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文檔簡介
1、補償收縮混凝土應用技術規程JGJ/T 178-2009本規范是根據住房和城鄉建設部關于印發2008年工程建設標準規范制訂、修訂計劃(第一批)的通知(建標2008102號)的要求,由中國建筑材料科學研究總院、長業建設集團有限公司會同有關單位制訂而成的。 在制訂過程中,編制組通過深入調查研究,認真總結實踐經驗,并在廣泛征求意見的基礎上,最后經審定定稿。本規范規定的主要內容有:1總則;2術語;3基本規定;4設計原則;5原材料選擇;6配合比;7制造和運輸;8澆注和養護;9施工縫防水節點和施工缺陷的處理措施;10驗收。主要起草人:趙順增 劉 立 游寶坤 徐少駿 敖 鵬 丁 威 陳彬磊 劉加平 王勇威 劉
2、福全 苑立東 丁小富 董同剛 李光明目錄1 總則12 術語13 基定規定14 設計原則25 原材料選擇46 配合比47 生產和運輸58 澆筑和養護59施工縫、防水節點和施工缺陷的處理措施610 驗收6標準條文說明91總則92術語93 基本規定104 設計原則105 原材料選擇126 配合比137 生產和運輸148 澆注和養護149 施工縫、防水節點和施工缺陷的處理措施1510 驗收151 總則 1.0.1 為指導補償收縮混凝土的工程應用,減少或消除混凝土收縮裂縫,提高混凝土結構防水性能,保證工程質量,制定本規范。 1.0.2 本規范主要適用于補償收縮混凝土的設計、施工及驗收。 補償收縮混凝土的
3、應用除應符合本規程外、尚應符合國家現行有關標準的規定。2 術語 2.0.1 混凝土膨脹劑 expansive agents for concrete與水泥、水拌合后經水化反應生成鈣礬石、氫氧化鈣或鈣礬石和氫氧化鈣等,使混凝土產生體積膨脹的外加劑,簡稱膨脹劑。 2.0.2 限制膨脹率 percentage of restrained expansion 混凝土的膨脹被鋼筋等約束體限制時導入鋼筋的應變值,用鋼筋的單位長度伸長值表示。 2.0.3 自應力 self-stress 混凝土的膨脹被鋼筋等約束體約束時導入混凝土的壓應力。 2.0.4 補償收縮混凝土 shrinkage-compensati
4、ng concrete 由膨脹劑或膨脹劑水泥配制的自應力約為0.2MPa1.0MPa的混凝土。 單位膠凝材料用量 binding material content每立方米混凝土使用的水泥、礦物摻合料和膨脹劑的質量之和。膨脹劑摻量 addition percentage of expansive agent in binding material 混凝土中膨脹劑占膠凝材料總量的百分含量。2.0.7 膨脹加強帶 expansive strengthening band 通過在結構預設的后澆帶部位澆筑補償收縮混凝土,減少或取消后澆帶和伸縮縫、延長構件連續澆筑長度的一種技術措施,可分為連續式、間歇式和
5、后澆帶三種。連續式膨脹加強帶是指膨脹加強帶部位的混凝土與兩側相信混凝土同時澆筑;間隙式膨脹加強帶是指膨脹加強帶部位的混凝土與一側相信的混凝土同時澆筑,而另一側是施工縫;后澆式膨脹加強帶與常規后澆帶的澆筑方式相同。3 基定規定 3.0.1 補償收縮混凝土宜用于混凝土結構自防水、工程接縫填充、采取連續施工的超長混凝土結構、大體積混凝土等工程。以鈣礬石作為膨脹源的補償收縮混凝土,不得用于長期處于環境溫度高于80的鋼筋混凝土工程。補償收縮混凝土除應符合現行國家標準混凝土質量控制標準GB50164的規定外,還應符合設計所要求的強度等級、限制膨脹率、抗滲特級和耐久性技術指標。 3.0.3 補償收縮混凝土的
6、限制膨脹率指標應符合表3.0.3的規定。補償收縮混凝土的限制膨脹率用途限制膨脹率(%)水中14d水中14d轉空氣中28d用于補償混凝土0.015-0.030用于后澆帶、膨脹加強帶和工程接縫填充0.025-0.020補償收縮混凝土膨脹率的試驗和檢驗應按照現行國家標準混凝土外加劑應用技術規范GB50119的有關規定進行。3.0.5 補償收縮混凝土的抗壓強度應滿足下列要求: 1 對大體積混凝土工程或地下工程,補償收縮混凝土的抗壓強度可以標準養護60d或90d的強度為準確;2 除對大體積混凝土工程或地下工程外,補償收縮混凝土的抗壓強度應以標準養護28d的強度為準。 補償收縮混凝土設計強度等級不宜低于C
