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混凝土膨胀剂范文1
关键词:膨胀剂;限制膨胀率;复合型
前言
中华人民共和国国家标准《混凝土膨胀剂》GB23439-2009已于2009年3月28日,今年3月1日正式实施,原建材行业标准JC476-2001同时废止。
新标准中混凝土膨胀剂的定义是:与水泥、水拌合后经水化反应生成钙矾石、氢氧化钙或钙矾石和氢氧化钙,使混凝土产生体积膨胀的外加剂。我国膨胀剂在近三十年的发展经历后,已经有了更广义的概念。如今混凝土膨胀剂的分类按化学成分的不同可分为硫铝酸钙类、氧化钙类、硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂。他们的共同特点都是:减少或消除混凝土干缩和凝缩时的体积缩小,使混凝土结构物的裂缝出现概率减少,裂缝出现的时间推迟,从而改变了混凝土的质量。
复合型膨胀剂是用膨胀剂和其他化学外加剂配制而成,可用于拌制缓凝、早强、防冻和高性能的泵送混凝土,新标准也提出了掺复合型膨胀剂的混凝土限制膨胀和收缩的试验方法,以及限制养护的膨胀混凝土的抗压强度试验方法,同时也给出了混凝土膨胀剂和掺膨胀剂的混凝土膨胀性能快速试验方法。
1、混凝土膨胀剂标准的变更过程
1992年之前,混凝土膨胀剂的发展刚刚开始起步,我国尚未制定混凝土膨胀剂建材行业标准,只有企业标准,产品质量无可比较,为提高我国膨胀剂质量,于1992年制订了我国第一个混凝土膨胀剂建材行业标准JC476-1992,但这个标准水平较低,对膨胀剂掺量和碱含量没有限制指标。当时,膨胀剂质量差异较大,水平较低。
随着我国对混凝土整体质量,特别对碱-骨料反应的重视,在1998年制定了我国第二个混凝土膨胀剂建材行业标准《混凝土膨胀剂》JC476-1998,这个修改标准第一次把膨胀剂掺量规定为≤12%,碱含量≤0.75%,氯离子含量≤0.05%,这样把我国混凝土膨胀剂质量要求提高到了一个新水平,淘汰一些落后产品。
2001年,在我国水泥行业已经实施ISO水泥标准两年后,为了使混凝土膨胀剂与ISO水泥标准接轨,于2001年制订了我国第三个混凝土膨胀剂建材行业标准《混凝土膨胀剂》JC476-2001,这个标准的特点是采用ISO标准砂,适用范围取消了复合混凝土膨胀剂,固定了水灰比,强度指标有所下调,但要求膨胀性能更高,测量膨胀率的比长仪从百分表改为千分表,仪器的构造和精度更好。
但是随着对高性能混凝土需求的不断增加,复合膨胀剂的发展已经成为膨胀剂发展的一种趋势,他可以解决在同时掺膨胀剂和减水剂可能出现的相溶性问题,只掺膨胀剂导致的坍落度损失大等问题。标准《混凝土膨胀剂》JC476-1998的实施中发现不少问题,如膨胀剂用砂浆检测,化学外加剂用混凝土检测,检测十分繁杂,而结果往往相佐。还由于复合膨胀剂中往往掺入减水剂,容易掩盖了膨胀剂本身的质量问题等等。但我们因为复杂,而放弃对一种产品的质量控制,这是对我们整个建材行业的一种不重视,因此我们需要有一种相对适合绝大多数人的方法来对复合膨胀剂进行检测。
为了克服《混凝土膨胀剂》JC476-2001中胶砂限制膨胀率的检测方法是固定用水量,固定标准砂用量(1040g标准砂)的不足,尤其是掺复合型膨胀剂也采用固定用水量的胶砂限制膨胀率的检测方法。2009年3月28日了中华人民共和国国家标准《混凝土膨胀剂》GB23439-2009,这也是我国制订的第四个混凝土膨胀剂标准。
2、新标准克服两大不足
限制膨胀率采用用水量固定的缺陷,由于现在复合型膨胀剂种类比较多,性能各异,绝大多数与缓凝剂,缓凝减水剂复合,以减小坍落度损失,有利于商品混凝土的远距离运输和泵送.加上成型时的振动,水泥胶砂的泌水现象很严重,这样,不同膨胀剂的胶砂所含的浆体量不同,而水泥浆体量会直接影响水泥胶砂的限制膨胀率。这样测得的限制膨胀率对于不同的膨胀剂可能无可比性。新标准用两种方法测定限制膨胀率,既可以采用附录A测定水胶砂泥的限制膨胀率,又可以采用附录B测定掺复合型膨胀剂的混凝土限制膨胀率和收缩率,从而克服了用水量固定的缺陷。
限制膨胀率采用固定标准砂用量(1040g标准砂)的缺陷,因ISO标准砂对颗粒级配有严格的要求,因而目前市售的ISO标准砂均采用小袋包装,每袋1350g。若拆袋使用,则标准砂的颗粒级配将发生变化,可能会对结果有影响,若再进行分级,则工作量很大。 新标准水泥胶砂的限制膨胀率测定直接采用ISO标准砂(1350g标准砂),避免了对试验结果的影响。
