混凝土膨胀剂应用技术

建筑结构裂渗控制技术之一混凝土膨胀剂应用技术游宝坤教授级高级工程师中国建筑材料科学研究院 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 纲我国砼膨胀剂开发近况砼中的抗裂材料怎样选用膨胀剂补偿收缩砼配合比 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 关于复合膨胀剂题纲设计中注意问题施工中注意问题补偿收缩砼应用技术成果典型工程实例结语我国砼膨胀剂开发近况20年来，累计销量约400万吨，平均掺量40kg／m3，折合补偿收缩砼约1亿m3,UEA占70%。应用地下工程的结构自防水，无缝施工和大体积砼，占80%。存在问题：应用技术未跟上，产品质量不够稳定，非技术问题干扰，如何评价膨胀剂在砼工程中的应用。砼中的抗裂材料2003年．我国水泥产量达8.3亿吨，占世界水泥总产量的55%。砼结构裂缝发生机率增多，为什么?水泥水化硬化过程中两个特点：1．化学减缩：△V=7～8%，砼孔缝体积约21－27L／m3，R拉低，εP低，初期产生自干缩，后期产生干缩。2．水泥水化反应产生热量，165～250焦尔／克，砼绝热温升50－80℃。引起温差收缩，冷收缩值ST=△T／α=10／1×10-5=0.01%砼中的抗裂材料现拌砼SC=6－8cm，自由收缩值Sd=4～6×10-4泵送砼SC=16－18cm，自由收缩值Sd=6～8×10-4掺减水剂砼与基准砼收缩比≤135%(见图1)1301201101000.5%氨基磺酸减水剂砼收缩比%72860120(d)龄期图1掺与不掺减水剂的砼收缩比砼中的抗裂材料混凝土抗裂措施表1措施原理掺量增加成本(元／m3)粉煤灰或矿渣粉减少水泥用量，降低水化热替代C×15～50%-10～-20钢纤维增强韧性，分散应力集中60～100kg／m3100～120聚丙烯纤维降低塑性变形，分散应力集中0.7－1.0kg／m350～60减缩剂降低表面张力，降低干缩C×3～4%50～60膨胀剂产生少量予压应力，补偿收缩替代C×8～12%15～25砼中的抗裂材料掺膨胀剂的作用：1．由于钙矾石产生体积膨胀，在限制条件下可在砼结构中建立0.2－0.7mpa予压应力，改善了砼的应力状态，提高抗裂性。图2掺与不掺膨胀剂的砼的长度变化砼中的抗裂材料2．由于钙矾石具填充、堵塞毛细孔缝作用，改善了砼的孔结构，降低总孔隙率，提高砼抗渗性能。抗裂综合措施：普遍应用工程：掺入细磨掺合料—粉煤灰、矿渣粉、减水剂地下工程：掺入细磨掺合料、膨胀剂、减水剂特殊工程：掺入细磨掺合料、膨胀剂、纤维、减水剂怎样选用膨胀剂主要功能：补偿砼硬化过程中的干缩和冷缩，减免有害裂缝，温度裂缝，由结构设计解决。选用原则：《砼膨胀剂》建材行业标准JC476－2001·碱含量≤0.75%·水中7d限制膨胀率≥0.025%·掺量≤12%(北京市 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 ≤8%)补偿收缩砼配合比设计1．膨胀剂是内掺还是外掺?《砼外加剂应用技术 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》GB50119－2003规定：膨胀剂掺量是按等量取代胶凝材料的内掺法：—当基准砼水泥用量为C0，膨胀剂掺量为K时膨胀剂E=C0×K(kg／m3)水泥C=C0－E(kg／m3)·当基准砼中掺入粉煤灰等细掺料(FA0)时，则膨胀剂分别取代水泥和细掺料，即补偿收缩砼配合比设计膨胀剂E=(C0+FA0)·K(kg／m3)细掺料F=FA0(1－K)(kg／m3)水泥C=C0(1－K)(kg／m3)《地下工程防水技术规范》GB50108－2001规定，水泥一定量C≥300kg／m3，如掺入粉煤灰时，C≥280kg／m3补偿收缩砼配合比设计2．