UEA作用原理及整體補償混凝土施工技術(shù)應(yīng)用研究
發(fā)布時間：2010-01-14 共1頁
前言
目前，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城建面貌日新月異，城市型公共建筑日益增多，而此類建筑多采用筏板基礎(chǔ)，后澆帶內(nèi)單塊面積較，屬超長超厚結(jié)構(gòu)，超過國家規(guī)范要求，且底板多采用結(jié)構(gòu)自防水設(shè)計，抗?jié)B要求高，故后澆帶內(nèi)底板混凝土必須一次性連續(xù)澆筑。
對此的通常處理方法由設(shè)計在超過30m,設(shè)膨脹加強帶。加強帶帶寬2m，加強帶兩側(cè)用雙層鋼板網(wǎng)隔開，加強帶內(nèi)混凝土強度提高一個強度等級，提高加強帶捏混凝土膨脹劑摻量，現(xiàn)澆。
由于澆筑混凝土?xí)r，因單塊底板內(nèi)混凝土強度等級及膨脹劑摻量變化較多，且底板混凝土一次性連續(xù)澆筑量比較，要求砼攪拌站根據(jù)澆筑部位頻繁調(diào)整配合比，對施工現(xiàn)場來說，由于膨脹帶兩側(cè)與膨脹帶內(nèi)同時施工，需認真核對混凝土罐車隨車攜帶的資料，對號入座。但底板施工期間場地小且混凝土澆筑量，在狹小的施工現(xiàn)場內(nèi)動輒幾十輛罐車，給現(xiàn)場管理、質(zhì)量控制帶來了相當(dāng)?shù)碾y度。同時，混凝土輸送泵、輸送管內(nèi)兩種配合比的混凝土相互混合，且加強帶內(nèi)、外相互滲透，造成帶內(nèi)混凝土質(zhì)量不均勻。因此，加強帶做法理論上是可行的，但在實際操作中，尤其是型工程底板混凝土施工時，對攪拌站、施工現(xiàn)場的管理帶來極的挑戰(zhàn)，容易造成質(zhì)量缺陷。
底板體積混凝土施工階段之所以會產(chǎn)生溫度裂縫，是其內(nèi)外矛盾發(fā)展的結(jié)果。一方面混凝土由于內(nèi)外溫差過而產(chǎn)生溫度應(yīng)力和溫度變形，另一方面是結(jié)構(gòu)物內(nèi)外的約束要阻止這種變形。一旦溫度應(yīng)力超過混凝土所能承受的拉伸極限值時，即出現(xiàn)裂縫。關(guān)于減少水泥水化熱引起的溫升值，控制內(nèi)外溫差，很多專家都提出了針對性的技術(shù)措施，這里不再贅述。本文主要針對UEA提高混凝土早期抗拉伸強度的作用進行探討。
UEA作用原理及主要優(yōu)點
由于UEA在水化、硬化過程中形成了膨脹結(jié)晶體水化硫鋁酸鈣，它具有填充、堵塞毛細孔、縫，改善孔結(jié)構(gòu)和孔級配的作用。通過高壓水銀測孔儀測定：摻入UEA的水泥總空隙率為0.11cm3/g，而水泥為0.21cm3/g，減少近50%。從分布上來看，混凝土內(nèi)部孔減少，總空隙率下降，改善了混凝土結(jié)構(gòu)。同時，UEA具有減水作用，降低體積混凝土配合比用水量。
同時，摻加UEA的混凝土，在硬化過程中產(chǎn)生的膨脹作用，由于鋼筋和鄰位的約束，從而在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生了少量預(yù)壓應(yīng)力，工程實踐證明，UEA系列產(chǎn)品替代水泥量在8—10%范圍內(nèi)，對強度影響不，其膨脹率約2—3×10-4，在配筋率0.2—0.8%下，可在結(jié)構(gòu)中建立0.2—0.7MPa預(yù)壓應(yīng)力，這一壓應(yīng)力致可以補償混