3、结论
中华人民共和国国家标准《混凝土膨胀剂》GB23439-2009较原建材行业标准JC476-2001相比,克服了限制膨胀率的用水量固定及采用固定标准砂用量(1040g标准砂)的缺陷,标准更加严谨,更具科学性。
参考文献
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[5]冯浩,朱清江.混凝土外加剂工程应用手册.中国建筑工业出版社.2003
混凝土膨胀剂范文2
关键词:膨胀混凝土;配合比设计;施工养护方法
1前言
在一般的建筑施工中,现浇的大型构件很容易由温度应力引起裂缝,这类结构通常以伸缩缝或施工缝来释放温度应力。在工程中,通常会采用后浇带的做法来避免伸缩缝带来的不便。而伸缩缝较多的结构则要求设置止水带,因此增加了特殊材料的运用,造成施工麻烦,容易渗漏。膨胀混凝土是专门针对大型现浇混凝土结构发展起来的一种新的混凝土品种,通过在普通混凝土的基础上内掺5%~8%的膨胀剂,在结构中建立0.2~0.8MPa预压应力,以抵消混凝土在硬化过程中产生的收缩拉应力,从而使混凝土不裂不渗。利用膨胀剂的补偿收缩性来控制混凝土裂缝的方法,成功地解决了许多大型钢筋混凝土结构施工裂缝的问题。膨胀剂在混凝土中的大量应用,有效保证了构件的质量。
2膨胀混凝土控制裂缝的原理
膨胀混凝土的膨胀机理是膨胀剂与水泥水化析出的Ca(OH)2反应生成钙矾石,钙矾石吸水肿胀使混凝土产生膨胀。膨胀混凝土以自身适度的膨胀抵消收缩裂缝,达到与限制体的紧密结合,自身的抗裂性也大为提高,因此避免和减少了开裂的发生。从应力方面来讲,混凝土的抗拉强度仅相当于抗压强度的7%~11%,混凝土的开裂主要是由于内部拉应力超过抗拉强度所致。在限制条件下,其自身的膨胀对限制体产生拉应力,与此同时,限制体对混凝土产生压应力,压应力对拉应力有不同程度的抵消作用,从而避免或减少了混凝土的裂缝。应变方面,补偿收缩混凝土主要产生膨胀和收缩两种变形,在限制条件下,膨胀产生‘相向变形”,混凝土内部质点间距减小,使混凝土受压,不易引起开裂收缩产生“背向变形”,内部质点间距加大,使混凝土产生受拉,易产生混凝土开裂。一定程度上,限制膨胀的“受压”抵消限制收缩的“受拉”从而减小混凝土开裂。显著提高了混凝土的抗裂防渗性能及耐久性和抵抗周围环境介质侵蚀的能力。掺入膨胀剂的混凝土适用于结构自防水、抗裂防水混凝土和大型混凝土结构的无缝施工等场合。
3膨胀混凝土的配合比设计
3.1膨胀剂的选择
膨胀剂的质量直接影响补偿收缩混凝土的质量。对膨胀剂必须坚持膨胀性能第一,进行综合评定,并不要求所有指标都大于高于标准要求,但需符合标准要求。有的膨胀剂虽然膨胀率高,但干空的收缩率很大,存在膨胀与收缩“落差”太大的现象[1]。因而在选择膨胀剂时,首先检验它是否达到国家现行标准《混凝土膨胀剂》JC476—2001的要求。主要看水中7天限制膨胀率不小于0.025%、掺量不大于12%、碱含量不大于0.75%三项要求。
3.2补偿收缩混凝土配合比设计原则
补偿收缩混凝土配合比设计,原则上与普通混凝土大致相同,除满足施工性能、设计强度等级和抗渗等级外,必须达到工程要求的限制膨胀率设计指标,要遵循强度第一,膨胀第二的原则。
1)、膨胀剂的掺量。有人认为只要掺加了膨胀剂,配制的混凝土就是微膨胀混凝土,这个观点是错误的。正确的做法是以产品的标准为参考,根据各个部位对限制膨胀率的要求设定不同的掺量,通过试配,在满足混凝土坍落度、强度和抗渗标号情况下,测定其限制膨胀率,必须达到设计限制膨胀率的要求。通过大量工程实践,基于不同结构部位的收缩变形也不同,要求的补偿收缩能力自然不同。一般地下工程以底板混凝土的限制膨胀率e=0.015%~0.020%,侧墙e=0.025%~0.035%,后浇带或膨胀加强带e=0.035%~0.045%为宜,因此,在对掺加膨胀剂的混凝土的配合比进行试配时,要根据限制膨胀率的要求通过测定试块的限制膨胀率来确定膨胀剂的掺量。
2)、外加剂。外加剂对混凝土膨胀性能有比较明显的影响,膨胀剂和外加剂品种不同,其影响结果也不相同。混凝土外加剂标准中规定,一等品外加剂28天的混凝土收缩率比不大于125%,合格率28天的混凝土收缩率比不大于135%,一般在推荐掺量下,28天掺外加剂的混凝土与空白混凝土的收缩率比在115%~129%的范围内。
3)、混凝土塌落度。混凝土的塌落度越大,在同一膨胀剂掺量下的混凝土的限制膨胀越小。故采用泵送混凝土时,要配制抗裂性好的膨胀混凝土,必须提高膨胀剂的掺量。
