泥量应小于l%;细骨料以选用含泥量小于l%的中粗砂为佳。

⒍膨胀剂的选型与掺量是影响工程质量的关键。其中, 以中国建筑材料科学研究院研制开发的U型膨胀剂为最佳。应视工程具体情况具体分析后确定。情况一:U型膨胀剂掺量10%~14% (占水泥比重) , 可获得良好的膨胀性能, 适用于以抗裂为主要目标的工程。当取此掺量时, 膨胀砼在非受限状态下自由膨胀的强度 (自由强度) 与普通砼自由强度相比, 约降低5%~10%。但可不考虑其影响。因为, 实际工程中砼均不可避免地处于受限状态。在此状态下膨胀砼的强度与普通砼相比约提高10%~30% (与受限状态的强弱及膨胀剂掺量相关) , 故, 在一般受限状态下膨胀砼的实际强度 (当掺量为10%~14%) 常高于相同强度等级的普通砼的自由强度。但当膨胀剂的掺量远大于±4%且结构处于非强化受限状态时, 上述不利影响则不可忽略;情况二:U型膨胀剂掺量8%~10%, 膨胀率偏低, 但砼的强度有所提高并有良好的抗渗性能, 适用于以抗渗为主要目标的承重结构。当同时提高砼的抗裂性时, 膨胀剂掺量可增加到14%。为慎重计, 建议将砼强度等级适当提高;情况三:膨胀剂掺量14%~16%, 膨胀率明显提高, 但砼自由强度下降幅度超过10%, 不应忽视。故, 取此掺量时仅适用于大体量且处于很强受限状态的填充混凝土。由于受限状态的强化, 混凝土的实际强度提高幅度较大, 足以补偿其自由强度的损失。

⒎黑龙江省处于严寒地区。膨胀砼 (掺U型膨胀剂) 对早强剂和抗冻剂一般是相容的。为慎重计, 上述外加剂的选型及掺量应参照黑龙江省类似工程的经验或必要时经试验后确定。

三、结语

黑龙江省在工程实践中采用膨胀砼新技术, 解决了地下砼结构抗渗抗裂问题, 简化了设计与施工程序, 确保了工程质量, 加快施工进度, 节约投资, 产生了明显的技术、经济与社会效益。这标志着该项技术在黑龙江省已进入一个新的发展阶段。在总结成功经验的同时也应看到, 在该领域的技术理论与实践方面, 尚有许多课题, 需要深入探讨、解决, 以求进取。

膨胀混凝土应用 第6篇

钢管混凝土拱桥是将钢管与混凝土完美结合的一种组合型材料,它通过钢管内部填充混凝土对钢管进行约束,提高管壁的稳定性,从而显著提高混凝土的抗压强度[1,2,3,4,5,6]。1990年,我国成功建造了第一座下承式预应力钢管混凝土拱桥———四川旺苍东河大桥,自此拉开了我国钢管混凝土拱桥大规模建设的序幕。随着我国公路和桥梁工程的发展,在国内已有两百多座钢管混凝土拱桥先后诞生,钢管混凝土拱桥施工工艺在我国已经趋于成熟,并处于世界领先水平[7,8,9,10]。

1 工程简介

新疆水坂观大桥工程位于乌鲁木齐市以南的板房沟河上,乌鲁木齐县南山旅游基地内的冬运会场馆速滑馆西南侧,为第十三届冬运会场馆配套设施。桥梁段长为440m,主拱桥跨度为150m,副拱桥跨度为80m,分为西引桥、主拱桥、东引桥。主拱分为十节,单肢外径0.85m、厚16mm,截面宽2.1m,高3.65m,最高点将达到50m以上。该工程采用中承式钢管混凝土结构,顶升法钢管混凝土施工工艺,钢管内填充C50微膨胀、自密实钢管混凝土,建成后将成为新疆地区跨度最大的飞燕式拱桥。水坂景观大桥设计效果见图1。

