姚志玉,王宇,韓軍衛(wèi)
(河北建設集團有限公司混凝土分公司,河北 石家莊 071051)
混凝土是現代建筑結構的主要材料,近年來在推廣混凝土膨脹劑和補償收縮應用技術的過程中,設計、施工人員非常關心膨脹劑和補償收縮混凝土的使用情況,因此,有必要對混凝土膨脹劑的使用做一下討論和研究,使其發(fā)揮應有的使用效果。
混凝土膨脹劑改善了混凝土的抗裂防滲性能,提高了工程的耐久性。在應用技術研究方面,提高了結構自防水,實現了無縫設計施工、大體積混凝土裂縫控制;剛性防水方面,提高灌注樁承載能力和自應力混凝土壓力管等最新應用技術,大大促進了建筑事業(yè)的發(fā)展和科學技術的進步。
(1)在配制防滲混凝土時,按規(guī)范規(guī)定:膠凝材料不能少于320kg/m3,強度等級為C20~C30時水灰比小于0.5,大于C30水灰比小于0.45。然而由于各廠家水泥及摻合料品質不一,各地砂石料質量差異較大,施工選用的混凝土坍落度不同,因此,試驗室要結合經驗和試驗中所得到的技術參數,根據實際情況確定混凝土中各膠凝材料的用量。
(2)許多單位反映,摻了膨脹劑后,混凝土強度下降,認為膨脹劑少摻為宜,其實這是一個誤區(qū)。摻了膨脹劑的混凝土,早期強度是隨著膨脹劑的增加而降低,但不成正比關系,試驗表明,帶模養(yǎng)護的膨脹混凝土試件的限制強度比自由強度高10%~15%,所以不必擔心摻膨脹劑的混凝土強度下降。不能以7d強度作判斷,應以28d強度是否達到試配強度為準。
(3)多數施工單位與混凝土攪拌站簽定合同時,只要求提供滿足摻膨脹劑混凝土的坍落度、強度和抗?jié)B等級的配合比數據,不要求提供混凝土膨脹率的指標,存在膨脹劑“一摻就靈"的盲目思想,這是使用膨脹劑的最大誤區(qū)。我國規(guī)范規(guī)定,水中7d空氣中14d養(yǎng)護的限制膨脹率≥-0.02%,其目的就是要求混凝土的干縮不能過大。膨脹劑主要用途是補償收縮,根據大量的實踐證明,防水工程的底板,混凝土的限制膨脹率宜為0.02%~0.025%,規(guī)范要求板、梁結構限制膨脹率為0.02%~0.03%,膨脹加強帶和工程接縫填充限制膨脹率為0.03%~0.04%。設計人員和施工人員根據混凝土結構和施工部位的不同,選用不同摻量的膨脹劑,使其達到最佳的效果。有必要提出的一點,生產廠家產品說明書上的膨脹劑摻量只是參考,在試驗檢測中是有波動的,因此,我們一定要檢測混凝土的限制膨脹率,以此作為混凝土配合比的主要依據之一。
(4)膨脹劑摻量有意或無意減少是使用補償收縮混凝土的又一個誤區(qū)?,F實中發(fā)現,施工現場不能正確使用試驗室提供的混凝土配合比。在實際操作中,許多工地和攪拌站沒有專門的膨脹劑計量裝置,靠人工加料,由于監(jiān)督不力和人工加料的隨意性,大多是少摻,設計摻入12%,實際只摻6%或8%。更有甚者,某些攪拌站從經濟利益出發(fā),故意少摻或不摻膨脹劑,使得膨脹劑沒有發(fā)揮預期的作用,這樣導致了施工單位對使用膨脹劑的誤解。
混凝土的變形(膨脹與收縮)與限制是一對矛盾的統(tǒng)一體。摻有膨脹劑的混凝土,正常工作是在內約束力和外約束力共同作用下進行的,混凝土中所配的鋼筋構成了內約束力,足夠的內約束力是由足夠的配筋率來保證的,鋼筋混凝土內的受力鋼筋,對應力分散作用很大,所以必須根據不同的結構和部位,按承載能力合理的布筋,盡量把膨脹轉化為預壓應力,這就需要設計人員從設計上合理的限制混凝土膨脹,建立有效的預壓應力抵消收縮引起的拉應力,防止混凝土開裂。