4)、混凝土凝结时间。混凝土的凝结时间太短,水泥的水化反应较快,混凝土的早期收缩现象较大,混凝土的凝结时间太长,膨胀剂的膨胀能大都分消耗在塑性阶段。膨胀剂在混凝土中的凝结时间宜控制在10~20小时的范围内。一般厚度的混凝土构件采用下限,大体积混凝土采用上限。
5)、粉煤灰来源广泛,价格便宜,可减少环境污染,是值得推广的外掺料。粉煤灰主要的四种成分,掺入混凝土内在水化过程中,能与分解出来的Ca(OH)2起化学反应,生成具有胶凝性的水化产物。这些水化产物,能在空气中硬化,逐渐具有水硬性,增强了混凝土的密实性,因此,粉煤灰能取代部分水泥,从而节约水泥,降低水化热,使混凝土升温降低15%~35%。二次水化反应主要取决于粉煤灰中的硅酸盐和铝硅酸盐微细颗粒的含量,同时也取决于粉煤灰的细度。细度越大,水化触及面越大,二次水化反应越充分,且二次反应产生的胶凝封堵了毛细管路,增强了密实性,提高了混凝土的耐久性。因此,在配制膨胀混凝土中掺加适量的粉煤灰,可明显改善混凝土的和易性,降低大体积混凝土的水化热,控制混凝土的温差收缩应力。但粉煤灰的级别对混凝土干缩率的影响较大。在配制膨胀混凝土中,最好采用I级灰。在配制膨胀混凝土时,必须把粉煤灰的量计入到胶凝材料中,即计算膨胀剂掺量时,应把粉煤灰的量一并加到水泥中计算。否则,混凝土的限制膨胀率明显偏低。
因此,在配制膨胀混凝土配合比时,应增加混凝土限制膨胀率的检测项目,对混凝土是否确实具有微膨胀性进行实际检测。只有这样,才能更好地或用补偿收缩混凝土来控制混凝土的裂缝。同时,在进行补偿收缩混凝土配合比设计时,膨胀剂的掺量要根据所要求的限制膨胀率进行确定。
4膨胀混凝土的施工及养护方法
混凝土的浇筑过程中,一些不规范的操作可能会影响膨胀剂效用的发挥,有些虽然跟膨胀剂无关,但会影响混凝土质量,甚至产生裂缝从而渗漏。所以,施工单位要严格按规范施工。根据规范要求,膨胀混凝土的入模坍落度不宜超过14cm。可为了泵送施工方便,施工单位经常要求搅拌站加大混凝土的坍落度,更有甚者在搅拌车里随意加水,严重影响混凝土质量。另外,施工单位在施工过程应随时与混凝土公司调度协调,确保施工现场不压车,以免混凝土坍落度损失过大而不能满足泵送要求。混凝土的振捣一定要严格按施工操作规程进行,振捣棒要快插慢拔,振距一定要掌握好,不能漏欠振和过振,以混凝土表面出现浮浆和不再沉落为度。在浇筑混凝土时,应该在每个浇筑带的前后布两道振动器,第一道布在混凝土的卸料点,主要解决上部的振实,第二道布在混凝土坡角处,确保下部混凝土的密实。为防止混凝土集中堆积,先振捣出料口处混凝土,形成自然流淌坡度,然后全面振捣,并严格控制振捣时间、振捣棒的移动间距和插入深度,施工时不得用振捣棒拖赶混凝土。裂缝的存在直接导致结构物的渗水,所以每个浇筑带的宽度应根据现场混凝土的方量、结构物的长、宽及供料情况和泵送工艺等情况预先计算好,确保浇筑带之间软接茬以避免出现裂缝。
膨胀混凝土要特别加强养护,特别是一些大体积混凝土,膨胀结晶体钙矾石的形成需要大量水,混凝土浇筑后1~7d内是膨胀变形的主要阶段,应特别加强浇水养护,并严格控制混凝土的降温速率和混凝土的内外温差。如不养护或养护不当,就难以发挥膨胀剂的补偿作用,膨胀混凝土会与普通混凝土一样,也会产生裂缝。底板或楼板较易养护,能蓄水养护最好,一般用麻袋或草席覆盖,定期浇水养护。墙体等立面结构,受外界温度、湿度影响较大,容易发生竖向裂缝。为此,可采用延长模板的留置时间、在水平施工缝上浇水的养护方法进行混凝土的养护工作,墙体模板拆除时间不应少于3d,模板拆除后继续养护至14d。并进行保温养护。采用这种养护方式,即能减少混凝土本身的水分的散失速度。又保证了墙体混凝土在早期处于一个相对地较稳定的温度、湿度环境,避免了风速、太阳暴晒等引起混凝土急剧干缩的因素,有效地控制大型混凝土易产生竖向裂缝的现象。
5结语
随着建筑工程对防水的要求越来越高,水泥细度的越来越细,硅酸三钙含量的上升,导致水泥的水化热也越来越高,从而使混凝土越来越容易产生裂缝,渗漏事故也越来越多,单纯的外防水措施应用于现代工程已显得力不从心,采用结构自防水才是解决问题的根本,由此膨胀混凝土便应运而生。使用膨胀混凝土技术可以简化施工,提高工效和工程质量,降低工程造价,是增加设计可靠度的理想手段。其经济效益和社会效益显著,施工简化,成本降低,具有广泛与长远的意义。
参考文献:
[1]吴中伟,张鸿直。膨胀混凝土【M】。北京:中国铁道出版社,1991.