7、25;用于填充的補償收縮混凝土設計強度等級不宜低于C30。 補償收縮混凝土的抗壓強度檢驗應按照現行國家標準普通混凝土力學性能試驗方法標準GB/T50081執行。用于填充的補償收縮混凝土的抗壓強度檢測,可按照本規范附錄A進行。4 設計原則設計使用使用補償收縮混凝土時,應在設計圖紙中明確注明不同結構部位的限制膨脹率要求。4.0.2補償收縮混凝土的設計取值應符合下列規定: 1 補償收縮混凝土的設計強度等級應符合現行國家標準混凝土結構設計規范GB50010的規定。用于后澆帶和膨脹加強帶的補償收縮混凝土的設計強度等級應比兩側混凝土提高一個等級。 2 限制膨脹率的設計取值應符合表4.0.2的規定。 使用限
8、制膨脹率大于0.060%的混凝土時,應預先進行試驗研究。表4.0.2 限制膨脹率的設計取值 結構部位限制膨脹率(%)板梁結構0.015墻體結構0.020后澆帶、膨脹加強帶等部位0.0253 限制膨脹率的取值應以0.005%的間隔為一個等級。4 對下列情況,表4.0.2中的限制膨脹率取值宜適當增大:1) 強度等級大于等于C50的混凝土,限制膨脹率宜提高一個等級;2) 約束度大的樁基礎底板等構件;3) 氣候干燥地區、夏季炎熱且養護條件差的構件;4) 結構總長度大于120m;5) 屋面板;6) 室內結構越冬外露施工。大體積、大面積及超長混凝土結構的后澆帶可采用膨脹加強帶的措施,并應符合下列要求:,暫
9、缺);2 膨脹加強帶的設置可按照常規后澆帶的設置原則進行。3 膨脹加強帶寬度宜為2000mm,并應在其兩側用密孔鋼絲(板)網將帶內混凝土與帶外混凝土分開; 4 非沉降的膨脹劑加強帶可在兩側補償收縮混凝土澆筑28d后再澆筑,大體積混凝土的膨脹加強帶應在兩側的混凝土中心溫度降至環境溫度時再澆筑。4.0.4 補償收縮混凝土的澆筑方式和構造形式應根據結構長度,按表4.0.4進行選擇。膨脹加強帶之間的間距宜為3060m。強約束板式結構宜采用后澆式膨脹加強帶分段澆筑。表4.0.4 補償收縮混凝土澆筑方式和構造形式結構類別結構長度L (m)結構厚度H(m)澆筑方式構造形式墻體L60連續澆筑連續式膨脹加強帶L
10、60分段澆筑后澆式膨脹加強帶板式結構L60連續澆筑60L120H1.5連續澆筑連續式膨脹加強帶60L120H1.5分段澆筑后澆式、間歇式膨脹加強帶L120分段澆筑后澆式、間歇式膨脹加強帶注:1 不含現澆挑檐、女兒墻等外露結構。 4.0.5 補償收縮混凝土中的鋼筋配筋應符合下列規定: 1 補償收縮混凝土應采用雙排雙向配筋,鋼筋間距應符合表4.0.5的要求。當地下室外墻的凈高度大于3.6m時,在墻體高度的水平中線部位上下500mm范圍內,水平筋的間距不宜大于100mm。配筋率應符合現行國家標準混凝土結構設計規范GB 50010的有關規定。表4.0.5 鋼筋間距結構部位鋼筋間距(mm)底板15020
11、0樓板100200屋面板、墻體水平筋1001502 附加鋼筋的配置宜符合下列規定:1) 當房屋平面形體有較大凹凸時,在房屋和凹角處的樓板、房屋兩端陽角處及山墻處的樓板、與周圍梁柱墻等構件整體澆筑且受約束較強的樓板,宜加強配筋。2) 在出入口位置、結構截面變化處、構造復雜的突出部位、樓板預留孔洞、標高不同的相鄰構件連接處等,宜適當加強配筋。4.0.6 當下結構或水工結構采用補償收縮混凝土作做結構自防水時,在施工保證措施完善的前提下,迎水面可不做柔性防水。5 原材料選擇5.0.1 水泥應符合現行國家標準通用硅酸鹽水泥GB175或中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥 GB200規定。 5.0.2 膨脹
12、劑的品種和性能應符合現行行業標準混凝土膨脹劑JC476的規定。膨脹劑應單獨存放,并不得受潮。當膨脹劑在貯放過程中發生結塊、脹袋現象時,應進行品質復驗。 5.0.3 外加劑和礦物摻合料的選擇應符合下列規定: 1減水劑、緩凝劑、泵送劑、防凍劑等混凝土外加劑應分別符合國家現行標準混凝土外加劑GB8076、混凝土泵送劑JC473、混凝土防凍劑 JC475的規定。 2 粉煤灰應符合現行國家標準用于水泥和混凝土中的粉煤灰 GB1596的規定,不得使用高鈣粉煤灰。使用的礦渣粉應符合現行國家標準用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉 GB/T18046的規定。 5.0.4 集料應符合現行行業標準普通混凝土用砂、石