(1)由于墻體施工難、養(yǎng)護差,受溫度影響較大,易出現豎向收縮裂縫。要求水平構造筋配筋率大于0.4%為宜,墻體的中部或頂端300~400mm范圍內水平筋間距宜為50~100mm,形成“暗梁”以此來抵抗較大的水平應力。墻體與柱子連接部位宜插入長度為1500~2000mm、ф8~ф10mm的加強鋼筋,鋼筋插入柱子深及200~300mm,插入邊墻長度為1200~1600mm,其配筋率應提高10%~15%。
(2)個別的結構開口部位、變截面部位和出入口部位受溫度影響大,也應適量增加附加筋。
(3)樓板宜配置細而密的構造配筋網,鋼筋間距宜小于150mm,配筋率宜為0.6%左右;現澆補償收縮鋼筋混凝土防水屋面應配雙層鋼筋網,構造筋間距宜小于150mm,配筋率宜大于0.5%。樓面和屋面后澆帶最大間距不宜超過50m。
(4)地下室和水工構筑物的底板和邊墻后澆縫最大間距不宜超過60m,后澆縫回填時間應不少于28d。
施工單位對建筑結構的裂縫十分頭痛,以為摻加了膨脹劑就能迎刃而解了,這是一個誤區(qū)。膨脹劑并非是萬能的,也不是靈丹妙藥,并不是使用了就能保證不裂,膨脹劑的使用是受多種條件制約的。
(1)有些工地或攪拌站不按配合比摻入足夠的膨脹劑是普遍的現象,造成混凝土膨脹率低。因此一定要摻夠膨脹劑。
(2)對于膨脹劑混凝土的攪拌時間,要比普通混凝土的攪拌時間延長30s,以保證膨脹劑和其它組分拌合均勻。
(3)對于大體積混凝上和大面積板面混凝上,表面抹壓后要用塑料薄膜覆蓋,混凝土硬化后,宜采用蓄水養(yǎng)護或用濕麻袋覆蓋,保持早期混凝土表面濕養(yǎng)護,養(yǎng)護時間不應少于14d。
(4)對于墻體等不宜保水的結構,邊墻出現裂縫是個難題,施工中要求混凝土振搗密實、均質。有的單位為了加快工期,不到規(guī)定的澆筑時間就拆膜,其實這時混凝土的水化熱升溫最高,早拆模板就會造成散熱快,增加了墻的內外溫差,易于出現溫差裂縫。實踐證明,墻體宜采用保濕較好的膠合板制膜(最好使用木模),混凝土澆完后,從頂部設水管噴淋養(yǎng)護,拆模時間不宜少于3d,拆膜后宜用濕麻袋緊貼墻體覆蓋,并澆水養(yǎng)護,保持混凝土表面潮濕,養(yǎng)護時間不宜少于14d。
(5)冬季施工時,混凝土澆筑后,應立即用塑料薄膜和保溫材料覆蓋,養(yǎng)護期不應少于14d。對于墻體,帶模板養(yǎng)護不應少于7d,防止早期混凝土內外溫差過大。
(6)即使采取了各種措施,尤其是像C40以上高強度等級混凝土,墻體也難免不出現裂縫,有的14d拆模板后就發(fā)現有裂縫,這是混凝土內外溫差引起的,要設法降低水泥用量,減少混凝土早期水化熱。由于膨脹劑在14d的膨脹還沒有充分發(fā)揮出來,有時難以完全補償溫差收縮,但是膨脹劑可以防止和減少裂縫數量,減小裂縫寬度。
(7)混凝土澆筑完后,施工單位不注意保養(yǎng),在竣工之前就出現裂縫,這是氣溫和濕度變化所引起的,因此,地下室完工后,要及時覆蓋,樓層盡快作墻體維護結構,屋面要盡快做
出防水保溫層。