2 C50微膨胀自密实混凝土的配制

2.1 原材料的选择

水泥:42.5 R普通硅酸盐水泥,其各项性能检测结果见表1。

粉煤灰:F类Ⅱ级粉煤灰,其各项性能检测结果见表2。

矿粉:S95级粒化高炉矿渣粉,其各项性能检测结果见表3。

砂:Ⅱ区中砂,表观密度为2670kg/m3,细度模数为2.7。

石:卵石,颗粒粒径5~20mm,表观密度为2620kg/m3。

减水剂:聚羧酸系减水剂,含固量为18%,减水率为29%。

膨胀剂:TB-CSA型膨胀纤维抗裂防水剂,其水中7d限制膨胀率为0.030%,空气中21d的膨胀率为-0.016%。

2.2 自密实微膨胀混凝土的配制技术及工作性能要求

根据当地气候条件,并结合混凝土泵送施工工艺及设计文件的具体要求,配制的混凝土必须满足如下性能要求:

(1)微膨胀性能:水中养护14d的最小限制膨胀率≥2.5×10-4,随后放在恒温恒湿室养护28d的最大干缩率≤3×10-4。

(2)体积稳定性能:密闭环境下钢管混凝土自由膨胀率稳定收敛期宜控制在56d以内,其值控制在3×10-4~6×10-4。

(3)力学性能:混凝土的3d强度应达设计强度值的80%。

(4)工作性能:所配制混凝土需满足的工作性能见表4。

2.3 自密实微膨胀混凝土配合比设计

混凝土配合比设计主要参考JGJ/T 283—2012《自密实混凝土应用技术规程》和JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》。同时,根据钢管的混凝土工作性能、力学性能和体积变形要求,针对水泥用量、用水量及水灰比、高效减水剂类型与用量、膨胀剂类型等因素,开展混凝土工作性能和力学性能试验研究,最终得到能够满足工程要求,工作性能和强度均较优异的混凝土配合比,具体配合比如表5所示。

kg/m3

2.4 混凝土微膨胀性能、工作性能及力学性能

根据GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》及GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》的相关规定,检测混凝土拌合物的工作性能和力学性能。经检测,混凝土拌合物具有良好的工作性能,能较好满足自密实钢管混凝土的泵送施工要求;3d强度达设计强度的90.6%,7d达到设计强度,28d强度58.3MPa达到设计强度的116.6%,力学性能指标满足工程要求。混凝土拌合物工作性能、强度性能见表6和表7。

参照GB/T 50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》,检测出设计C50微膨胀自密实混凝土水中养护14d的最小限制膨胀率为2.65×10-4,随后放在恒温恒湿室养护28d的最大干缩为2.1×10-4。密闭环境下钢管混凝土自由膨胀率稳定收敛期为52d,自由膨胀率为5.0×10-4。混凝土各项指标均满足设计要求,表现出较好的微膨胀性能,混凝土微膨胀性能见表8。

3 自密实钢管混凝土应用技术

3.1 泵送顶升法工艺原理

泵送顶升法施工工艺主要采用钢管拱主弦管两半跨下部管壁上对称位置开孔的构造设计。具体泵送作业时两边开孔同时连接输送泵,利用输送泵的泵压将自密实混凝土连续、对称地压注至钢管拱内,直至两半跨钢管内混凝土在拱顶汇合密实。

本工程混凝土灌注基本情况见图2。

3.2 钢管拱肋内自密实混凝土的泵送顶升灌注施工工艺

钢管拱肋内自密实混凝土的泵送顶升灌注施工具体工艺流程见图3。

为保证泵送施工质量应注意以下几点:

(1)开始混凝土泵送施工前,应清除主弦管内的杂物。

(2)注意润湿管壁,减少泵送阻力。作业初期,先泵送少量混凝土,并压注至主弦管内,以混凝土面与第一压注口持平为宜;然后泵入水泥砂浆,使其浮在混凝土上面,以湿润管壁。当泵送的混凝土面与第二压注口相差约5m时,用同样方法灌入少量水泥砂浆到主弦管中。

(3)根据出口压力调整泵送方式。泵送混凝土至第二压注口沿弧长以上2m时,泵送压力低于10MPa则一次泵送至拱顶;压力高于10MPa则改由从第二灌注孔灌注。

(4)当混凝土面快接近拱顶时,应适当放慢混凝土的灌注速度,并在左侧弦管内混凝土面到达隔板位置时,立即停止该侧混凝土的灌注,待右侧混凝土经过跨中在隔板相遇时再两边缓慢交替压注混凝土。

(5)在拱顶出浆孔排出水泥浆,直至符合标准的混凝土出来后,暂停10min,然后再缓慢泵送1m3混凝土,暂停10min,再缓慢泵送1m3混凝土,以确保钢管拱内混凝土的密实性。