13、質量標準及檢驗方法JGJ52的規定。輕集料混凝土應符合現行國家標準輕集料及其試驗方法第1部分:輕集料GB/T 17431.1的規定。 5.0.5 拌合水應符合現行行業標準混凝土用水標準JGJ63的規定。 6 配合比6.0.1 補償收縮混凝土的配合比設計,應滿足設計所需要的強度、膨脹性能、抗滲性、耐久性等技術指標和施工工作性要求。配合比設計應符合現行行業標準普通混凝土配合比設計規程JGJ55的規定。使用的膨脹劑品種應根據工程要求和施工要求事先進行選擇。 6.0.2 膨脹劑摻量應根據設計要求的限制膨脹率,采用實際工程使用的材料,經過混凝土配合比試驗后確定。配合比試驗的限制膨脹率應比設計值高0.00
14、5%,試驗時,每立方混凝土膨脹劑用量可按照表6.0.2取值。 表6.0.2 每方混凝土膨脹劑用量用途混凝土膨脹劑用量(kg/m3)用于補償混凝土收縮3050用于后澆帶、膨脹加強帶和工程接縫填充40606.0.3 補償收縮混凝土的水膠比不宜大于0.50。6.0.4 單位膠凝材料用量應符合現行國家標準混凝土外加劑應用技術規范GB50119的規定,且補償收縮混凝土單位膠凝材料用量不宜小于300kg/m3,用于膨脹加強帶和工程接縫填充部位的補償收縮混凝土單位膠凝材料用量不宜小于350kg/m3。 6.0.5 有耐久性要求的補償收縮混凝土,其配合比設計應符合現行國家標準混凝土結構耐久性設計規范GB/T5
15、0476的規定。 7 生產和運輸7.0.1 補償收縮混凝土宜在預拌混凝土廠生產,并應符合現行國家標準混凝土質量控制標準GB50164的有關規定。 7.0.2 補償收縮混凝土的各種原材料應采用專用計量器進行準確計量。計量設備應定期校驗,使用前應進行零點校核。原材料每盤稱量的允許偏差應符合表7.0.2的規定。 表7.0.2 原材料每盤稱量的允許偏差材料名稱允許偏差(%)水泥、膨脹劑、礦物摻合料2粗、細集料3水、外加劑27.0.3補償收縮混凝土應攪拌均勻。對預拌補償收縮混凝土,其攪拌時間與普通混凝土相同,現場拌制的補償收縮混凝土的攪拌時間應比普通混凝土延長30s以上。8 澆筑和養護8.0.1 補償收
16、縮混凝土澆筑和養護應符合現行國家標準混凝土質量控制標準GB50164的有關規定。 8.0.2 補償收縮混凝土的澆筑應符合下列規定: 1 澆筑前應制定澆筑計劃,檢查膨脹加強帶和后澆帶的設是否符合設計要求,澆筑部位應清理干凈。 2 當施工中遇到雨、雪、冰雹需留施工縫時,對新澆混凝土部分應立即用塑料薄膜覆蓋;當出現混凝土已硬化的情況時,應在其上鋪上30mm50mm厚的同配合比無粗骨料的膨脹水泥砂漿,再接著澆筑混凝土。 3 當超長的板式結構采用膨脹加強帶取代后澆帶時,應該根據所選膨脹加強帶的構造形式,按規定順序澆筑。間歇式膨脹加強帶和后澆式膨脹加強帶澆筑前,應將先期澆筑的混凝土表面清理干凈,并充分濕潤
17、。 4 水平構件應在終凝前采用機械或人工的方式,對混凝土表面進行多次抹壓。 8.0.3 補償收縮混凝土的養護應符合下列規定: 1 補償收縮混凝土澆筑完成后,應及時對暴露在大氣中的混凝土表面進行潮濕養護,養護期不得少于14d。對水平構件,常溫施工時,可采取覆蓋塑料薄膜并定時灑水、鋪濕麻袋等方式。底板宜采取直接蓄水養護方式。墻體澆筑完成后,可在頂端設多孔淋水管,達到脫模強度后,可松動對拉螺栓,使墻體外側與模板之間有2mm3mm的縫隙,確保上部淋水進入模板與墻壁間,也可采用其他保濕養護措施。 2 在冬季施工時,構件拆模時間應延至7d以上,表層不得直接灑水,可采用塑料薄膜保水,薄膜上部再覆蓋巖棉被等保
18、溫材料。 3 已澆筑完混凝土的地下室,應在進入冬期施工前完成回填的工作。 4 當采用保溫養護、加熱養護、蒸汽養護或其他快速養護等特殊養護時,養護制度應通過試驗確定。9施工縫、防水節點和施工缺陷的處理措施9.0.1 墻體混凝土預留的水平施工縫和豎向施工縫在迎水面進行混凝土自防水的修補處理,可在澆筑混凝土時沿縫預留凹槽,也可在拆模后在施工縫位置開鑿深10mm、寬100mm的凹形槽。穿墻管(盒)、固定模板的對穿螺栓等節點位置,應開鑿凹槽。應先用清水將凹槽沖洗干凈,再涂刷一層混凝土界面劑,然后再用膨脹水泥砂漿填實抹平并濕潤養護14d,也可在修補部位表面涂刷防水材料。9.0.2 現澆混凝土所產生的外觀質
19、量缺陷,應按照現行國家標準混凝土結構工程施工質量驗收規范GB 50204的相關規定進行處理。較大的蜂窩、孔洞等應采用比結構混凝土高一個強度等級的補償收縮混凝土進行修補;對有防水要求的部位,還宜在修補的表面采用膨脹水泥砂漿進行防水處理,采用補償收縮混凝土或膨脹水泥砂漿修補的部位應濕潤養護14d。9.0.3 對于貫穿性的混凝土裂縫,當混凝土有防水要求時,應采用壓力灌漿法進行修補。對于非貫通性的混凝土裂縫,可進行表面封堵,也可沿著裂縫開鑿凹形槽,采用剛性防水材料或膨脹水泥砂漿修補。10 驗收 10.0.1 補償收縮混凝土的驗收應符合現行國家標準建筑工程施工質量驗收統一標準GB 50300和混凝土結構
