寶境棲園住宅小區(qū)補償收縮混凝土應用于地下車庫結構自防水

1、寶境棲園住宅小區(qū)補償收縮混凝土應用于地下車庫結構自防水補償收縮混凝土是一種性能優(yōu)越、具有膨脹性能的優(yōu)質混凝土，其補償收縮理論是混凝土科學的一個重要組成部分，在我國，補償收縮混凝土廣泛應用于鋼筋混凝土結構，并在以下三個方面取得了良好的效果：（1）補償收縮、減輕或消除有害裂縫的產生；（2）結構自防水技術；（3）減免伸縮縫、實現混凝土連續(xù)澆筑。補償收縮混凝土的應用涉及設計、施工、材料及監(jiān)理等多個方面，任何一個環(huán)節(jié)出現紕漏，都可能影響其效果。本文對補償收縮混凝土技術作一簡介，亦結合補償收縮混凝土應用于寶境棲園小區(qū)地下車庫結構自防水工程案例，對施工中的技術要點作一闡述。一、 補償收縮混凝土技術（一）膨脹

2、劑簡介1、混凝土膨脹劑簡介補償收縮混凝土是一種性能優(yōu)越、具有膨脹性能的優(yōu)質混凝土，其補償收縮理論是混凝土科學的一個重要組成部分。國外對膨脹水泥、膨脹劑及補償收縮混凝土的研究較早，我國自1956年開始研制膨脹和自應力水泥，1976年研制混凝土膨脹劑，1992年頒布建材行業(yè)標準混凝土膨脹劑JC476-92。在我國，補償收縮混凝土廣泛應用于鋼筋混凝土結構，并在以下三個方面取得良好效果：（1）補償收縮、減輕或消除有害裂縫的產生；（2）結構自防水技術；（3）減免伸縮縫、實現混凝土連續(xù)澆筑。目前我國混凝土膨脹劑年用量在100萬噸左右，約合補償收縮混凝土3000萬立方米。無論在產品用量，還是在混凝土應用技術

3、開發(fā)及其工程應用領域，我國已走在世界的前列。由于我國膨脹劑生產成本低，價格便宜，未來膨脹劑的產量有望達到1000萬噸，約占水泥產量的10%，可配置補償收縮混凝土月2.4億立方米，數量巨大。2、我國混凝土膨脹劑的技術現狀目前我國生產的膨脹劑，其膨脹源大都是水化硫鋁酸鈣（鈣礬石）。從水化機理來看，在水泥中，由各種CaO、Al2O3、SO3來源所形成的鈣礬石都可能引起膨脹。我國大多數的膨脹劑采取的是固定CaO、SO3來源，變換Al2O3來源的路線，即CaO由硅酸鹽水泥水化提供，SO3由硬石膏提供，通過變換Al2O3來源，如鋁酸鈣、硫鋁酸鈣、明礬石、含鋁礦渣、煅燒礬土、高鋁粉煤灰、煅燒高嶺土、地開石等

4、等，各生產廠據此制定不同的生產配方，形成不同的膨脹劑。我國膨脹劑一般是用硬石膏和含可溶Al2O3的礦物配制而成，且很多企業(yè)基于成本考慮，大多采用價格較低的含Al2O3礦物原料，因此膨脹劑的膨脹能較小，也就是說鈣礬石類膨脹劑的性能差異主要是受含Al2O3礦物影響，使用煅燒的Al2O3含量較多的熟料，其膨脹要大得多。3、混凝土膨脹劑的發(fā)展方向目前在我國的商品混凝土中，摻加30%-50%礦物摻合料漸成趨勢，摻合料在水化過程中要吸收水泥中的Ca（OH）2，一些水泥生產企業(yè)往往在水泥生產過程中就摻加了大量的混合材，因此混凝土可能存在缺鈣的潛在問題?；谶@種情況，以CaO為主要膨脹源的膨脹劑應該是今后膨脹

5、劑的發(fā)展方向。但必須指出，這種不使用一般的生石灰作原料， 而是用特殊配料的、經過高溫煅燒的含CaO較多的專用膨脹熟料做原料，其主要優(yōu)點有：（1）膨脹速度快、膨脹能大；（2）對水養(yǎng)護的依賴程度相對較低；（3）原料來源廣，成本低，可以節(jié)約大量高品質鋁礬土和石膏資源。（二）膨脹混凝土的研究與發(fā)展1、膨脹混凝土的類型研究膨脹混凝土的目的，一是為了減免普通混凝土的收縮開裂，而是探索能否利用水泥水化所產生的膨脹來拉鋼筋，簡化預應力工藝。補償收縮混凝土是一種當膨脹受到約束產生的壓應力，能大致抵消由于干縮在混凝土中出現的拉應力的膨脹水泥混凝土。自應力混凝土是一種當膨脹收到約束時導入很高的壓應力，在干縮和徐變后

