雙層勁性鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)中高強(qiáng)混凝土施工技術(shù)

曲琛華

中建二局第一建筑工程有限公司上海分公司 上海 200125

雙層勁性鋼板剪力墻屬于全新結(jié)構(gòu)形式，適用于超高層建筑，墻體的厚度在1200-1800 毫米之間，而雙層鋼板之間的距離在600-800 毫米之間。于鋼板外側(cè)設(shè)置栓釘，且要求混凝土的強(qiáng)度等級低于C50。由此可見，深入研究并分析雙層勁性鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)中的高強(qiáng)度混凝土施工技術(shù)十分有必要。

1 施工工藝原理闡釋

1.1 多組分膠凝材料組合技術(shù)的應(yīng)用

通過對粒徑級別不同的微珠、粉煤灰以及礦渣粉加以運(yùn)用，形成粒子組合，使得膠凝材料的粒子間孔隙率降低，增強(qiáng)實(shí)際的強(qiáng)度。于高溫成型階段，利用硅粉、粉煤灰以及微珠等即可形成球狀顆粒體，在滾珠效應(yīng)之下，即可使得混凝土流動(dòng)性得以提高[1]。

1.2 高強(qiáng)混凝土超低收縮組合技術(shù)的應(yīng)用

在試驗(yàn)過程中，水泥與礦粉比例的下降，粉煤灰與微珠組分的增加，可對混凝土早期收縮加以控制。選擇沸石粉在膠凝材料中摻入，經(jīng)沸石粉吸附與拌合水釋放作用的影響，可提供內(nèi)養(yǎng)護(hù)水源，使得高強(qiáng)混凝土在水化過程中的毛細(xì)孔壁張力得以降低。

1.3 冰屑對拌合水的替代

使用冰屑對拌合水加以替代，可使混凝土的入模溫度下降。較之于冰塊，冰屑分布的均勻性更突出，而且可更快地融化，進(jìn)而和膠凝材料接觸，并參與到水化反應(yīng)當(dāng)中。

2 施工工藝施工難點(diǎn)分析

2.1 裂縫發(fā)生率高

完成結(jié)構(gòu)混凝土澆筑作業(yè)以后，因鋼板與鋼板外栓釘、埋件強(qiáng)約束作用，使得混凝土向墻體的表面集中收縮，直接影響了高強(qiáng)混凝土體積的穩(wěn)定性，而且早期強(qiáng)度不高，容易由墻體的表面發(fā)展至內(nèi)裂縫。

2.2 模板施工難度大

雙層勁性鋼板剪力墻的對拉螺桿難以施工，且普通模板的對拉螺桿數(shù)量較多，且需要較長的施工時(shí)間，很難與超高層建筑施工的工期要求吻合。

3 施工工藝操作要點(diǎn)研究

結(jié)合雙層勁性鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)中的高強(qiáng)混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用原理與難點(diǎn)分析，在實(shí)踐操作過程中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)其操作的要點(diǎn)。

3.1 選擇混凝土材料

第一，骨料。對于粗骨料，應(yīng)選擇使用質(zhì)地堅(jiān)硬的碎石，其最大粒徑不允許超過20 毫米。如果是細(xì)骨料，其細(xì)度模數(shù)應(yīng)控制在2.6-3.0 之間。

第二，外加劑。增稠劑主要有微珠和天然沸石超細(xì)粉組成，質(zhì)量比為0.15:1-0.2:1，對甲基纖維素加以替代，能夠滿足混凝土自密實(shí)與自流平的要求。而保塑劑選擇復(fù)合高效減水劑和增稠劑復(fù)配而成。

第三，摻和料。主要組成包括微珠、高爐礦渣粉與硅粉。

3.2 配合比的驗(yàn)證

經(jīng)實(shí)驗(yàn)室多次試配后開展強(qiáng)度試驗(yàn)、溫度檢測、自密實(shí)性能檢測以及工作性能試驗(yàn)等。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室研究，成功配置高強(qiáng)與高適應(yīng)性綠色混凝土以后，即可根據(jù)施工圖紙等比例制作雙層勁性鋼板剪力墻試件并開展模擬試驗(yàn)。在腔內(nèi)要事先澆筑普通混凝土，并在腔外由墻體兩端的中間部位借助分隔措施隔開處理，選擇兩種配合比，在其中一側(cè)進(jìn)行普通高強(qiáng)混凝土的澆筑，而另一側(cè)則進(jìn)行高強(qiáng)高適應(yīng)性綠色混凝土澆筑[2]。根據(jù)結(jié)果比對分析，多功能混凝土性能優(yōu)勢明顯，且澆筑方案可行性較強(qiáng)。