20、工程施工質量驗收規范GB204的有關規定。10.0.2 補償收縮混凝土的原材料驗收應符合下列規定:1 同一生產廠家、同一類型、同一編號且連續進場的膨脹劑,應按不超過200t為一批,每批抽樣不應少于一次,檢查產品合格證、出廠檢驗報告和進場復驗報告。2 水泥、外加劑等原材料應按現行國家標準混凝土結構工程施工質量驗收規范GB 50204的規定進行驗收。10.0.3 對于補償收縮混凝土的限制膨脹率的檢驗,應在澆筑地點制作限制膨脹率試驗的試件,在標準條件下水中養護14d后進行試驗,并應符合下列規定:1 對于配合比試配,應至少進行一組限制膨脹劑率試驗,試驗結果應滿足配合比設計要求。2 施工過程中,對于連續
21、生產的同一配合比的混凝土,應至少分成兩個批次取樣進行限制膨脹率試驗,每個批次應至少制作一組試件,各批次的試驗結果均應滿足工程設計要求。3 對于多組試件的試驗,應取平均值作為試驗結果。4 限制膨脹率試驗應按現行國家標準混凝土外加劑應用技術規范GB 50119的有關規定進行。10.0.4 當現場取樣試件的限制膨脹率低于設計值,而實際工程沒有發生貫通裂縫時,可通過驗收;當現場取樣計劃體制的限制膨脹率符合設計值,而實際工程發生貫通裂縫時,應按本規程第9章的措施修補,或由施工單位提出技術處理方案,并經認可后進行處理。處理后重新檢查驗收。當現場取樣的試件的限制膨脹率低于設計值,實際工程也發生貫通裂縫時,應
22、組織專家進行專項評審并提出處理意見,經認可后進行處理,處理后,應重新檢查驗收。附錄A 限制狀態下補償收縮混凝土按壓強度檢驗方法A.0.1 本方法適用于在限制狀態下養護的補償收縮混凝土抗壓強度的檢驗。A.0.2 試件尺寸及制作應符合現行國家標準普通混凝土力學性能試驗方法標準GB/T 50081的有關規定,應采用鋼制模具。裝入混凝土之前,應確認模具的擋塊不松動。A.0.3 試件養護和脫模應符合下列規定:1 試件在標準養護條件下帶模養護不應少于7d。2 齡期7d后,可拆模并進行標準養護。脫模時,模具破損或接縫處張開的試件,不得用于檢驗。A.0.4 抗壓強度檢驗應符合現行國家標準普通混凝土力學性能試驗
23、方法標準GB/T 50081的有關規定。本規范用詞用語說明 1 為便于在執行本規范條文時區別對待,對要求嚴格程度不同的用詞說明如下: 1) 表示很嚴格,非這樣做不可的用詞: 正面詞采用“必須”;反面詞采用“嚴禁”。 2) 表示嚴格,在正常情況下均應這樣做的: 正面詞采用“應”;反面詞采用“不應”或“不得”。 3) 表示允許稍有選擇,在條件許可時首先這樣做的: 正面詞采用“宜”;反面詞采用“不宜”。 4) 表示有選擇,在一定條件下可以這樣做的,采用“可”。 2 規范中指定應按其他有關標準、規范執行時,寫法為“應符合的規定”或“按執行”。引用標準名錄1 混凝土結構設計規范GB 500102 普通混
24、凝土力學性能試驗方法標準GB/T 500813 混凝土外加劑應用技術規范GB 501194 混凝土質量控制標準GB 501645 混凝土結構工程施工質量驗收規范GB 502046 建筑工程施工質量驗收統一標準GB 503007 混凝土結構耐久性設計規范GB/T 504768 通用硅酸鹽水泥GB 1759 中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥GB 20010 用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB 157611 混凝土外加劑GB 807612 用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉GB/T 1804613 輕集料及其試驗方法第1部分:輕集料GB/T 17431.114 普通混凝土用砂、石質量及
25、檢驗方法標準JGJ 5215 普通混凝土配合比設計規程JGJ 5516 混凝土用水標準JC 6317 混凝土泵送劑JC 47318 混凝土防凍劑JC 47519 混凝土膨脹劑JC 476標準條文說明1總則 1.0.1 制定本規范的目的,即規范補償收縮混凝土工程的設計與施工,突出補償收縮混凝土結構的防水性能,從而保證補償收縮混凝土工程的質量。1.0.2 本規范的適用范圍。本規程的直接服務對象是設計和施工人員。 1.0.3 補償收縮混凝土源于普通混凝土,二者在制備工藝、施工工藝、工作性能與強度性能等諸方面基本相同,又確無必要一一列入本規程。因此,補償收縮混凝土在應用過程中,除執行本規程的規定處,同