6、，混凝土中仍然保持足夠的壓應力的膨脹水泥混凝土。填充性膨脹混凝土在性能和實際用途來看介于上述二者之間，在鄰位強約束下，三軸方向產生膨脹壓應力將使埋設部位緊密，使四周約束物和中心部件的結合狀態(tài)顯著加強。根據用途，可以將膨脹混凝土分為三類，即（1）補償收縮混凝土；（2）填充性膨脹混凝土；（3）自應力混凝土。2、我國膨脹混凝土研究概況我國對補償收縮混凝土的研究始于1960年，先后研究成功硅酸鹽膨脹水泥、石膏礬土膨脹水泥、明礬石膨脹水泥、礦渣膨脹水泥、硫鋁酸鹽膨脹水泥等，對這些膨脹水泥配置的補償收縮混凝土進行了大量的系統研究。我國對膨脹水泥的研究和開發(fā)應用，借鑒日本發(fā)展膨脹混凝土的經驗，發(fā)現用混凝土膨

7、脹劑取代膨脹水泥不僅具有先進的科學技術意義，而且利于生產、運輸及施工的組織，節(jié)約奮勇，符合市場發(fā)展方向。3、膨脹混凝土的基本性能普通混凝土是用途極廣的建筑材料，但是由于它的極限延伸率較低，在干縮、徐變、溫度等作用下容易開裂，導致混凝土工程滲漏并引發(fā)鋼筋銹蝕，影響構筑物的施工功能和壽命。國內外的研究表明，采用膨脹劑或膨脹水泥配置的補償收縮混凝土，是解決混凝土材料裂滲問題的有效途徑。這是因為補償收縮混凝土在水化硬化過程中能夠產生0.2-0.7MPa預壓應力，該盈利抵消或部分抵消有混凝土干縮、徐變、溫度等引起的拉應力，從而提高混凝土的抗裂性能；另外，由于水化膨脹產物的填孔作用，使水泥石中的大孔變小，

8、總孔隙率減小， 從而改善了混凝土的孔結構，大幅提高了混凝土的抗?jié)B性能。補償收縮混凝土時現代混凝土科學的一個重要分支，其性能獨特，是解決高性能混凝土體積穩(wěn)定性、提高混凝土耐久性的一個重要技術基礎，對它的研究還有待進一步深入和完善。二、補償收縮混凝土技術的經濟分析補償收縮混凝土在建筑結構中有三大用途，分別是：結構自防水、超長鋼筋混凝土結構減免后澆帶無縫施工和大體積混凝土裂滲控制。就某一項工程而言，這三種施工情況或獨立存在，或交互存在，同時存在這三種情況的工程中，采用補償收縮混凝土施工技術，可以將這些技術難題集中解決。1、結構自防水與混凝土相比，有機防水材料壽命較短，因此就存在外防水壽命和結構壽命不

9、同步的問題。外防水失效后，混凝土結構本身能不能防水是決定結構持久防水的關鍵因素。因此，混凝土結構自防水是根本，只有解決混凝土結構的抗裂和抗?jié)B問題，才能徹底解決構筑物的防水問題。補償收縮混凝土結構自防水技術從改善混凝土收縮盈利著手，立足于解決混凝土的收縮裂縫，兼有提高混凝土密實度，大幅度降低混凝土抗?jié)B性，是最理想的材料結構自防水技術。補償收縮混凝土結構自防水技術施工簡便。有機柔性防水材料對施工環(huán)境要求較高，在潮濕基面上不易粘結，易空鼓，一旦出現神水電，整個防水體系全部作廢，維修起來十分復雜；另外，防水卷材節(jié)點處理復雜，特別是在樁基礎、下反梁結構中，無法保證施工可靠性。而采用補償收縮混凝土結構自防

