地鐵二襯C45高性能混凝土裂縫研究

王賽顯 欒志濤 褚紅濤 秦承亮

1. 青島磊鑫混凝土有限公司 山東 青島 266107；2. 山東弘豐信工程檢測(cè)鑒定有限公司 山東 青島 266200；3. 青島德邦混凝土有限公司 山東 青島 266108

前言

地鐵二襯C45高性能混凝土應(yīng)具備特點(diǎn)有：高的工作性能、體積穩(wěn)定性、高強(qiáng)度、高耐久性、高抗裂性。地鐵二襯C45高性能混凝土，由于處于地下，混凝土自身要有剛性防水，控制裂縫，不產(chǎn)生裂縫是防水一項(xiàng)最主要的工作之一。我們研究排除由于砂石骨料含泥過(guò)高造成混凝土剛終凝出現(xiàn)的裂縫，我們分析混凝土終凝后3天、7天、10天后出現(xiàn)地鐵二襯裂縫，我們要解決混凝土中水泥的化學(xué)減縮，混凝土的失水收縮，混凝土的溫差裂縫。

地鐵二襯C45高性能混凝土特點(diǎn)：水膠比低，高摻和料，一般用水量不高于160。要求混凝土壽命長(zhǎng)100年，耐久性高，混凝土密實(shí)性好，氯離子擴(kuò)散系數(shù)不宜大于4×10－12m2/s，電通量應(yīng)小于1200C。使用低水膠比，摻加較細(xì)的礦粉及粉煤灰，同時(shí)降低了水泥用量，降低了水化熱[1]。

1 控制總膠材料

水泥漿體在水化過(guò)程中，水泥-水體系的總體積是發(fā)生縮小的，2(3CaO·SiO2)+6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2，反應(yīng)后體系的絕對(duì)體積變化為-10.67%，2C2S+4H2O=3C3S2H3+Ca(OH)2，反應(yīng)后體系的絕對(duì)體積變化為-10.2%，3C3A+3CaSO4·2H2O+25H2O=C3A·3CaSO4·31H2O，反應(yīng)后體系的絕對(duì)體積變化為-9.29%。

在保證強(qiáng)度的前提下控制總的膠凝材料是必需的。從地鐵C45以往施工配合比膠材用量分析均大于400kg/m3，容易引起混凝土裂縫。控制在400kg/m3以下是合適的，達(dá)到C30混凝土膠材的控制用量。

2 高性能混凝土材料本身易自收縮產(chǎn)生裂縫

主要因素：現(xiàn)在工程的需求，混凝土呈現(xiàn)出高流態(tài)特點(diǎn)，骨料粒徑減小，砂率提高，坍落度增大等，對(duì)于高強(qiáng)、早強(qiáng)的需求，混凝土的水泥和摻和料用量增加，水化速率加快，造成拉壓比降低；水泥的活性、細(xì)度、早期強(qiáng)度等也使水泥水化熱和混凝土的收縮變形增加?；炷恋淖陨湛s從混凝土一開(kāi)始水化就發(fā)生，主要持續(xù)在混凝土硬化后的幾周內(nèi)，尤其是硬化后的前幾天。對(duì)于低水灰比的高性能混凝土收縮愈大[2]。

3 混凝土攪拌站要從試配及出廠抓好防止混凝土自收縮的產(chǎn)生

3.1 配合比的優(yōu)化

要采用低水膠比，但要控制適宜的用水量，不能太低，也不能過(guò)高，一般宜控制在150～160kg/m3之高為宜。砂率選擇要根據(jù)沙子的細(xì)度模數(shù)，及石子的級(jí)配。沙子的細(xì)度模數(shù)控制在2.7～3.0之間為宜，石子采用二級(jí)配，砂率一般為40%～43%。外加劑選用聚羧酸外加劑，減水率不宜少于30%，宜選用30%～35%。

3.2 試配狀態(tài)的控制

試配是重要的一關(guān)，要根據(jù)混凝土狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整配合比。做到試配后混凝土和易性，流動(dòng)性良好，不離析，不抓底，不泌漿，保水性，保漿性良好。要做到砂漿能包裹著石子，且包裹性良好，不宜出現(xiàn)石子外露現(xiàn)象，大小石子和砂漿能均勻分布。要觀察半小時(shí)，1小時(shí)，2小時(shí)，3小時(shí)狀態(tài)。