混凝土膨胀剂范文3
关键词:混凝土膨胀剂,存在问题,解决问题。
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
施工中混凝土膨胀剂使用存在的问题
掺膨胀剂的补偿收缩混凝土配合比设计不明,膨胀剂采用何种方法不明确。当使用粉煤灰掺合料时,配比又不明确,在配置防渗混凝土时,按规范规定:水泥用量不得小于300kg/m3。如掺入粉煤灰,则水泥用量不得小于280 kg/m3。 以此为基准设计膨胀剂的配合比。由于各厂的水泥和粉煤灰活性不同,各地砂石质量差异较大,施工选用混凝土的坍落度也不同,因此,试验室应参考以往的经验,结合试验中得到的技术参数,确定基准混凝土的水泥和粉煤灰单方用量,再计算膨胀剂的掺量。
大多数施工单位委托试验室和混凝土搅拌站签订合同时,只要求提供满足膨胀剂混凝土的坍落度,强度和抗渗等级的配合比数据,不提混凝土限制膨胀剂的指标。存在膨胀剂“一就灵”的盲目思想,这是使用膨胀剂的最大问题。根据GBJ11988规范,膨胀剂的补偿收缩混凝土的特征指标是:水中养护14d的限制膨胀率≥0.015%。膨胀剂主要用途是补偿收缩,根据大量工程实践表明,防水工程的底板混凝土的限制膨胀率ε2=0.02%~0.025%,侧墙ε2=0.03%~0.035% ,后浇带或膨胀加强带ε2=0.035%~0.045% 为宜。不同的结构部位的抗裂要求不同,因此,膨胀剂量是不同的。由于膨胀剂与水泥及减水剂(泵送剂)之间存在适应性的问题,再同一配合比下,使用不同的水泥及减水剂(泵送剂),混泥土残生的膨胀率也不同。必要根据工地原材料进行补偿收缩混凝土的试配。在满足混凝土坍落度、强度和抗渗等级的情况下,必须达到设计要求的限制膨胀率,否则就要考虑调整膨胀剂量。有些单位把膨胀剂当成防水剂使用,这是允许的,一般防水剂只能提高混凝土抗渗性能,但不能满足抗裂性能,而膨胀剂首先解决混凝土结构的抗裂,不裂可以抗渗。而达到补偿收缩的抗裂作用,关键是混凝土膨胀率能否满足不同结构的补偿收缩要求。必须指出,厂家推荐的膨胀剂量只作为参考,试验证明有些厂家的膨胀剂质量波动较大,有的甚至是“调包”的伪劣产品。因此,在使用前一定要检测混凝土的限制膨胀率,并以此作为配合比的主要依据之一。这就要求各检测试验单位应配备检测限制膨胀率的仪器设备和检测人员。
许多单位反映,膨胀剂替代部分水泥后,混凝土强度下降,认为少膨胀剂为宜,这是个误区。因为膨胀剂替代率是通过试验而确定的。在实际工程中,混凝土结构则受到钢筋和邻位的约束。试验表明,带模养护的膨胀混凝土试件的限制强度比自由强度高10%~15% ,所以,不必担心膨胀剂的混凝土强度下降。不能以7d自由强度作为判断依据,应以28d强度是否达到试配强度为准。
膨胀剂量有意和无意少是使用补偿收缩混凝土的又一问题,现实中发现,施工现场不能正确使用试验室提供的混凝土配合比,在实际操作中,许多工地和搅拌站没有专门的膨胀剂计量装置,靠人工以斗代秤加料,由于监督不力和人工加料的随意性,大多是少。更有甚者,某些搅拌站从经济利益出发,故意少或不膨胀剂。导致了施工单位对使用膨胀剂的误解。针对工程中使用了膨胀剂,混凝土仍然开裂的情况,进行了现场调查,结果表明:①按混凝土总量计,少用膨胀剂20%~30%,原设计规定量为12%,实际只达到8%~10%;②忽略了混凝土的前期湿养护。这样,膨胀混凝土就是失去了补偿收缩的作用,开裂现象由此而产生。
有的用户拘泥于膨胀剂的推荐量,如某产品量为10%~12%,在特殊结构部位用户却不敢超过12%,这也是使用的中存在的普遍问题,实际工程中,如后浇带或膨胀加强带,要用大膨胀率的膨胀混凝土填充,要求混凝土膨胀率达到0.035%~0.045%,混凝土强度提高5Mpa,要入14%~15%膨胀剂才能达到。如只限于12%就不能满足设计要求,有可能开裂,所以,应根据不同结构部位,科学地入不同数量的膨胀剂,才能达到补偿收缩的要求。
关于复合膨胀剂
复合膨胀剂是用膨胀剂和化学外加剂配置的产品,可用于拌制缓凝、早强、防冻和高性能的泵送混凝土。该产品曾列入《混凝土膨胀剂》建材行业标准JC476―1998中,但在实施中发现不少问题:
(1)、质检部门对检测提出要求,复合膨胀剂由于入减水剂、防冻剂等化学外加剂,膨胀剂使用砂浆检验,化学外加剂使用混凝土检验。检测十分复杂,而结果往往相左。如膨胀剂规定碱含量≤0.75%,由于减水剂(泵送剂)、早强剂和防冻剂中含有Na2SO4,故碱含量往往超标,由于复合膨胀剂中入减水剂,容易掩盖了膨胀剂本身的质量问题。
(2)、混凝土搅拌站提出:由于水泥品种不同,按厂家推荐的复合膨胀剂量,难以达到混凝土坍落度要求,有时坍落度损失大,难以泵送,这时,搅拌站要增添泵送剂才能达到,使用麻烦。基于上述两条理由,新修改的JC476―2001标准中,已取消《复合膨胀剂》这种产品,请使用单位认真查阅相关规定。但是复合膨胀剂具有多功能和使用方便的优点。如用户愿意使用复合膨胀剂,生产厂家可按用户要求提品,但要做好现场售后服务工作。