(6)灌注完成后,及时关闭截止阀的阀门。

3.3 灌注施工时的测量控制

(1)在混凝土泵送作业前、后测量拱肋线形,将测量结果同设计值进行比较,以确定拱肋变形是否超出容许范围,再确定是否需要纠偏。

(2)在混凝土灌注过程中,要有专人记录混凝土的拌和盘数,力争两侧同步,同时派专人沿拱肋上的爬梯用锤敲击拱肋,根据声音确定混凝土顶面的位置,保证两边灌注的混凝土顶面差沿弧长不超过2m。

(3)为防止灌注过程中主弦管内混凝土对拱肋线形、标高和拱轴线偏位的影响,必须对拱轴线、标高和拱轴线偏位进行观测。同时,在拱肋内混凝土灌注前,需对拱座位移值进行测量,在每次系杆张拉前、后,以及每次拱肋混凝土灌注前、后都需对拱座位移进行测量,并根据测量值和设计值的差值,确定是否需采取改变系杆张拉索力等措施,以保证拱座位移满足设计要求。

4 结论

(1)配制的C50微膨胀自密实混凝土具有良好的工作性能、力学性能和微膨胀性能,能够较好地满足工程要求。

(2)为保障灌注混凝土填充的密实性,应严格按照施工工艺流程要求进行施工。同时,根据泵送压力等条件具体调整灌注方案。

(3)在混凝土泵送作业前、后及泵送作业过程中随时对拱肋线形、标高、拱轴线偏位和拱座位移等进行测量控制,以保证拱座位移满足设计要求。

参考文献

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膨胀混凝土应用 第7篇

膨胀混凝土施工技术在现代工程建筑中是重要的施工技术之一, 被广泛的应用在土木工程建筑项目当中。应用膨胀混凝土施工技术可以有效地对施工过程中的混凝土开裂现象进行控制, 并且提高混凝土材料的施工性, 提高混凝土的渗透性, 增加工程结构的防水性能。

2 对于膨胀混凝土材料自身特点的分析

膨胀混凝土对于混凝土开裂问题可以进行有效地解决, 是其技术应用的重要目的之一。在混凝土中, 加入ZY膨胀剂, 可以通过其对混凝土中水泥的化学反应, 造成混凝土适量膨胀。混凝土在发生适量膨胀时, 可以与钢筋产生适当的预应压力, 从而对混凝土收缩时造成拉力进行抵消, 最终达到防止混凝土开裂的目的。根据建筑结构位置的不同, 对ZY膨胀剂的用量进行调整, 对于收缩应力较大部位采用膨胀加强带, 对于收缩压力较小的未知结构, 采用微量膨胀混凝土, 达到对收缩拉应力良好的补偿。

3 对于膨胀混凝土施工技术的分析

在施工过程中, 需要对混凝土质量进行严格的控制, 施工工序大致可以分为以下几个步骤:清理、钢筋整理与检查、模板检查、横着混凝土配置、刷素水泥浆、混凝土浇注和混凝土养护。

在施工过程中, 要强调无缝施工, 根据工程建筑结构的具体情况, 减少缝隙的含量, 达到少缝和无缝。施工材料主要以添加过ZY膨胀剂的混凝土为材料, 从而达到对后期混凝土浇筑工作加强的目的。施工中, 需要对混凝土结构应力进行分析, 保证混凝土应力达到相关要求, 并且整体结构与设计图纸相符, 可以实现连续浇筑。在混凝土强度的确定上, 可以按预计强度进行提供, 加大配比膨胀剂的掺量。在后期浇膨胀加强带回填时, 要保证两侧混凝土浇注完毕的7天之后。在施工过程中, 需要按照浇筑顺序先浇筑小膨胀混凝土。在浇筑加强带时, 采用大膨胀混凝土。

在绑扎钢筋时, 需要对膨胀加强带的温度进行测量增加对温度应力的控制。在补偿钢筋增加的过程中, 要保证补偿钢筋与加强带垂直, 并且要延伸打加强带两侧的50厘米左右。补偿钢筋的材质要与构造筋相同, 补偿钢筋的直径要比构造筋小1-2个归位, 顶板上补偿钢筋要与对应面筋直接绑扎, 墙板后的补偿钢筋也要绑扎到对应的面筋与底筋之上。