凝土在硬化過程中溫差和干縮初期產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而防止或把混凝土裂縫減小到無害裂縫范圍內(nèi)（小于0.1mm），并由于在膨脹過程中推遲了混凝土收縮發(fā)生的時間，混凝土抗拉強度得以進一步增長，當(dāng)混凝土開始收縮時，其抗拉強度已致可以抵抗收縮應(yīng)力，從而提高該時期混凝土抗裂性能，達到延長伸縮間距，實現(xiàn)超長、超厚抗裂的自防水混凝土的連續(xù)施工。
綜上所述，在底板體積混凝土配合比設(shè)計中摻加UEA的主要優(yōu)點在于：
（1）膨脹帶來預(yù)壓應(yīng)力，提高抗裂性能，從而延長伸縮間距。
（2）空隙率減小，提高密實度，提高抗?jié)B性能。
（3）UEA具有減水作用，降低體積混凝土配合比用水量。
1、光彩中心基礎(chǔ)工程概況
光彩中心工程位于北京市東長安街東單路口，總建筑面積242912m2，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑功能集商業(yè)、娛樂、辦公于一體。包括A、B、C、D、E五個樓座，為長安街上又一型標(biāo)志性建筑。
光彩中心工程地下三層, 為一整體地下室，軸線尺寸為161×125.4m，基坑面積超過22000m2，主樓基礎(chǔ)型式為筏板基礎(chǔ)(A、B、D、E座底板厚1.4m，C座底板厚1.6m)，裙房及純地下室部分為獨立柱基，外墻為條形基礎(chǔ)。主樓底板混凝土強度等級C40。裙樓及純地下室：柱基、隔水板、條基為C35，抗?jié)B等級S8
2、光彩中心底板混凝土施工特點
2.1混凝土工程量，機坑與集水坑較多，標(biāo)高尺寸變化多，基礎(chǔ)型式有筏板基礎(chǔ)、獨立柱基、條基等，類型多而復(fù)雜，每塊底板混凝土UEA摻量各不相同。
2.2沉降后澆帶及施工后澆帶將整個底板分為？？塊，其中一期？？塊，二期？？塊，每塊混凝土必須一次澆筑完畢，不允許留垂直施工縫，A、B、D、E座主樓筏板厚1400mm，均為2500m3左右，C座分段，每段均為2000m3左右，澆筑混凝土強度，質(zhì)量要求高。
2.3工期緊、任務(wù)重，一期底板混凝土工程總量20000m3左右，要求15天內(nèi)完成。
2.4本工程一、二期工程分別在冬、夏季施工，對體積混凝土施工技術(shù)提出了較高的要求。
2.5本工程地處北京最繁華的鬧市區(qū)，交通組織困難極，一期基坑總面積15000m2左右，而現(xiàn)場施工道路十分緊張，緊基坑西、南兩側(cè)能行車，東、北兩側(cè)沒有場地，道路不能循環(huán)，三個分包單位施工，同時現(xiàn)場還有部分土方開挖工作，現(xiàn)場的組織協(xié)調(diào)工作十分艱巨。
4、主要技術(shù)及管理措施
4.1配合比設(shè)計
體積混凝土優(yōu)先采用低水化熱水泥，但考慮到降低堿含量及冬季施工要求，經(jīng)項目部與攪拌站、設(shè)計、監(jiān)理及有關(guān)專家討論，采用普硅42.5水泥，水化熱通過摻加II級粉煤灰解決，根據(jù)有關(guān)試驗資料表明，每立方米混凝土的水泥用量每增減10kg，其水化熱引起混凝土的溫度相應(yīng)升降1～1.2℃，。同時經(jīng)同中國建材院專家商定：UEA：天津豹鳴股份有限公司的“豹鳴牌”UEA混凝土膨脹劑。設(shè)計后澆帶之間距離小于30m時，摻UEA為水泥用量的8%，于30m時摻10%。經(jīng)攪拌站設(shè)計完成的配合比分布如下圖所示：