3、设计中注意的问题
建筑结构抗裂抗渗控制是一个系统工程,许多设计单位推荐使用膨胀剂的补偿收缩混凝
土作为一个防裂措施,但部分技术人员对膨胀剂的正确使用不了解,也存在一些误区。
(1)、在设计图纸上指明厂家和量是错误的,合理的说明是:“采用膨胀剂的补偿收缩混凝土、强度等级、抗渗标号、混凝土水中14d限制膨胀剂率大于0.015%(或根据不同结构部位提出更高的膨胀率)。”这样,可以由用户选择膨胀剂厂家及其合理确定量,达到设计要求。
(2)、混凝土变形(膨胀和收缩)与限制是一对矛盾的统一体。膨胀要通过钢筋和临位约束才能在结构中建立预压应力。所以,要求设计者采用细而密的配筋原则,个别开口部和墙柱连接处由于应力集中易开裂,应增添附加钢筋。由于墙体难施工、养护差,受外界温差影响大,易出现纵向裂缝。要求墙体的水平构造筋的间距小于150mm,配筋率在0.5%左右,在墙中部1m范围内,水平筋的间距加密至80~100mm,形成一道“暗梁”,以平衡收缩应力;水平筋应放在受力竖筋外侧,确保混凝土保护层厚度。
4、施工中注意问题
施工单位对建筑结构的裂缝十分头疼,认为混凝土中加入膨胀剂就能迎刃而解,这也是个
认知上的错误。除了设计上保证合理配筋和补偿收缩混凝土的配合比保证足够的限制膨胀
率外,施工管理则是关键。
(1)、工地或搅拌站不按混凝土配合比入足够量的膨胀剂是普遍存在的现象,由此造成浇筑的混凝土膨胀效应极低,何以补偿收缩?因此,确保膨胀剂量的准确性极为重要。
(2)、现场拌制混凝土的搅拌时间要比普通混凝土延长30s,以保证膨胀剂和水泥、减水剂(泵送剂)拌合均匀,提高其均匀性。
(3)、边墙出现裂缝是个难题,施工中应要求混凝土振捣密实、匀质。
混凝土膨胀剂范文4
关键字:膨胀混凝土;外加剂;配合比
中途分类号:TU37 文献标识码:A
引言
普通的水混凝土在空气中凝结硬化时,其体积一般会缩小,新配置的混凝土因此也会产生微裂缝,这样不仅会对混凝土结构的整体性产生破坏,也会导致混凝土的抗渗性、抗冻性以及强度等产生平破坏,更严重者会使得外部介质渗入其内部,直接会对钢筋造成腐蚀。在混凝土中掺入一定比例的膨胀剂,会很好的防止混凝土的收缩,常见的膨胀剂有氧化钙类膨胀剂、硫铝酸钙类膨胀剂、氧化镁类膨胀剂以及氧化铁类膨胀剂等。
一、膨胀剂对混凝土性能的影响
与其他的外加剂相比,膨胀剂在混凝土中的掺量较大,比如氧化钙类膨胀剂的参量一般为水泥质量的3%-5%,硫铝酸钙类膨胀剂的掺量一般为水泥质量的8%-12%,而且随着膨胀率的加大,他们的掺量也会加大。
膨胀剂一般按照内掺法进行,也就是说膨胀剂可以等量的替代部分水泥,膨胀剂对混凝土性能的影星主要表现在以下几个方面:1.对混凝土膨胀率的影响,简单的说,在水泥品种和用量、水灰比、配合比相同以及相同的养护条件下,膨胀剂的掺量对混凝土的膨胀率起到决定性的作用;2.对混凝土凝强度的影响,实践表明,掺膨胀剂的混凝土一般早期的抗压强度有所增长,但是到后期,对于授予恶俗的作用的混凝土,即使膨胀剂掺量较大时,由于混凝土会受到钢筋的作用,使得混凝土内部的结构更加的密实,混凝土的抗压强度有所增加,对于自由膨胀的混凝土,当膨胀掺量较大时往往会导致后期的抗压强度有所降;3.对混凝土收缩以及徐变的影响,在限制条件下膨胀混凝土的干缩值略低于普通混凝土;4.对混凝土抗渗性、抗冻性的而影响,一般来讲,对于自由膨胀的混凝土,膨胀剂的掺量较低时,膨胀产物填充满混凝土的毛细孔和大孔等,起到密实作用,对于提高混凝土的抗渗性有很好的帮助作用,但是当膨胀剂掺量过大时,过高的膨胀剂会导致混凝土内部出现裂缝,此时会降低混凝土的抗渗性能。对于限制性混凝土,膨胀剂更加有助于提高混凝土的抗渗性。
掺膨胀剂的混凝土的浇筑、振捣时应在计划浇筑区段内进行连续浇筑,不得中断,浇筑以阶梯式推进,浇筑时间不得超过混凝土的初凝时间,不得出现冷缝,振捣时以机械振捣为宜,不得漏振、欠振或者过振。在混凝土终凝前,应采用人工多次抹压,以封闭表面裂纹。掺膨胀剂的混凝土的养护,掺膨胀剂的混凝土其养护更加重要,只有加湿养护,才能够实现膨胀和补偿收缩、预防裂缝的目的。对于大体积混凝土和大面积板面混凝土,混凝土硬化后宜采用蓄水养护或者喷雾养护,以保持表面潮湿,尤其是在冬期进行施工时,混凝土浇筑后浇筑后,应立即采用保温材料覆盖,养护期不得少于14d。
二、补偿收缩混凝土的配合比设计
补偿收缩混凝土是一种适度膨胀的混凝土,利用产生的膨胀来抵消混凝土由于干燥、温变以及荷载等引起的收缩。