混凝土主要是商混站負(fù)責(zé)生產(chǎn)，運(yùn)用專用機(jī)械設(shè)備制作冰屑。當(dāng)處于生產(chǎn)狀態(tài)時(shí)，將冰屑投放其中，對拌合水加以替代。在模擬墻免振與免養(yǎng)護(hù)施工期間，需在混凝土硬化以后，系統(tǒng)檢測混凝土裂縫狀況、自密實(shí)性能以及自養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度等多項(xiàng)治療。

使用預(yù)先埋設(shè)溫度傳感器檢測混凝土溫度升高的情況，同時(shí)對測試的結(jié)果詳細(xì)記錄。在澆筑試驗(yàn)期間，應(yīng)取樣混凝土樣本，對其收縮性能以及強(qiáng)度發(fā)展?fàn)顩r加以記錄。

3.3 混凝土的生產(chǎn)

在生產(chǎn)混凝土的過程中，需要將膠凝材料、液體外加劑以及水、砂投放并拌制成砂漿，在其均勻攪拌以后將粗骨料投放其中，隨后投放保塑劑。通過對此施工工藝的運(yùn)用，使得混凝土強(qiáng)度明顯提高，而原材料對于機(jī)械設(shè)備的損耗則有所降低。

澆筑腔內(nèi)混凝土、綁扎腔外鋼筋。完成雙層勁性鋼板的吊裝與焊接作業(yè)后，對腔內(nèi)混凝土進(jìn)行澆筑。結(jié)合剪力墻一次施工的高度，采用分層澆筑的方法。如果在施工建設(shè)期間，自由跌落的高度超過3 米，應(yīng)借助串筒亦或是軟管等方式輔助下料。澆筑腔內(nèi)混凝土的過程中，即可對腔外的鋼筋進(jìn)行綁扎。

合模的施工。在此模板技術(shù)設(shè)計(jì)中，于鋼模板的背部對鋼背楞桁架加以布置，使得鋼模板平面外的剛度顯著提高，有效減少對拉螺桿排數(shù)。在安裝模板之前，需使用專用的脫模劑涂刷鋼模板，在安裝的過程中，應(yīng)根據(jù)平面布置圖分組進(jìn)行吊裝，確保排列的連續(xù)性。合模期間，要保證兩側(cè)穿孔模板放置的對稱性，保證孔洞對準(zhǔn)，使得穿墻螺栓和墻模處于垂直狀態(tài)。完成鋼模板的安裝作業(yè)后要及時(shí)校正[3]。

澆筑墻外混凝土。在完成模板安裝后經(jīng)驗(yàn)收，即可對腔外混凝土進(jìn)行澆筑。一般情況下，腔外混凝土的澆筑時(shí)間應(yīng)當(dāng)和腔內(nèi)澆筑的時(shí)間相差10 小時(shí)，同時(shí)內(nèi)外腔的混凝土在放熱高峰方面要錯(cuò)開，盡量減少墻體混凝土溫度，而具體的澆筑要求則與腔內(nèi)混凝土澆筑相同。

4 結(jié)語

綜上所述，在雙層勁性鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)中，傳統(tǒng)高強(qiáng)混凝土的施工工藝已經(jīng)難以滿足實(shí)際需求。為此，結(jié)合實(shí)際情況，成功研發(fā)出全新的高強(qiáng)高適應(yīng)性綠色混凝土，通過與內(nèi)外墻澆筑作業(yè)以及內(nèi)澆外綁的同步施工技術(shù)聯(lián)合運(yùn)用，與雙層勁性鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)對于高強(qiáng)混凝土施工的要求有效契合，因而可實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用。