26、時要符合國家現行有關標準的規定。本規程的有關內容,將隨著建筑技術及新材料開發的進步和工程實踐經驗的不斷積累,得到補充和完善。 2術語 2.0.1 本規范所指的膨脹劑,包括水化產物為鈣礬石(C3A3CaSO432H2O)的硫鋁酸鈣類膨脹劑、水化產物為鈣礬石和氫氧化鈣的硫鋁酸鈣氧化鈣類膨脹劑、水化產物為氫氧化鈣的氧化鈣類膨脹劑,不包括其它類別的膨脹劑。氧化鎂膨脹劑雖然在大壩混凝土中已經成功使用,但由于技術原因,目前還沒有在建筑工程中應用,進行的研究也比較少,所以不包括在本規程中。 2.0.2通過配筋率一定的單向限制器具的變形可以獲得限制膨脹率。膨脹劑的限制膨脹率是膨脹劑產品的關鍵質量和技術指標,按
27、照現行行業標準混凝土膨脹劑JC 476規定的方法測定。補償收縮混凝土的限制膨脹率是工程設計指標,按混凝土外加劑應用技術規范GB50119規定的方法測定。 2.0.3補償收縮混凝土膨脹時,會對其約束體施加拉應力,根據作用力與反作用力原理,約束體會對其產生相應的壓應力,由于此壓應力是利用混凝土自身的化學能(膨脹能)張拉鋼筋或其它約束體產生的,有別于外部施加的機械預應力,所以稱為自應力。 自應力按照公式E計算(為自應力,E為限制鋼筋的彈性模量,取2.0105MPa;為試件配筋率),對于鋼筋混凝土而言,在一定范圍內,配筋率與自應力值成正比關系;配筋率一定時,限制膨脹率高,自應力值就大。 2.0.4 按
28、膨脹能大小可以將膨脹混凝土分為補償收縮混凝土和自應力混凝土兩類,其中補償收縮混凝土的自應力值較小,主要用于補償混凝土收縮和填充灌注。用于補償混凝土收縮產生的拉應力、提高混凝土的抗裂性能和改善變形性質時,其自應力一般為0.2MPa 0.7MPa;用于后澆帶、連續澆筑時預設的膨脹加強帶、以及接縫工程填充時,自應力為0.5MPa 1.0MPa,在這兩種情況下使用的膨脹混凝土,由于自應力很小,所以在結構設計中一般不考慮自應力的影響。日本認為當膨脹混凝土經過干燥收縮后尚殘留壓應力,稱為自應力混凝土,否則為補償收縮混凝土。我國所稱的自應力混凝土的自應力較大,在結構設計時必須考慮自應力的影響,自應力混凝土主
29、要用于制造自應力壓力輸水管。 以前是使用膨脹水泥拌制膨脹混凝土,自從膨脹劑問世后,由于其成本低,使用靈活方便,現在基本上都使用膨脹劑拌制膨脹混凝土,鑒于兩種工藝拌制的補償收縮混凝土性質大致相同,因此使用膨脹水泥拌制補償收縮混凝土時,本規范也具有一定參考性。 2.0.5 因為膨脹劑與水泥一樣,參與水化作用,屬于膠凝材料,所以單位膠凝材料用量應該為(CEF)。此處C表示單位水泥用量,E表示單位膨脹劑用量,F表示除膨脹劑以外的摻合料(如粉煤灰磨細礦渣粉等)的單位用量。2.0.6 膨脹劑摻量是指膨脹劑與水泥、膨脹劑和礦物摻合料等膠凝材料的百分比,即E/(CEF)。2.0.7 膨脹加強帶一般設在原設計留
30、有后澆帶的部位,收縮應力比較集中,需要采用自應力大的混補償收縮凝土對兩側混凝土進行強化補償。根據工程結構特點和施工要求,膨脹加強帶分為連續式、間歇式和后澆式三種構造形式。3 基本規定 3.0.1 本條明確了補償收縮混凝土的主要使用場合,對膨脹源是鈣礬石的補償收縮混凝土使用條件進行了規定。因為鈣礬石在80以上可能分解,所以從安全考慮,規定膨脹源是鈣礬石的補償收縮混凝土使用環境溫度不高于80,膨脹源是氫氧化鈣的補償收縮混凝土不受此規定的限制。3.0.2 摻入膨脹劑的補償收縮混凝土仍屬普通硅酸鹽體系的混凝土,其使用也在普通混凝土的范圍之內,故需滿足普通混凝土的質量控制標準,但是摻入膨脹劑后,與普通混
31、凝土相比,在多數情況下新拌補償收縮混凝土的凝結時間略快、坍落度偏低、坍落度損失略大,在確定其工作性指標時,應予以注意。3.0.3 限制膨脹率指標是依據現行國家標準混凝土外加劑應用技術規程GB50119的規定確定的。其中用于后澆帶、膨脹加強帶和工程接縫填充的混凝土限制膨脹率,根據最新研究結果調整至-0.020%。根據補償收縮混凝土的定義,自應力為0.21.0MPa時,相應的限制膨脹率約為0.015%0.060%,故最小限制膨脹率取0.015%。3.0.4 本條規定了補償收縮混凝土限制膨脹率的試驗和檢驗方法。3.0.5 本條規定了補償收縮混凝土抗壓強度的檢驗齡期。3.0.6 本條規定了補償收縮混凝