在进行配合比时应注意一下几点要求:1.对水泥的要求,水泥的用量对膨胀率的影响较大,在配置混凝土的过程中,必须严格的控制水泥称量的准确性,误差不得超过1%,如果直接的掺加外加剂,对膨胀剂的称量更应该的严格控制,误差不得超过0.5%,在正常的情况下,水泥的储存期不得超过90天,对于超期的水泥,需要进行膨胀率实验后方可使用;2.对骨料的要求,主要体现在选择适宜的骨料以及适宜的级配,一定要确保骨料的坚固洁净,并符合国家的相关标准,实验表明,并不是所有的骨料对膨胀率和干缩产生好的影响,比如海沙会加大干缩率;3.对拌合水的要求,由于膨胀水泥早期的水化作用的速度较快,所以拌和水用量相比于相同塌落度的普通混凝土多12%左右,但是同时,用水量的增加会增大水灰比,使得混凝土的膨胀率减小和干缩率的增加,也就是说,在施工工艺允许的条件下,尽可能的减小用水量。
补偿收缩混凝土强度与水灰比的关系如下图所示:
补偿收缩混凝土强度与水灰比的关系
三、自应力混凝土的配合比设计
自应力混凝土同样属于膨胀混凝土的范畴,同时也是一种预应力混凝土,是采用特制的自应力水泥,按照一定的比例加入砂、石子、水以及事宜的外加剂而制成,经过一定的湿养护,混凝土发生一定提及的膨胀,并且钢筋会随着一起张拉,产生拉应力,本身会受到钢筋回缩予以的压应力。
工程实践表明,在配置自应力混凝土时应满足如下要求:1.具有最低限度的强度值和适宜的膨胀速度,也就是说自应力混凝土必须要有足够的强度,才能够将膨胀能传递给混凝土中配置的钢筋,使得混凝土自身获得自应力,在最佳的膨胀范围内,保证强度与发展速度相适宜的前提下,混凝土的强度越高越好,膨胀过快,强度会下降,甚至会产生破坏;2.配置自应力混凝土的水泥,其细度一般采用4500cm²/g,可在3800-5000 cm²/g内选用,且初凝时间不得小于30min,终凝时间不得迟于8h,以生产自应力管的硅酸盐自应力水泥为例,应根据水泥的细度、气候条件以及养护条件的不同来确定三氧化硫和氧化铝的含量,三氧化硫的含量适宜为6.5%-8.5%,氧化铝的含量适宜为9%-13%,相应的硅酸盐水泥配合比为70%-75%,石膏为14%-17%。对铝酸盐自应力水泥,适宜将三氧化硫的含量控制在15.5%-16.5%,相应的巩土水泥熟料为60%-66%,二水石膏为34%-40%。
通过研究表明,当养护条件、混凝土配合比以及水泥细度等条件相同时,制成符合质量要求的自应力水泥,其中三氧化硫和氧化铝的含量应保持在某一范围之内,设计时自应力水泥配合比参考资料如下表所示:
自应力水泥配合比参考资料
结语
在当代的混凝土使用中,常见的还有减水剂、减缩剂、阻锈剂等,外籍记得使用不但有利于节约成本,而且能够提高混凝土的质量,改善诸多的性能。
参考文献
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混凝土膨胀剂范文5
【关键词】深基坑;混凝土;内支撑;静态膨胀;拆除施工
现代建筑工程的规模一般都很大,对基础强度和荷载能力的要求也相对较高。因此在施工中一般都会采用深基坑开挖支护的施工技术进行基础处理。由于深基坑开挖过程中影响施工质量和施工安全的因素较多,因此一般需要进行合理的支护作业。当基础施工完成后,深基坑支护体系就完成了使命,需要进行相应的拆除,以免影响地下工程的正常使用。而正是在深基坑支护体系的拆除过程中常常会出现一些问题,影响到地下工程的整体稳定性。为了解决这一问题,本文提出了一种拆除技术,即静态膨胀拆除技术。以下本文就通过工程实例来详细介绍这一拆除技术。
1、工程概况
某工程位于污水泵站与地铁隧道之间,该工程的总建筑面积为13万m2,地上共45层,地下3层,其总建筑高度为145m。本工程基坑总面积约11.1万m2,南北长约100m,东西长80~120m,开挖深度约14.7m。支护结构采用在基坑内设两道环形支撑。由冠梁、腰梁、支撑梁及环形梁组成。地下室底板面标高为-13.8m,第二道支撑梁位于-6.7m标高处,最大截面1.5m×1m;第一道位于-0.950m标高处,最大截面1m×0.8mm;支撑立柱为钢筋混凝土冲孔桩,共46根,环形梁下立柱直径1mm,支撑梁下立柱直径0.8m。
2、内支撑拆除工艺原理
为了确保深基坑工程的施工质量,施工人员首先需要在需要拆除的混凝土内支撑梁上钻设孔洞,并在其中关注膨胀剂与普通洁净水;此时膨胀剂产生的水化作用会提高孔壁的压力,等到其达到40~100MPa之后,施工人员便可采用人工风镐辅助拆除的方式将其混凝土内支撑拆除,并将拆除中产生的垃圾全部运往施工现场以外。
3、拆除作业的准备工作
在对内支撑进行拆除之前,首先要做好材料和设备的准备工作。其中材料准备中要重点把关无声膨胀剂的质量,其质量好坏直接影响着拆除效果。而在设备准备中则要确保所有施工设备都处于正常运行状态下,以免在施工中出现故障而影响拆除工作的顺利实施。
4、内支撑静态膨胀拆除施工技术方法