膨胀混凝土的配合比非常重要, 要保证膨胀混凝土的配合比与试验配比相同, 对于计量误差要控制在1%之内。具体膨胀混凝土的配比可以参照表1-1。

混凝土搅拌的过程中, 对于搅拌时间要进行控制, 保证混凝土搅拌均匀。在进行浇筑之前, 要对模板与钢筋之间进行清理。浇筑带要布置振动器, 振动器要分别布置在混凝土的卸料点与混凝土坡脚, 保证混凝土上下部充分的密实。另外, 在混凝土浇注中, 也要避免混凝土的集中堆积, 在振捣时要注意形成自然流淌的坡度, 再进行全面振捣。振捣过程要严格执行相关施工规范, 对振捣时间、强度、深度等多项内容进行控制。振捣过程如果出现施工缝, 要对其进行加强振捣, 避免造成渗水现象。振捣的过程要注意不触碰模板与钢筋, 避免造成其出现变形与移位。

在膨胀混凝土浇注完成后, 要进行二次抹面, 防治混凝土出现龟裂现象。二次抹面的工序为在混凝土初凝8-10小时之后, 人工进行派代, 使混凝土浆液渗出, 再进行抹压平整。完成抹面工序后, 要进行养护。膨胀混凝土中膨胀结晶的形成需要大量的水, 如果水量不足, 就会对膨胀效果造成影响。在混凝土浇注、抹面工序完成之后, 要做好养护工作。养护完成后, 要避免混凝土受到长时间的暴晒, 做好防水与保温。

4 结束语

经过大量的工程项目实践, 在膨胀混凝土施工当中, 做好对施工各个环节的控制, 提高施工技术水平, 可以有效地实现连续浇注作业, 对于特殊土木工程的施工有着重要的意义。在隧道、地下水、自来水、地铁等大型工程中应用膨胀混凝土施工技术, 可以有效地缩短工期, 减少工程成本, 并且可以克服建筑当中混凝土裂缝的产生, 减少模板的周转。加强对膨胀混凝土施工技术的研究, 对现代工程技术水平的进步有着重要的影响。

摘要：我国经济迅速发展, 工程建筑项目的规模越来越大。膨胀混凝土的应用, 对于建筑工程施工有着重要的意义。利用膨胀混凝土施工技术可以提高工程整体的防水效果, 并且缩短工期, 提高对工程成本的控制水平, 有利于工程项目高效、顺利的开展。本文对膨胀混凝土施工技术在建筑结构施工中的应用进行了分析和探讨。

关键词：膨胀混凝土,建筑工程,施工

参考文献

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膨胀混凝土应用 第8篇

在混凝土设计和质量控制过程中，强度是表征混凝土质量最常用的参数[1,2,3]。长期以来，许多学者一直认为混凝土的强度与其耐久性直接相关，如抗渗性、抗碳化性能、徐变及抵抗大气中介质的作用等，都被认为取决于强度，这种观念主宰着耐久混凝土的配合比设计方法[4,5,6]。与过去的水泥、砂、石、水四组分混凝土相比，现代混凝土的特点是，水泥细度更细、水胶比显著降低、混凝土的流动性大、强度高[7]。然而，强度的提高并没有使混凝土的耐久性明显提升，反而引起混凝土弹性模量增大、徐变系数减少、脆性增大，导致高早强混凝土比中低强混凝土更加容易产生收缩开裂。收缩开裂是混凝土结构中出现的一个主要问题，混凝土材料自身体积不稳定是引起混凝土开裂的主要原因之一，利用膨胀组分在水化过程中产生的体积膨胀补偿水泥混凝土材料的收缩是防止材料收缩开裂的有效措施之一。到目前为止，对补偿收缩混凝土膨胀性能的研究多集中在相同强度等级的条件下，对不同强度等级混凝土的膨胀性能还缺乏系统的对比研究[8]。

在补偿收缩混凝土中，膨胀发展历程不仅与膨胀源的形态、数量及形成时间有关，而且与混凝土基体强度发展历程相关，强度的发展对有效膨胀具有重要的影响。本文根据我国当前常用的C30、C40和C50三种强度等级的混凝土为研究对象，系统研究了膨胀剂在不同强度等级混凝土中的膨胀性能，为膨胀剂在不同强度等级混凝土中的应用提供一定的参考。