32、土的最低抗壓強度設計等級。3.0.7 本條規定了補償收縮混凝土的抗壓強度試驗方法。對膨脹較小的補償收縮混凝土,按照現行國家標準普通混凝土力學性能試驗方法標準GB/T 50081檢測。對用于填充的補償收縮混凝土,有時因膨脹過大會出現無約束試件強度明顯降低的情況,按照本規程附錄A進行,使試件在試模中處于限制的狀態,比較符合實際使用的情況。4 設計原則 隨著國內建設的高速發展,現澆大體積、大面積和超長混凝土得到大量應用,同是開裂情況不斷增多,補償收縮混凝土是一種較好的解決手段。本條是對補償收縮混凝土設計的一般規定。不同的結構部位受約束的程度不同,因此補償收縮時需要的膨脹能也不一樣,需要明示限制膨脹率
33、取值范圍。膨脹劑摻量不能準確反映混凝土的膨脹能,規定了限制膨脹率后,可以根據限制膨脹率經過配合比試驗確定膨脹劑的準確摻量。由于導入混凝土的自應力值很小,在計算補償收縮混凝土的設計軸向壓縮極限應力和設計彎曲拉伸極限應力時,可不考慮膨脹的影響。4.0.2 在膠凝材料用量和水膠比相同的條件下,補償收縮混凝土的28d強度與普通混凝土相當;在限制充分的狀態下,強度高于普通混凝土;無約束試件60d齡期強度一般比28d增長15%以上。從過去的研究結果和工程實踐來看,我國的膨脹劑配制的補償收縮混凝土,在中等強度等級(C25C40)的水平上較適于體現膨脹的有益作用,因此需注重膨脹與強度的協調問題,不宜過大追求混
34、凝土的富余強度。但是高強度混凝土是混凝土的發展方向,應該努力探究提高混凝土的補償收縮能力的新措施。后澆帶和膨脹加強帶的部位收縮應力一般比較大,故在強度設計時作適當提高。本條所述限制膨脹率設計取值,是指本規程第3章規定的水中14d齡期限制膨脹率。基于限制膨脹率誤差等考慮,限制膨脹率的取值一般以0.005%為級,如0.015%、0.020%、0.025%0.060%。根據補償收縮混凝土的定義,自應力為0.20.1MPa時,相應的限制膨脹率約為0.015%0.060%,故補償收縮混凝土的最小限制膨脹率為0.015%,最大限制膨脹率為0.060%,限制膨脹率大于0.060%的混凝土可歸為自應力混凝土,
35、所以如果在特殊條件下需要使用自應力混凝土時,事前應進行必要的試驗研究,重點研究膨脹穩定期、強度變化規律等。設計選取限制膨脹率時,需要綜合考慮混凝土強度等級、限制(約束)程度、使用環境、結構總長等因素;另處,同一結構的不同部位的約束程度和收縮應力不同,其限制膨脹率的設計取值也不相同,養護條件的差別會影響混凝土限制膨脹率的發揮,也是設計取值的考慮因素,因此,墻體結構的限制膨脹率取值高于水平梁結構。大的限制應該用大的膨脹進行補償,故后澆帶、膨脹加強帶的取值要高一些。墻體和板梁結構部位,限制膨脹率的取值主要考慮結構長度、約束程度和混凝土強度,結構長度小、約束力弱、混凝土強度較低的情況下,可取低些,反之
36、則取高些。后澆帶、膨脹加強帶等填充部位,限制膨脹率的取值考慮結構總長度和構件厚度,一般隨著結構體總長度增加或厚度增大,限制膨脹率漸次增大。4.0.3 膨脹加強帶的設計補償收縮混凝土基本能夠補償或部分補償混凝土的干燥收縮,因此與一般混凝土相比,用于釋放變形和應力的后澆帶可以提前澆筑,為降低溫度應力的影響,大體積混凝土應該在溫度降至環境溫度下再澆后澆帶。后澆帶詳細構造見國家標準地下工程防水技術規范GB 50180的要求。采用普通混凝土施工時,關于后澆帶混凝土的澆筑時間,不同的規范要求也不相同,現行國家標準地下工程防水技術規范GB 50108-2008要求在兩側混凝土澆筑42d后再施工,高層建筑的后
37、澆帶應該在結構頂板澆筑混凝土14d后進行;混凝土結構設計規范GB 50010-2002在條文說明中認為后澆帶混凝土在兩個月后施工比較合適。采用了補償收縮混凝土,由于可以補償混凝土的干燥收縮,根據大量的工程實例,28d可以澆筑后澆帶混凝土。膨脹加強帶是一種旨在提高混凝土結構抗裂性能的技術措施。施工中采用膨脹加強帶的目的是代替后澆帶,進一步簡化施工工藝,所以一般設置在后澆帶的位置。為了有效發揮膨脹效果,增加長度方向的膨脹量值,所以其寬度應該比后澆帶更寬一些;膨脹加強帶是一種“抗”的措施,在連續施工的混凝土結構中,為提高其抵御收縮應力的能力,增設一些附加鋼筋。膨脹加強帶的構造與后澆帶基本相同,但是在
38、較厚的板中,一般不用設止水帶。圖4.0.3-1圖4.0.3-3是工程實踐過程中應用效果比較好的部分節點構造示例,工程技術人員應該根據工程特點選擇更合理的構造形式。其中圖4.0.3-1圖4.0.3-3是板式結構中三種膨脹加強帶構造示意圖。圖4.0.3-1是連續澆筑混凝土時的膨脹加強帶構造示意圖,圖4.0.3-2是與先澆筑混凝土相接時采用的膨脹加強帶構造示意圖,圖4.0.3-3是一種類似于后澆帶的后澆筑方式,除大體積混凝土考慮溫度收縮應力外,一般可以在澆筑完兩側膨脹混凝土的任何時候回填澆筑。墻體一般采的后澆式膨脹加強帶,在兩側混凝土澆筑完714d后回填澆筑。對于鋼筋混凝土結構的裂縫控制有“抗”與“