4.1在拆除深基坑的混凝土内支撑体系时,首先要用切割机把相关构件切断,如角撑等。使其与主体结构分离开来,为后期拆除工作打好基础。在切割时要注意保持构件本身的 平衡和相应的对称型,以免因构件失衡而引起结构变形。
4.2由于本工程深基坑的内支撑体系高度较大,因此需要搭设一定的脚手架来辅助拆除作业的实施,同时为了防止坠落物伤人,还要做好安全防护网的搭设与相关安全设施管理。
4.3利用风镐来凿除内支撑混凝土结构表层的混凝土,使其主筋暴露出来以免在后期钻孔时可以顺利避开钢筋。
4.4在钻孔的过程中,所依据的数据参数和具体的钻孔位置、钻孔方法都需要结合实际情况合理设计和选择,并且要在此过程中充分考虑到梁内配筋的分布。钻孔的深度、间距、直径都要合理确定,以免影响膨胀剂的膨胀拆除效果。需要注意的是,在支撑立柱的0.5m范围内不能进行钻孔,以免提前影响支撑体系的结构稳定性。另外,支撑梁上的孔钻好之后要做好防护措施,以免杂物进入孔内影响后期施工。并且在向支撑梁上灌注膨胀剂前也需要进行清理,以确保孔内没有杂物。
4.5在容器内注入膨胀剂,加入剂量20%~30%重量的水用机械搅拌均匀,搅拌后的浆体须在3~10min内倒入孔中,用量不小于1.3kg/m,应灌密实,不塞口。膨胀剂凝固8―12h后开始体积膨胀,高温季节膨胀剂凝固4~8hE积便能膨胀,使支撑梁混凝土变得松散达到破碎目的。
4.6当支撑梁混凝土破碎后,就可以进行人工拆除,为避免粉尘对施工人员身体噪声危害,在拆除前要先进行浇水湿润混凝土。
4.7当混凝土拆除完毕后,就剩下钢筋骨架,此时再依次对钢筋进行切割、拆除。
4.8拆除完毕后开始进行现场清理,并做好垃圾分类,尽量少实现材料的循环再利用。
5、拆除施工质量控制措施
5.1对于周边建筑物的垂直位移情况进行监测,要求施工人员严格按照国家规定的要求进行监测,将其控制在允许的范围之内。
5.2对于深基坑工程周边地表沉降情况进行分析,需要技术人员采用精密度较高的水准仪器对其监测。
5.3对于深基坑中的立柱垂直位移情况进行监测,采用的监测设备是自动安平精密水准仪。
5.4对深基坑维护装订部位移情况以及侧向土移情况进行监测,要求工作人员在实际工作中严格按照规定要求,采用相应的监测设备进行测量,将其位移控制在允许的范围之内,以便于内支撑的顺利拆除,提高其施工质量。
5.5对于深基坑维护桩身应力、立柱应力以及支撑应力进行监测,在监测过程中,技术人员采用的设备是频率读数仪。
6、施工安全控制
在深基坑混凝土内支撑的拆除作业中,除了要保证拆除质量以外,还要确保拆除过程中的人员安全。因为拆除作业本身是将整体结构分散开,若操作不当极易出现整体突然坍塌等事故,并且拆除期间也还存在一些其他的安全问题,为此必须要做好施工安全控制。例如要求施工人员在使用膨胀剂时须戴防护眼镜和塑胶手套,应少混勤混,迅速搅拌,立即灌入孔内,以免放置时间过长(超过10min)流动性及破碎效果下降;若药剂呈块状,严禁勉强灌入孔中或再次加水稀释后注入孔中,以免发生喷孔伤人或胀裂不开等事故。再例如,静态膨胀剂属强碱性产品,与水接触后的pH值达13,对人体黏膜组织易构成伤害。若皮肤或眼睛与浆体接触,应即用大量冷水冲洗(不要揉搓),并立即就医。灌浆后至少3~8h不要靠近孔洞,更不得近距离直视孔口。
混凝土膨胀剂范文6
关键词:超长建筑 预应力技术 微膨胀混凝土 前言
众所周知,在我们周围的建筑物中,大部分都是用混凝土铸造而成的,而一般的混凝土由于本身的物理性能,在凝固的时候容易缩水,造成体积不断的收缩,时间长了,建筑物就会产生裂缝,而一些建筑物在使用的过程中,会受到日常灾害或是一些自然现象,比如日晒,暴晒,温度变化等的影响,在这种影响下,混凝土也会容易开缝,对于一些超长的混凝土结构来说,更加容易开裂,因此,能够找到一种技术,解决这一问题,成为设计师们头疼的问题[1]。
1、预应力的应用
在我国,《混凝土结构设计规范》中明确指出,一些时间较长的建筑物在建筑过程中一定要留够一定的温度缝隙,防止以后建筑物质量有所破坏,同时要合理的分配其长度,尽可能的减少温度对于建筑物本身性能的影响,同时,对于钢筋来说,要在一定的结构中混合一定的钢筋比例,对于钢筋的使用率机器配筋率都要有合理的规定,特别是一些特殊材质的钢筋,比如板面温度筋和梁侧的钢筋等。
当然,在建筑物预应力技术的使用过程中,主要是通过力量进行拉张使用,在混凝土的使用过程中,要配合一定的钢筋需要,特别值得一提的是,要保证钢筋的内压力,对于全局和局部侧压力的检测一定做到位,所以,预应力技术是改善钢筋结构变形的重要技术,也是改善墙体裂缝的重要方面,能够实施好预应力积水,对于解决墙体裂缝具有十分重要的意义,下面,本文从一些实例出发,重点阐释了预应力技术在超长建筑物之中的应用,特别是无缝技术的应用。