1 试验

1.1 原材料

水泥：52.5 PⅡ级水泥，标准稠度用水量28.6%，化学成分见表1。

粉煤灰：南京电热厂Ⅰ级粉煤灰，需水量比90.9%，含水量0.22%，比表面积3228cm2/g，化学成分见表1。

矿粉：密度2.21g/cm3，比表面积3215cm2/g，化学成分见表1。

膨胀剂：江苏某公司研制开发的新型混凝土高效膨胀剂HME，相关技术性能指标满足国家标准要求，化学组成见表1。

细集料：赣江中粗河砂，细度模数为2.6。

粗集料：镇江茅迪玄武岩碎石，粒径5～25mm的连续级配。

外加剂：江苏某公司生产的JM-B萘系高效减水剂。

1.2 配合比

试验选取了3组不同强度等级的混凝土，强度等级设计值分别为C30、C40和C50，混凝土配合比见表2。胶凝材料用量分别为380kg/m3、420kg/m3、460kg/m3;膨胀剂掺量固定为胶凝材料总量的8%;水胶比分别为0.45、0.40、0.35;砂率均为40%。

1.3 试验方法

混凝土抗压强度和劈拉强度试验按GB/T500812002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行，试模采用100mm100mm100mm钢试模。混凝土膨胀变形试验参照GB/T 500822009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行，成型棱柱体试件，试模为100mm100mm515mm钢试模，标准养护(24±2) h后脱模，后将试件放置在温度为(20±1)℃的水中养护至规定龄期，并测定其膨胀率。

%

kg/m3

2 试验结果与分析

2.1 新型膨胀剂HME对混凝土新拌性能和力学性能的影响

膨胀剂HME对不同强度等级混凝土新拌性能和力学性能的影响规律见表3。由表中数据可以看出，无论是C30、C40或是C50混凝土，在用水量和减水剂掺量相同的情况下，与不掺HME的基准样相比，HME的掺入对混凝土坍落度和含气量基本没有影响，7d抗压和劈拉强度有一定程度的下降，28d抗压和劈拉强度基本与空白样持平或大致相近。由此表明，无论在何种强度等级下，HME对混凝土力学性能的影响主要在早期，对后期力学性能基本没有影响。

2.2 新型膨胀剂HME对混凝土膨胀性能的影响

图1是掺与不掺膨胀剂HME的C30、C40、C50混凝土试件在20℃水中养护条件下的膨胀变形特性随水化龄期变化的曲线。

从图1可以看出，不掺HME的三种强度等级的基准混凝土试件C30-0%HME、C40-0%HME和C50-0%HME在饱水养护的条件下，均表现出明显的膨胀变形，但不同强度等级混凝土的水养膨胀变形值有较大的区别。强度等级越低，混凝土试件的水养膨胀变形越大;强度等级越高，混凝土试件的水养膨胀变形越小。究其原因在于，与低强度等级混凝土相比，高强度等级混凝土的孔隙率更小、水密性更高，一方面阻止了外界环境中自由水分向混凝土内部的扩散能力，降低吸水肿胀效益;另一方面高强度也约束了膨胀变形的发展，从而导致高强度等级混凝土比低强度等级混凝土表现出更小的水养膨胀变形。

相对于不掺HME的基准混凝土而言，掺HME的三种强度等级的混凝土试件的膨胀特性在饱水养护1d后即发挥出来。内掺8%HME的C30混凝土试件养护1d的膨胀值为67.010-6, 7d膨胀值为221.110-6, 28d膨胀值为297.410-6，较不掺HME的C30基准混凝土试件相应值分别增大了3605.5%、197.6%和115.6%;内掺8%HME的C40混凝土试件养护1d的膨胀值为55.410-6, 7d膨胀值为183.810-6, 28d膨胀值为269.510-6，较不掺HME的C40基准混凝土试件相应值分别增大了961.5%、289.6%和227.4%;内掺8%HME的C50混凝土试件养护1d的膨胀值为35.910-6, 7d膨胀值为143.610-6, 28d膨胀值为220.310-6，较不掺HME的C50基准混凝土试件相应值分别增大了75.5%、259.3%和344.3%。

对比图1中膨胀曲线发展规律可以看出，强度等级越高，掺膨胀剂的混凝土试件膨胀变形越小，但由于不同强度等级的基准混凝土试件的膨胀变形有较大的差异，为了对比分析膨胀剂HME自身水化产生的膨胀特性，用掺HME的混凝土试件实测膨胀值与不掺HME的基准混凝土试件实测膨胀值的差值表示新型膨胀剂HME自身的膨胀特性，图2给出了扣除不掺HME的基准混凝土试件膨胀变形后得到的HME自身的膨胀变形曲线。