39、放”兩種措施。設膨脹加強帶方式屬于“抗”,后澆帶或后澆式膨脹加強帶方式屬于“放”,同時使用補償收縮混凝土、后澆帶、膨脹加強帶體現了“抗”與“放”的結合。對于地下結構及較薄的構件,以“抗”為主較為有利;對于地上結構及厚大構件,結合采用“放”的措施較為妥當。設置的膨脹加強帶條數及形狀應依工程構造、尺寸和施工組織安排,由設計和施工技術人員視工程具體情況確定。4.0.4 本條規定了超長結構采取的澆筑方式和結構形式。表4.0.4體現了約束弱、結構總長度小、結構厚度小的構件,連續澆筑的區段和,反之則短的原則。采用膨脹加強帶取代后澆帶,簡化了的了施工工藝。超長、大面積混凝土結構施工時,一般采用分段澆筑,在相
40、鄰區段之間設后澆式膨脹加強帶比單設后澆帶有利于縮短工期。后澆式膨脹加強帶實質上是一種加寬、加強的后澆帶。另外,跳倉施工也是超長、大面積分段澆筑中常用的施工方式,與后澆帶、后澆式膨脹加強帶相比,減少了一條施工縫。混凝土結構設計規范GB50010-2002第9章指出,在采用后澆帶分段施工、預應力或采取能減小混凝土收縮的措施時,可以適當增大伸縮縫間距。補償收縮混凝土膨脹產生的自應力(化學預應力)能夠抵消混凝土結構因為收縮產生的拉應力,因此可以減免為釋放收縮應力而設置的伸縮縫或后澆帶,延長澆筑區段,故本條規定與混凝土結構設計規范GB50010-2002的第9章規定是統一的。 4.0.5 補償收縮混凝土
41、主要用于避免或減少混凝土的干燥收縮和溫度收縮裂縫,并不負擔提高承載的任務,所以配筋率按現行設計規范取值。改善配筋方式,分散配筋可以充分發揮混凝土的膨脹性能,提高混凝土的抗裂能力,在一些薄弱部位增設附加鋼筋,能夠發揮混凝土的補償收縮效果,有效抵御有害裂縫的產生。 對膨脹混凝土而言,均衡配筋可以保證在需要補償收縮的部位產生均勻有效的膨脹,因此強調在全截面雙層配筋。 4.0.6 補償收縮混凝土用于地下工程防水是其最重要的技術特點,不僅能夠提高防水能力,而且可以節約柔性防水材料、縮短工期,因此是一種節能節材的優質建筑材料。補償收縮混凝土是集結構承重防水于一體的抗裂防水材料,國外稱其為不透水混凝土。根據
42、UEA補償收縮混凝土防水工法YJGF 22-92以及眾多地下室和水池的工程實踐提供的范例和經驗,采用補償收縮混凝土可以不做外防水。補償收縮混凝土的壽命遠比柔性防水長,只要嚴格施工,用補償收縮混凝土完全可以達到結構自防水的效果,并且具有防水與建筑結構壽命相等的優點。試驗研究和工程實踐表明,補償收縮混凝土有顯著的裂縫“自愈合”能力,對因施工不當產生的微小裂縫,即使一些滲水的裂縫,在水養護一段時間后,由于膨脹性水化產物堵塞裂縫可以將斷裂的兩個表面接為一體,這個性質對地下防水工程非常有益。5 原材料選擇 原則上膨脹劑可以摻入所有硅酸鹽類水泥中使用,但是水泥的礦物成分比例和細度等對補償收縮混凝土的膨脹率
43、和膨脹速度有一定影響,也會影響混凝土的工作性。研究表明,水泥中的含鋁相、含硫相會對膨脹性能產生影響,水泥的強度發展規律也會影響膨脹,一般粉磨過細、早期強度過高的水泥膨脹較小,使用時應該予以注意。 5.0.2 選用膨脹劑以限制膨脹率作為主要控制指標,不同廠家、不同類別的產品存在質量差異,因此,有必要對產品進行復核檢驗。 另外,原材料在存放過程中有異常時,也必須進行復驗,合格后才能使用,膨脹劑也不例外。5.0.3 化學外加劑對于補償收縮混凝土的新拌狀態和硬化后性質的影響與普通混凝土的情況大致相同,不宜選用收縮率比偏大的化學外加劑,早強劑、防凍劑會使膨脹性質產生差別,使用時應該予以注意。 使用粉煤灰
44、和礦渣粉可以改善混凝土工作性、降低水化熱等,但用量增大時,對膨脹率也會產生較大的影響,需要在配合比設計時通過調整膨脹劑摻量獲得需要的限制膨脹率和抗壓強度。對補償收縮混凝土而言,高鈣粉煤灰中的游離氧化鈣對體積穩定性具有很大的不確定性,無法控制其膨脹,故嚴禁使用。對硅灰、沸石粉、石灰石粉、高嶺土粉等摻合料,對發泡劑、速凝劑、水下不離散混凝土外加劑等外加劑,與膨脹劑共同使用時應在使用前進行試驗、論證。 5.0.4 補償收縮混凝土使用的骨料與一般混凝土相同。對于要求使用非堿活性集料的工程,應在使用前檢驗、測定集料的堿活性,或采取控制混凝土最大堿含量的措施。輕骨料也同樣能夠配制補償收縮混凝土。 5.0.