在珠江三角洲地区有一大型的厂房食堂,由于每天都和饭灶打交道,所以本身的温度过高,特别是三层框架的架构,横向的跨度较大,纵向的面积较大,因此,对于开间的面积均可达到10米以上。在建筑物的首层架空建筑中,采用了跨于湖面的形式,特别是外墙的结构,做成了幕墙的形式,因此,大部分的外墙是暴露于外面的,这一来是为了满足整体的外观效果,二来是符合业主的要求,特别是做成了伸缩缝机构的设计,使得主梁部分的高度不会超过100厘米,次梁的结构更小,这样设计起来,整个的跨度较小,因此,对于主梁和次梁来说,都可以作为预应力梁,进行使用,一般来说,梁间的距离较为密实,一般的预应力能在原有的基础上拥有一定的压力,实施一定的预压里,在这种作用下,能够很好地解决温度带来的问题,特别是各层露面的混净土膨胀剂的配比,一方面补充了缩水的不足,另一方面减少了裂缝,是现如今大部分的建筑都会使用的[2]。
2、预应力筋的使用
2.1 预应力筋的布置
各长向框架梁和次梁均按要求设置正常抛物曲线的预应力筋,即连续梁支座处,预应力筋布置在梁上部,在跨中正弯矩处,预应力筋布置在梁底。这部分预应力筋除承担竖向荷载、控制挠度外,还给整个结构提供一定的长向预压应力,能抵抗温度应力的作用,减少裂缝。除此以外,还在屋面结构全部、各层外侧外露的横向框架梁、次梁均设置两条直线型预应力筋作腰筋,加强预压应力,进一步抵抗温度应力的作用。
2.2 预应力筋的材料
横向梁采用fptk=1860级的高强低松弛无粘结钢绞线,直径15.2mm。I类DZM-1型锚具,在张拉端采用夹片式锚具,承压板采用100×100×14钢板,固定端采用挤压套筒加底托锚具。对钢绞线和锚具应按有关规定进行抽验,钢绞线应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》等规定的力学性能,锚具的静载锚固性能应同时满足下列要求:锚具效率系数≥0.95;极限拉力时总应变≥2.0%,符合要求后方可使用。
2.3 预应力筋的分段及张拉固定端处置
由于该食堂长,且横向有一端与一建筑相邻,不能在该处设置张拉端。按要求,预应力筋分段布置和张拉。横向梁双抛物曲线布置的预应力筋根据应力损失计算与设计所采用的应力值,决定分三段布置,轴-轴-轴。为了张拉施工,在纵梁边500mm范围楼板设置加厚区做板上张拉区。作腰筋用直线型的预应力钢绞线,其摩擦损失很少,可以适当放长些布置,但考虑布筋与张拉施工的方便,设计成与曲线型筋一样分段张拉。
2.4 预应力筋的张拉
待浇捣混凝土强度达到设计强度75%后可进行预应力筋张拉。 设计预应力筋张拉控制应力为75%fptk。张拉时采用双控方法,即张拉力控制(油表压力)为主,伸长值校核。张拉过程中必须严格进行记录和观察,如有异常应暂停张拉,进行分析处理,排除问题后才能继续张拉。根据建筑物长向分段情况,张拉横向梁预应力筋时,先张拉中间~轴分段的预应力筋,再分别张拉左、右两分段的预应力筋,这样可减少张拉应力对框架柱的影响。张拉完成后,按设计要求切除多余预应力筋,做好防腐、封锚处理[3]。
3、微膨胀混凝土的使用
3.1 HE防水剂补偿收缩混凝土的抗裂机理
HE防水剂以6~7%等量取代水泥可拌制成补偿收缩混凝土,其限制膨胀率ε2=0.02~0.05%,按公式σ=μ・ES・ε2(μ…配筋率,ES…钢筋弹性模量),可在混凝土中建立0.2~0.7Mpa预压应力,从而抵消混凝土在硬化过程中全部或大部分拉应力。另外,由于HE型膨胀防水剂中含有大量的高分子聚合物,而且有机高分子材料为长链状结构及其具有超塑化作用,所以能大幅度提高混凝土的抗拉强度和密实性,同时提高混凝土的流动性,延缓水化热产生时间,降低水化热峰值,达到降低混凝土内、外温差的目的。因此HE型膨胀防水剂的综合作用的结果,能使混凝土结构不裂、不渗、不漏。
3.2 HE微膨胀补偿收缩混凝土的使用
整栋建筑物楼面梁板均使用HE混凝土微膨胀剂配制补偿收缩的防水混凝土,强度等级为C35。根据HE混凝土微膨胀剂使用要求,HE膨胀剂的掺量为水泥用量6%~8%。本工程长度达120m长,根据工程实践,为了安全起见,在收缩应力较大处,设置两道1.8m宽的“膨胀加强带”, “膨胀加强带”处HE膨胀剂的掺量适当提高,为9~10%。除此之外,还要对“膨胀加强带”穿过的板和梁设置附加加强短筋。
微膨胀混凝土施工遵守《普通混凝土配合比设计技术规定》和《混凝土结构工程施工及验收规范》。具体掺量应按厂家产品使用说明书上的标示。
4、结语
总之,在这项技术应用之后,这个工程从2001年开始实施,已经经过了几年之久,各个楼板之间没有出现裂缝和渗水的现象,这充分说明了,在钢筋混凝土中,预应力技术和膨胀剂技术的使用,是科学合理的研究方法,是各个工程特别值得借鉴的方式首选,也是我们努力的方向。
参考文献
[1] 董春玲,李兴凯. 浅谈建筑结构设计中控制裂缝的措施[J]. 黑龙江科技信息. 2010(28)