10、水技術，防水與混凝土施工同步完成，施工操作簡單，受環(huán)境限制少，及時因施工造成蜂窩麻面導致深水也比較直觀，可在內部處理，維修方便。2、超長鋼筋混凝土結構減免后澆帶無縫施工和大體積混凝土裂滲控制為解決超長混凝土結構連續(xù)施工過程中混凝土的收縮開裂問題，常用的辦法是設置后澆帶，但是設置后澆帶的弊端很多，首先影響施工進度，按照規(guī)范規(guī)定，后澆帶至少需42d以后，才能用膨脹混凝土回填；其次施工工藝繁雜，后澆帶貫穿于整個地下、地上結構，所到之處遇梁斷梁、遇板短板，給施工帶來很多不便；模板支撐、處理工藝繁瑣，另外在后澆帶留置期間，將不可避免的落進各種垃圾雜物和施工用水，鋼筋會出現銹蝕；在后澆帶填充混凝土之前，需

11、將兩側混凝土鑿毛、清理，處理不好往往會成為小滲漏和結構安全隱患。采用補償收縮混凝土結構減免后澆帶無縫施工和大體積混凝土裂滲控制技術的經濟效益更多體現在縮短工期、提高工程質量和簡化施工工藝方面，也直接節(jié)約了降水費用和止水帶的費用。三、施工控制要領（一）生產和運輸1、生產補償收縮混凝土宜在預拌混凝土廠生產，并應符合國家標準的有關規(guī)定。補償收縮混凝土的各種原材料應采用專用計量設備進行準確計量，計量設備應定期校驗，使用前應進行零點校核。補償收縮混凝土應攪拌均勻，預拌補償收縮混凝土其攪拌時間可與普通混凝土的攪拌時間相同。2、運輸混凝土盡量以近似攪拌結束時的狀態(tài)進行運輸、澆筑，運輸必須快捷，需要嚴格控制從

12、攪拌開始到運至現場的時間。為避免出現混凝土坍落度小于澆筑要求的情況，使用緩凝劑、保塑劑是有效的。（二）澆筑和養(yǎng)護1、澆筑澆筑前應制定澆筑計劃，檢查膨脹加強帶和后澆帶的設置是否符合設計要求，澆筑部位應清理干凈。當施工中遇到雨、雪、冰雹需留施工縫時，對新澆筑的混凝土部分應立即用塑料薄膜覆蓋；當出現混凝土已硬化的情況時，應現在其上鋪設30-50mm厚的同配合比無骨料的膨脹水泥砂漿，再澆筑混凝土。當超長的板式結構采用膨脹加強帶取代后澆帶時，應根據所選膨脹加強帶的構造形式，按規(guī)定順序澆筑。間歇式膨脹加強帶和后澆式膨脹加強帶澆筑前，應將先期教主的混凝土表面清理干凈，并充分濕潤。2、養(yǎng)護補償收縮混凝土澆筑完

13、成后，應及時對暴露在大氣中的混凝土表面進行潮濕養(yǎng)護，養(yǎng)護期不得少于14d。底板宜采用直接蓄水的方式。墻體澆筑完成后，可在頂端設管噴水，達到脫膜強度后，應繼續(xù)采用保濕養(yǎng)護措施。在冬季施工時，構建拆模時間應延至7d以上，表層不得直接灑水，可采用塑料薄膜保水，薄膜上部再覆蓋巖棉被等保溫材料。已澆筑完成的混凝土地下室，應在進入冬季施工前完成灰土的回填工作，使混凝土處于超市組航太，對膨脹能的充分發(fā)揮十分有利。為防止溫度應力造成工程裂縫，應在降溫前對地下工程進行回填保溫。四、結合寶境棲園住宅小區(qū)地下車庫結構自防水的技術要點（一）工程概況天津寶坻區(qū)寶境棲園地下車庫工程建筑面積10990m2，框架結構，地下一

14、層，設計使用年限為50年，地下防水等級為級。地庫基礎底板厚400mm，外墻300mm，劃分為五個區(qū)，為防止混凝土收縮開裂，在結構長向設置一條后澆帶，見圖1。該工程由天津市華廈建筑設計院設計，河北建設集團天辰建筑工程有限公司施工，天津市港保稅區(qū)中天建設管理咨詢有限公司負責監(jiān)理，天津市天明混凝土有限公司供應商品混凝土。為加快施工進度，在保證工程質量的前提下縮短工期，決定取消外防水，采用摻HCSA高性能混凝土膨脹劑的補償收縮混凝土結構自防水技術，并由中國建筑材料科學研究總院提供抗裂防滲施工技術現場指導。工程原定于2011年9月開工，但因故推遲，10月22日至11月15日才完成底板澆筑工作，外墻和頂板