45、5 補償收縮混凝土與一般混凝土的用水標準相同。 6 配合比 6.0.1 補償收縮混凝土和普通混凝土的標志性區別在于它可以通過自身產生的膨脹而具有抗裂防滲功能。因此,在配合比設計與試配時,應在選材和確定材料用量方面,盡可能做到利于膨脹的發揮,以保證限制膨脹率設計值,并進行限制膨脹率測定、驗證。 研究表明,鈣礬石長期在80的環境中會分解,所以規定膨脹源是鈣礬石的補償收縮混凝土不能在環境溫度大于80的情況下使用。因此須根據使用條件事先對膨脹劑類型進行選擇。另外,我國膨脹劑生產廠家多,產品品種也多,普遍存在膨脹劑與水泥、化學外加劑的適應性問題,因此有必要事先選擇、確定膨脹劑的各類。凝結時間對混凝土的溫
46、升和表面裂縫形成較大影響,這一點補償收縮混凝土與普通混凝土也一樣,工程實踐表面,下述的凝結時間有利于補償收縮混凝土抗裂性能的發揮:常溫施工環境下,初凝時間大于12h;高于28的環境和強度等級C50以上時,初凝時間大于16h;大體積混凝土初凝時間大于18h;冬期施工時,初凝時間小于10h。在配合比設計時予以注意。6.0.2 補償收縮混凝土的限制膨脹率大小,不像強度那樣主要取決于水膠比大小,而與膨脹劑用量關系密切,大致成正比。以往,單純使用百分比摻量確定膨脹劑用量,在混凝土強度等級較低或水泥用量較少時,直接采用生產廠家推薦的摻量時,會出現膨脹劑實際用量不足,而導致膨脹率偏低,達不到補償收縮的目的。
47、科學的方法是根據設計要求的限制膨脹率,采用工程實際原材料,通過配合比試驗求取。表6.0.2是為方便試驗而推薦的摻量范圍,研究表明,大部分補償收縮混凝土膨脹劑摻量在此范圍之內。實際應用中,由于膨脹劑品質的差異,可能出現超出表中的推薦值的情況,這時應以試驗結果為準。 一般而言,混凝土膨脹率越大,補償收縮和導入自應力的效果越好,然而膨脹率過大,會使自由狀態的混凝土試件抗壓強度比不摻膨脹劑時有所降低。所以,應在保證達到最低強度要求的前提下確定較高的膨脹率。6.0.3 試驗研究表明,水膠比大于0.50,不僅對補償收縮混凝土的膨脹性能有一定影響,而且對混凝土的耐久性也不好,故規定不宜大于0.50. 6.0
48、.4 單位膠凝材料用量根據單位用水量和水膠比確定。一般來說,C25C40補償收縮混凝土的單位膠凝材料總用量為300kg/m3450kg/m3時,可獲得結構致密及最佳的補償收縮效果。研究表明,膠凝材料中摻合料過多會降低膨脹性能,因此在配合比試驗設計過程中,需要根據選用水泥的品種、膨脹劑品種及強度等級等具體情況,適當調節膠凝材料中各組分的比例,比如在摻合料用量大的情況下,可以適當調高膨脹劑的摻量,確保設計要求的限制膨脹率。 工程設計中,出于混凝土在不同環境條件下的耐久性考慮,需要提出一些耐久生指標,為滿足這些指標,在混凝土配合比設計過程中,需要采取一些必要的技術措施,如限制水膠比、限制氯離子和堿含
49、量等等,這些要求和措施需要符合現行國家標準混凝土結構耐久性設計規范GB/T 50476的相關要求。7 生產和運輸 7.0.1 補償收縮混凝土是具有膨脹性能的高品質混凝土,為了確保其品質,需要選擇技術水平和生產管理水平高的預拌混凝土工廠。選擇工廠時,必須考慮到達現場的運輸時間、卸車時間、混凝土的生產能力、運輸車數、工廠的生產設備以及質量管理狀態等。 7.0.2 膨脹劑與其外加劑必須用專用計量器,使用前確認其具有所規定的計量精度;應防止膨脹劑在上次計量后殘留在計量器具上,下一次使用時應檢查、清掃;當遇雨天或骨料含水率有顯著變化時,應及時調整水和骨料的用量,確保原材料計量準確。 7.0.3 一般而言,膨脹劑與水泥同時投入為好。為得到均勻的混凝土,應規定恰當的投料
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