补偿收缩砼的第一特性—限制膨胀率ε2吴中伟院士补偿收缩砼的理论：限制膨胀补偿限制收缩自由收缩－不裂∵相向变形砼变形：限制收缩－开裂∵背向变形自由膨胀－开裂∵背向变形限制膨胀－不裂∵相向变形补偿收缩砼配合比设计砼不裂条件：ε2－Sm≤Sk(用负值)ε2－砼限制膨胀率(%)Sm－砼限制收缩率(%)Sm=(ST+Sd)·RSK－砼极限拉伸值(%)限制膨胀率测定：100×100×300mm，钢筋Φ10mm补偿收缩砼配合比设计自应力值σc=μ·ES·ε2(0.2－0.7mpa)GB50119－2003规定：掺膨胀剂砼水中14d，ε2≥0.015%补偿收缩砼配合比设计不同结构部位砼ε2与膨胀剂掺量表2结构部位限制膨胀率(%)普通膨胀剂高效膨胀剂底板、顶板0.015～0.02010～117～8边墙0.025～0.03511～129～10膨胀剂带、后浇带0.035～0.04513～1411～12补偿收缩砼配合比设计3．膨胀剂掺量与强度关系由于1－7d膨胀作用，7d强度下降10%左右，是正常现象，限制强度比自由强度提高10－20%，28d强度上升，持平。大膨胀砼，试件3d拆模，标养25d补偿收缩砼配合比设计图3膨胀剂掺量与膨胀强度的关系补偿收缩砼配合比设计4．膨胀剂掺量有意或无意少掺是个大误区原因：1．不作砼限制膨胀率试验，存在盲目性2．施工管理不善，计量不准确，掺量随意性3．利益驱动，为节省成本，故意少掺5．有的厂把膨胀剂“神化”，一掺就灵，误导用户·普通型膨胀剂：标准掺量为12%，外观粉红色·高效型膨胀剂：标准掺量为8%，外观灰白色·砼中膨胀剂掺量≤６％，达不到补偿收缩作用。关于复合膨胀剂它是用膨胀剂和化学外加剂复合而成的，具有减水、缓凝、早强、膨胀和防水等多功能。已从JC476－2001标准中删掉，原因(1)产品检验复杂，性能指标有矛盾(2)与水泥适应性问题，坍落度变化市场销售：抗裂防水剂，或抗裂增强剂，多功能膨胀剂。设计中注意问题1．设计上可推荐膨胀剂品牌，但不应指定掺量。合理说明是：“采用掺膨胀剂的补偿收缩砼，强度等级、抗渗标号、砼水中14d限制膨胀率大于0.015%(或者根据不同结构部位提出更高的膨胀率)，参考表2。2．裂缝控制与构造筋有关。采用细而密配筋原则墙体：水平筋间距a≤150mm，配筋率0.5%左右中部1m范围内a≤100mm，形成一道“暗梁”墙柱连接处，增加10%附加筋设计中注意问题3．对于设计强度等级C50～C60墙体，收缩应力大建议设计采用掺膨胀剂和聚丙烯纤维复合的抗裂砼。4．补偿收缩砼的后浇缝间距可延长至60m，面积2000—2500m2。超过60m，可用2m宽的膨胀加强带代替后浇带，采用无缝设计 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。施工中注意问题1．按配合比拌制砼，确保膨胀剂掺量；2．拌制时间：现拌砼延长了，商品砼>10秒；3．砼布料，震捣抹压按施工规范；4．重视养护，保温保湿养护14d；5．边墙砼浇完后，顶部设水管喷淋，3－5d拆模板，保湿养护10－14d；6．边墙C40以上砼，收缩应力大，可能出现一些纵向裂缝，但大多为宽度小于0.2mm的表面裂缝，个别有贯通。施工中注意问题图4膨胀砼墙体图5普通砼墙体施工中注意问题7．裂缝修补原则：<0.2mm表面裂缝，不用修补>0.2mm非贯通裂缝，开缝用膨胀砂浆修补>0.2mm贯通裂缝，化学灌浆修补8．砼工程维护：地下室尽快回填土，楼层尽快作围护墙体，屋面尽快作防水保温层。补偿收缩砼应用技术成果1．