塌落度：16±2mm
考慮到底板混凝土澆筑面積，每段周期較長（最長連續(xù)澆筑44小時）初凝時間定為15小時，終凝時間為18小時。
預(yù)防堿集料反應(yīng)措施：
堿含量要求：混凝土含堿量（=水泥帶入堿量+外加劑帶入堿量+摻合料中有效堿含量）小于5kg/m3。
入模溫度：20℃。
4.2混凝土施工工藝
4.2.6后澆帶砼澆筑：底板、外墻后澆帶分為沉降后澆帶和溫度后澆帶，按設(shè)計要求留置，沉降后澆帶結(jié)構(gòu)封頂后澆筑，凡后澆帶之間距離于30m的底板部分，經(jīng)有關(guān)各方及專家討論，決定不設(shè)加強帶，采用整體補償，即適當(dāng)提高UEA的摻量，具體部位及摻量詳見附圖1。墻體砼UEA摻量為8%，所有后澆帶UEA摻量均為10%，砼提高一個強度等級。
4.4養(yǎng)護
由于UEA膨脹劑必須在潮濕環(huán)境下才發(fā)生作用，所以必須保證底板表面的濕度，在砼澆筑以后及時養(yǎng)護。一期底板的施工在冬施期間，所以在底板表面及墻、柱插筋內(nèi)部均采用塑料薄膜覆蓋，減少水分蒸發(fā)，覆蓋時砼表面不要出現(xiàn)暴露，且薄膜內(nèi)有凝結(jié)水為佳，上鋪2層阻燃草簾，起到減小溫差，防凍保溫效果。密切注意天氣情況，五級以上風(fēng)天氣，要用重物壓住保溫材料，防止薄膜內(nèi)水分蒸發(fā)及砼受凍。
二期工程在夏季施工，采用蓄水法養(yǎng)護。混凝土澆筑完一小段(200m2左右)后，立即覆蓋塑料布，磙壓、抹面完畢后，四周砌磚臺，水泥砂漿勾縫，與其他正在澆筑的混凝土隔離，然后蓄水至少8cm進行養(yǎng)護，蓄水結(jié)束時間根據(jù)測溫結(jié)果確定。
5、應(yīng)注意的問題及控制措施
5.1冬天風(fēng)，空氣干燥，夏天溫度高，水分蒸發(fā)快，二者都使得剛澆筑完的混凝土表面極易失水風(fēng)干而導(dǎo)致UEA作用減弱，因此，混凝土澆筑過程中，必須加強塑料布覆蓋工作，應(yīng)隨澆筑隨抹面隨覆蓋，如需進行多次抹面或其他表面處理工作，應(yīng)小面積掀開塑料布，處理完畢后立即重新覆蓋，嚴禁面積暴露。
5.2夏天采用蓄水法養(yǎng)護，一般底板澆筑面積都比較，澆筑周期長，如澆筑完畢后再蓄水，勢必導(dǎo)致先期澆筑的混凝土因養(yǎng)護不及時而出現(xiàn)裂縫，因此，蓄水養(yǎng)護應(yīng)分塊進行，小面積操作，處理完一小段后立即進行隔離蓄水，避免工作面過導(dǎo)致失水，同時進行蓄水前，也應(yīng)該先覆蓋塑料布保濕。
5.3冬夏季的比較：根據(jù)光彩中心工程冬、夏季施工的混凝土質(zhì)量對比，夏天采用蓄水法養(yǎng)護，混凝土質(zhì)量要好于冬天的覆蓋保溫養(yǎng)護，因蓄水法在保溫的同時，還能有效的保濕，且混凝土散熱速度比較平緩，混凝土強度增長比較均勻。
光彩中心工程底板混凝土施工由于施工組織得當(dāng)，技術(shù)措施有力，進展十分順利，一期工程2002年1月15日開始，至1月29日早晨準(zhǔn)時結(jié)束，完成約20000m3，且養(yǎng)護措施得力，經(jīng)項目部和各有關(guān)單位的嚴格檢查，未發(fā)現(xiàn)有害裂縫，且減少了體積混凝土表面裂紋。混凝土密實平整光潔，無蜂窩麻面。獲得甲方、監(jiān)理、監(jiān)督站等單位 的一致好評，為光彩中心工程評選長城杯工作打下了堅實的基礎(chǔ)。