15、則進入冬期施工階段。（二）該工程混凝土設計要求1、技術指標該工程由于工期要求，采取冬季施工?；炷炼谑┕し椒ㄖ饕行顭岱ā⒕C合蓄熱法、電加熱法、電熱毯法、暖棚法、負溫養(yǎng)護法、硫鋁酸鹽水泥混凝土法。其中，綜合蓄熱法是在混凝土中摻加化學外加劑，利用原材料加熱和水泥水化熱的熱量，通過適當保溫，延緩混凝土冷卻，使混凝土在一定時間內保持正溫，再利用外加劑的早強組分作用，加快混凝土的硬化速度，使混凝土在溫度降到0前達到預期要求強度的冬期施工方法?；炷辆C合蓄熱法施工在混凝土的制作和澆筑過程中，各項措施容易控制和掌握。因此，綜合考慮工程自然環(huán)境、施工成本，該地庫工程冬期施工方法采用綜合蓄熱法。本工程混凝土

16、采用商品混凝土，冬季施工中嚴格檢查控制混凝土原材料及外加劑的質量，要求混凝土運輸時對罐車進行保溫處理，力爭對混凝土加熱、攪拌、運輸、澆筑、測溫、養(yǎng)護都進行嚴格監(jiān)控。部位強度等級地下車庫底板C30P6地下車庫外墻、頂板C30P6地下車庫后澆帶、膨脹加強帶C35P6 表1 寶境棲園小區(qū)地下車庫混凝土技術要求2、拌合形式：商品混凝土3、運送形式：泵送4、混凝土坍落度底板：入模坍落度160±30mm；外墻頂板：入模坍落度180±30mm；為保證混凝土的抗裂性及抗?jié)B性，在滿足混凝土正常澆筑的情況下，混凝土坍落度盡可能要小，混凝土入模坍落度應控制在低限。5、原材料的控制嚴格控制混凝土所

17、用材料是保證混凝土冬期施工質量的先決條件，而原材料的選擇又取決于混凝土養(yǎng)護條件、結構特點和結構在使用期間所處的環(huán)境。為保證本地庫工程補償收縮混凝土冬期施工自防水效果，水泥選用PO42.5級普通硅酸鹽水泥，外加劑由原來的聚羧酸減水劑更換成具有減水、增強、防凍及引氣等功能并且滿足泵送要求的復合型防凍劑。確保拌制混凝土所采用的砂、石骨料清潔并且不得含有冰、雪、凍塊及其它易凍裂物質。拌制混凝土的拌合水改為熱水，水的加熱溫度不得超過60，確保混凝土出機溫度應高于20，入模溫度不低于10。水泥，唐山金劍水泥有限公司生產的PO 42.5普通硅酸鹽水泥。細骨料，產自遵化，河砂，細度模數2.8，含石率23.4%

18、。粗骨料，產自三河，碎石，525mm。外加劑，天津恒利鑫外加劑廠生產的SL-4復合防凍型泵送劑。粉煤灰，來自天津第一熱電廠，F類級。6、混凝土配合比優(yōu)化為保證混凝土在受凍前盡快達到受凍臨界強度，除采用具有早強成分的復合防凍劑外，還通過適當增加水泥用量，降低水膠比，提高混凝土強度的方法。優(yōu)化調整后的混凝土配合比如下表：編號配合比/（kg/m3）抗壓強度/MPa水泥粉煤灰膨脹劑砂石水外加劑3d7d28dC303056035762105317512.023.135.248.4C353256540750103517512.927.741.250.5 表2 寶境棲園小區(qū)地下車庫混凝土配合比注：C30表示

19、優(yōu)化調整后強度等級為C30的外墻、頂板混凝土，C35表示優(yōu)化調整后強度等級為C35的后澆帶混凝土。（三）該工程混凝土施工規(guī)程1、混凝土攪拌在拌制混凝土時，要與攪拌人員協商按配合比投料，膨脹劑應有專門的計量儀器，及時測定砂、石的含水量，調整混凝土拌合用水量，變更混凝土坍落度必須由現場技術人員執(zhí)行，嚴禁隨意增加用水量?；炷涟韬蠒r間取普通混凝土攪拌時間的1.6倍，嚴格控制混凝土攪拌時間，確?；炷涟韬衔飻嚢杈鶆?。2、澆筑前的準備混凝土澆筑前對混凝土生產廠家進行實地檢查，進行統一的技術交底，要求統一配合比，統一原材料。模板表面涂脫模劑，模板縫迷失，防止漏漿。3、混凝土澆筑（1）在混凝土澆筑前，模板以