由图2可以看出，HME在C30混凝土中的早期膨胀发展较快，7d后膨胀曲线增长趋势变缓，以28d的膨胀值为参比，1d膨胀值为28d膨胀值的40.6%，7d膨胀值即达到28d膨胀值的91.4%;HME在C40混凝土中的早期膨胀发展也较快，但10d以前产生的膨胀值小于HME在C30混凝土中的同龄期相应值，而10d后，其膨胀值开始超过后者，以28d的膨胀值为参比，1d膨胀值仅为28d膨胀值的26.8%，至16d时其膨胀值才达到28d膨胀值的91.8%;HME在C50混凝土中早期也产生了膨胀，但膨胀值相对较小，24d以前的膨胀值小于HME在C30混凝土中的同龄期相应值，24d的膨胀值与HME在C30混凝土膨胀值相当，此后膨胀超过后者，而在28d测试龄期内，HME在C50混凝土中产生的膨胀均小于在C40混凝土中的同龄期相应值，但从膨胀发展速率来看，HME在C50混凝土中膨胀值有超过在C40混凝土中膨胀值的趋势。由此可见，扣除基准混凝土试件的膨胀变形后，膨胀剂HME在低强度等级混凝土中的早期膨胀较大、膨胀发展速率较快、后期膨胀较小、膨胀曲线趋于稳定的时间较早;在高强度等级混凝土中的早期膨胀较少、后期膨胀增多，强度等级越高，HME早期膨胀降低的幅度越大，后期膨胀增加的幅度越高。

2.3 机理分析

掺膨胀剂的补偿收缩混凝土的膨胀变形与其强度发展密切相关。水泥与水发生化学反应生成有粘结力和粘附性的水化水泥浆体是混凝土产生强度的基本成分，而水化过程中也伴随着水泥矿物组分宏观体积的减少。水泥浆体可看成由弹性体(Ca (OH) 2、钙矾石等结晶相物质)和粘性体(C-S-H凝胶、孔、吸附水和自由水等)组成。硬化水泥浆体的体积变形，主要是由于C-S-H凝胶等粘性体的收缩引起，而弹性体的体积相对稳定，并对收缩起到一定的约束作用，由于徐变作用该过程中也产生一定的粘性流动。同样地，膨胀剂HME的水化产生膨胀能作用于水泥浆体，因浆体强度的约束作用，推动浆体一起膨胀，使浆体产生宏观体积膨胀变形，同时水泥浆体中的粘性体因徐变松弛而消耗部分膨胀能，降低浆体的膨胀变形。可见，补偿收缩混凝土内部膨胀组分的水化引起的膨胀取决于水泥浆体基体强度与膨胀组分自身膨胀能之间的综合作用。值得注意的是，补偿收缩混凝土中膨胀组分和强度组分的水化反应始终是连续的同步进行，直到其中一个组分反应完毕。低强度等级混凝土的早期强度较低，对膨胀的抵抗力较弱，利于早期膨胀发展;但另一方面，低强度等级混凝土的徐变松弛能力大，蠕变能力强，能够吸收部分膨胀能，不利于后期膨胀发展，故膨胀剂HME在低强度等级混凝土中最终(28d)膨胀值较小;高强度等级混凝土的早期强度较高，浆体结构更加致密，对膨胀的抵抗力较强，在一定程度上约束了早期膨胀的发展;另一方面，由于高强度等级混凝土的蠕变能力较小，膨胀能消耗较少，对膨胀应力的松弛作用较小，剩余的膨胀应力较大，利于后期膨胀的发展，故膨胀剂HME在高强度等级混凝土中最终(28d)膨胀值较大。

3 结论

(1)无论在何种强度等级下，膨胀剂HME对混凝土新拌性能均没有影响，略微降低混凝土早期力学性能，但对后期力学性能基本没有影响。

(2)不扣除基准混凝土试件膨胀变形时，强度等级越高，掺膨胀剂HME的混凝土试件膨胀变形越小。

(3)扣除基准混凝土试件膨胀变形后，膨胀剂HME在低强度等级混凝土中的早期膨胀较大、膨胀发展速率较快、后期膨胀较小、膨胀曲线趋于稳定的时间较早;在高强度等级混凝土中的早期膨胀减少、后期膨胀增多，强度等级越高，膨胀剂HME早期膨胀降低的幅度越大，后期膨胀增大的幅度越高。

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