一般數(shù)據(jù)混凝土出機(jī)坍落度控制在210～230mm之間，擴(kuò)展度控制在500～600mm之間，擴(kuò)展度完成時(shí)間宜在3～8S之間，時(shí)間太短沒(méi)黏性不行，太長(zhǎng)發(fā)黏也不行。混凝土的坍損不能出現(xiàn)突變的現(xiàn)象，一般1小時(shí)坍損要控制在20mm左右。

作為配合比控制，3小時(shí)是重要的一關(guān)，也是試配時(shí)常疏忽的一點(diǎn)。用萘系減水劑，氨基減水劑，脂肪族減水劑都不需檢測(cè)3小時(shí)后狀態(tài)，但對(duì)聚羧酸就太重要了。通過(guò)3小時(shí)檢測(cè)，若混凝土還有坍落度，能出漿，一般坍落度在160左右，這說(shuō)明該配合比可以使用。若混凝土坍落度太小，無(wú)流動(dòng)性，坍落度小于100mm，則該配合比不能使用。

關(guān)鍵是調(diào)整外加劑的緩凝成分。調(diào)整時(shí)，不能以加大外加劑減水率來(lái)控制混凝土坍損，易產(chǎn)后抓底，離析，更易產(chǎn)生混凝土的自收縮。所以宜多采用保坍型的減水劑。

3.3 開(kāi)盤(pán)鑒定的控制

做完配合比設(shè)計(jì)實(shí)際上是剛開(kāi)始，發(fā)貨時(shí)開(kāi)盤(pán)鑒定是重要一關(guān)。因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)與配合比試驗(yàn)，還是存在著各種差異。在開(kāi)盤(pán)鑒定時(shí)，也要按配合比出機(jī)時(shí)觀察要點(diǎn)進(jìn)行觀察，同時(shí)重點(diǎn)觀察，取回混凝土樣后，是否在存在表面泌水，泌漿，骨料是否抓底。流動(dòng)性是否良好。同時(shí)與運(yùn)輸時(shí)間相掛靠，觀察坍損及混凝土狀態(tài)的變化。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制

混凝土到時(shí)現(xiàn)場(chǎng)后，要注意觀察入泵前混凝土狀態(tài)，經(jīng)泵壓后澆筑到時(shí)施工部位時(shí)的狀態(tài)。一般車(chē)泵的混凝土入泵前控制在200～180較合適，地泵泵送的混凝土，根據(jù)泵管長(zhǎng)度，適當(dāng)提高入泵前的坍落度。

要保證泵送到施工部位后要有流動(dòng)性，和易性要好，不能出現(xiàn)泌漿、跑漿、混凝土流動(dòng)速度快，流動(dòng)面積大的現(xiàn)象。更不能出現(xiàn)泵到時(shí)施工部位后，混凝土出現(xiàn)不流動(dòng)現(xiàn)象，在板面堆積?；炷烈_(dá)到勻質(zhì)性，要防止到工地沙子和石子分離現(xiàn)象。

混凝土澆筑到施工部位后，澆筑一點(diǎn)收面一顯，覆蓋薄膜一點(diǎn)，漲筑、收面、覆蓋同步進(jìn)行，以達(dá)到保溫保濕的效果[3]。

4 混凝土配合比與生產(chǎn)控制

通過(guò)混凝土配合比與生產(chǎn)控制，使混凝土達(dá)到勻質(zhì)性較好，和易性好，坍損小，使混凝土工作狀態(tài)滿足工地要求，易施工，以減少混凝土3天以后的自收縮。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉娟紅,寧少民.綠色高性能混凝土技術(shù)與工程應(yīng)用[M].北京:中國(guó)電力出版社,2011:15-16.

[2] 姚燕.高性能混凝土的體積變形及裂縫控制[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2011:79.

[3] 孫捷.淺談高性能混凝土裂縫成因及預(yù)防措施[J].低碳世界,2014,(20):312-313.