20、及鋼筋間的所有雜物必須清理干凈。（2）采取分塊一次性整體教主的施工方式，根據后澆帶、膨脹加強帶分為數個施工段，施工段澆筑方向采取“一個坡度，循序推進，一次到位”的澆筑方法，石混凝土暴露面積最小，澆筑強度最大，澆筑時間最短。（3）混凝土振搗要依次密實，不能漏振、欠振，也不能過振。每間隔1-2個鋼筋網格必須進行依次振搗，真到時間不小于10秒，不長于30秒。嚴禁用振搗棒別鋼筋下料，防止已經收面的混凝土倍振搗振裂，嚴禁用振搗棒震動鋼板止水帶，防止已經澆筑完畢的鋼板止水帶與混凝土之間出現裂隙，喪失止水效果，鋼板止水帶的部位宜采用人工振搗， 且底板與外墻的引腳應加強振搗。（4）應注意混凝土接茬時間不得超過

21、混凝土初凝時間，避免出現施工冷縫，造成深水隱患，本工程要求混凝土接茬時間不得超過5小時。4、混凝土養(yǎng)護（1）底板：為防止溫度應力和失水干縮引起的混凝土開裂，要覆蓋塑料薄膜和蓄水進行保溫保濕養(yǎng)護。具體做法為：保濕養(yǎng)護方式最后一遍抹壓完后，立即覆蓋塑料薄膜，避免水分散失，表面混凝土終凝或能上人后，灑水覆蓋塑料薄膜。在養(yǎng)護期間，混凝土不準發(fā)白。蓄水養(yǎng)護方式混凝土終凝之后，即可分區(qū)筑壩蓄水養(yǎng)護，蓄水深度不小于5cm。確保底板在14d內保持濕潤狀態(tài)，在養(yǎng)護期間，混凝土不準發(fā)白。（2）墻體：混凝土終凝后松動混凝模板螺栓，在模板頂部澆水對墻體混凝土進行養(yǎng)護，帶模養(yǎng)護7d，模板拆除后，應避免墻體暴露，受陽光直

22、射，干燥太快易產生開裂，因此應涂刷混凝土養(yǎng)護劑養(yǎng)護，確保墻體不開裂。（3）養(yǎng)護期：混凝土的養(yǎng)護期不小于14d。5、施工檢查混凝土澆筑完畢后，重點抓混凝土的保溫養(yǎng)護工作，做到及時發(fā)現問題、及時處理，全力保證地庫混凝土質量。（1）混凝土澆筑12h后有個別工人在車庫頂板搬運材料，此時混凝土強度較低，過早上人極易造成裂縫，破壞地庫整體防水效果。通過安排專人負責巡查，堅決杜絕此類事情發(fā)生。（2）為加快施工進度，個別分區(qū)地庫在混凝土澆筑第2d，將外墻模板拆除。由于此時混凝土處于溫度高點，突然拆除模板導致混凝土內外溫差較大，溫度應力引起外墻發(fā)生垂直裂縫，每隔4m左右出現一條。6、防水節(jié)點處理混凝土外墻模板拆

23、除后，及時處理麻面、孔洞等施工缺陷，穿墻螺栓孔和外墻水平施工縫。由于冬季氣溫太低，常規(guī)用于處理缺陷的聚合砂漿無法達到其應有的效果，因此改用速凝型水不漏對其進行修補。7、回填后澆帶認真清理后澆帶，將后澆帶止水鋼板上下的松散混凝土剔除并鑿毛處理，止水鋼板上的浮漿清理干凈，排凈后澆帶內的積水，及時回填后澆帶。后澆帶施工過程中，特別加強了混凝土振搗和保溫養(yǎng)護工作。8、回填土外墻穿墻螺栓孔、施工缺陷處理完成后，經設計、監(jiān)理、甲方和施工方驗收完畢后，及時對地庫進行回填土作業(yè)，利用土壤對地庫進行天然保溫、保濕養(yǎng)護，防止冬期混凝土受凍發(fā)生破壞。9、施工控制要點和注意事項（1）注意新舊混凝土接茬時間4小時，加快施工進度，以避免出現施工冷縫