结构自防水技术我国结构自防水技术发展表3年代自防水技术技术特征1950-1960集料连续级配防水砼集料级配获得最小空隙率1960-1970富砂浆普通防水砼提高水泥用量和砂率1970-1980外加剂防水砼掺入防水剂，减少孔隙率1980补偿收缩砼掺入膨胀剂，抗裂防渗补偿收缩砼应用技术成果地下室底板，补偿收缩砼结构自防水，可取消外防水；但边墙迎水面宜作一道聚合物水泥防水涂料。1992年，《UEA补偿收缩砼防水工法》列入国家级工法(YJGF22－92)。2．补偿收缩砼无缝设计施工新技术普通砼，30－40m设一道后浇缝，等40－50d收缩后填缝。膨胀砼，以膨胀加强带取代后浇缝，可实现无缝施工。补偿收缩砼应用技术成果图6UEA砼取消后浇缝原理图补偿收缩砼应用技术成果图7间歇式膨胀加强带补偿收缩砼应用技术成果图8后浇式膨胀加强带补偿收缩砼应用技术成果补偿收缩砼《超长钢筋砼结构无缝设计与施工方法》专利号9311732.6。3．大体积砼结构裂渗控制技术三掺方法：粉煤灰或矿渣粉、膨胀剂、缓凝高效减水剂。补偿收缩砼应用技术成果1－砼散热冷缩变形和气温变化引起的冷缩曲线2－符合冷缩和干缩补偿的最终变形曲线ST－最大冷缩D–最终变形图9冷缩和干缩的联合补偿补偿收缩砼应用技术成果原理：(ε2－S2+εr)－ST=0，或≤εP，不裂膨胀变形，ε2=1×10-4，α=1×10-5／℃，则补偿温度T=ε2／α=10℃普通砼△T≤25℃膨胀砼△T≤30～35℃典型工程实例(1)．北京当代商城(1991年)设计：北京市建筑设计院结构：地下二层90×90m地上7－11层地下、地上无缝施工UEA砼量15200m3图3当代商城膨胀加强带位置图中—为伸缩缝==为膨胀加强带图4华为科研中心基础分缝图设计：香港王董国际公司结构：地下一层、地上五栋塔楼底板444×243m，厚度500－1000C30P8ZY砼量96370m3(2)．深圳华为科研中心(2001年)无缝施工典型工程实例典型工程实例照片1深圳华为科研中心底板施工典型工程实例(3)．珠海拱北口岸广场(1998年)设计：珠海市建筑设计院结构：地下三层12万m2平面248×190m结构自防水，无缝施工C30P12UEA砼量12万m3图5底板膨胀带布置图典型工程实例照片2珠海拱北口岸广场典型工程实例(4)．福州长乐国际机场航站楼(1996)设计：中南建筑设计院结构：航站楼地下室348×48m两翼长各长252m和432m地下、地下上楼板无缝施工底板结构自防水C30P10UEA砼6.8万M3---沉降缝—加强带图6机场底板分缝示意图典型工程实例(5)苏州工业园商业街F城(2003)设计：中铁工建筑设计院结构：地下一层,193×134mC40、P8，梁板筏基结构自防水，无缝施工ZY砼3万多m3图7F城底板分缝示意图典型工程实例设计：武汉市建筑设计院结构：地下一层，地上五层底板288×126m，厚800C30P8砼UEA砼5.2万m3结构自防水，地下、地上无缝施工(6)武汉销品茂商城(2001年)图8武汉销品茂商城分缝布置图典型工程实例(7)武汉国际会展中心(1999年)设计：中南建筑设计院结构：广场，地下二层161×153m主楼，地下一层237×82m防水总面积47400m2结构防水，无缝施工UEA砼量3.6万m3图9武汉国际会展中心底板分缝图典型工程实例照片3武汉国际会展中心结语建筑结构裂缝控制是个系统工程，如何解决，有不同学派，不同技术路线，应互相渗透，取长补短，不应互相排斥，根据实际情况采用综合措施。吴中伟院士的补偿收缩砼理论是正确的，观测《砼外加剂应用技术规范》GB50119－2003，正确使用膨胀剂，不断提高补偿收缩砼的应用技术水平，应是结构裂渗控制的有效方法。结语新书预告膨胀剂及其补偿收缩混凝土---建筑结构裂渗控制技术游宝坤李乃珍著中国建材工业出版社（预计2004、10出版）谢谢各位专家!