镁质抗裂剂在地下工程中的应用研究.docx

引言社会经济快速发展的背景下，人口不断增加，城市地上空间资源日趋紧张，地下空间的开发利用越来越广泛。但是地下混凝土工程一直存在着渗漏问题，其在影响地下结构使用的同时还可能降低整个建筑物的安全性，影响其使用寿命[1]。混凝土由于其材料特性会产生塑性收缩、温度收缩、化学收缩、干燥收缩，收缩是混凝土产生非载荷裂缝的主要原因。解决收缩变形是控制混凝土裂缝最直接有效的手段，游宝坤等[2]建议采用补偿收缩混凝土来避免或减少混凝土裂缝的产生，通过在结构中产生一定的预压应力来抵消混凝土的部分收缩应力。目前我国标准中传统的膨胀剂有硫铝酸钙类、氧化钙类及其复合的膨胀剂，这3种膨胀剂存在水化速度较快、补偿混凝土收缩匹配性较差、膨胀可调性较差、水化需水量大、水化产物 不稳定等问题。而新型氧化镁类膨胀剂水化需水量小、水化速率慢、水化产物稳定、早期膨胀量小、后期膨胀量大、膨胀持续时间长，既能满足早期膨胀量要求又能补偿后期收缩，其可以更好地与混凝土结构的降温过程相匹配，补偿收缩效果好，是混凝土性能优化发展的重要方向[3]。以氧化镁为主要膨胀源的镁质抗裂剂越来越多地应用到工民建地下工程中，能很好地补偿混凝土的收缩，有效防止或减少混凝土的开裂，提高混凝土的抗裂防水性能[4-7]。因此，山东某地下工程采用镁质抗裂剂配 制补偿收缩混凝土以提高主体结构的抗裂防水性能，混凝土结构抗裂防水效果良好、为同类工程提供了可借鉴的经验。 1、工程概况 ?本地下工程位于潍坊市临朐县弥南村，地下建筑面积79825.48m2，平面横向最长尺寸约403m、纵向最长尺寸335m，如图1所示；车库部分地下一层、层高4.25m，主楼部分地下两层、层高3.0m；地下工程防水等级为Ⅰ级防水。基础形式为筏板加柱墩基础，结构形式为钢筋混 凝土框架结构体系；车库部分筏板厚400mm、挡土墙厚300mm；主楼部分筏板厚度650～1100mm不等，挡土墙厚250mm。地下工程筏板混凝土采用C30P6、挡土墙混凝土采用C35P6。工程的主要难点如下：（1）工程施工期间，夏季温度高达38℃，需严格控制混凝土原材料的温度以及拌合物入模温度；秋季昼夜温差较大、最大可达18℃，此外秋冬季晚间风较大，混凝土因温度收缩和干燥收缩开裂风险增大。（2）部分主楼筏板厚800mm以上，且混凝土胶凝材料用量大，混凝土内部温升高，混凝土内外温差大使混凝土有开裂风险。（3）地下车库部分结构复杂，高低跨交错，增大混凝土的连续施工难度。（4）墙体为薄壁结构，易发生干燥收缩，同时墙体受到钢筋及底板等约束，开裂风险大。（5）工程地下水位较高，对混凝土裂缝控制要求高。且潜水及风化岩基岩裂隙水对混凝土均具有中腐蚀性，对钢筋具有弱腐蚀性，干交湿交替条件对钢筋具有强腐蚀性。针对地下室防水工程技术难点，采用镁质抗裂剂配制补偿收缩混凝土，有效补偿混凝土收缩、控制混凝土收缩产生的裂缝，使混凝土自身具备抗裂防水性能；把控施工各环节，避免施工造成的混凝土渗漏缺陷，施工流程如图1所示。 图1 施工流程图 2 原材料及配合比2.1 原材料水泥：P·O 42.5普通硅酸盐水泥。粉煤灰：烧失量低，Ⅱ级以上品质。骨料：粗骨料选用连续级配5～31.5mm碎石；细骨料为Ⅱ区中砂，河砂；严格控制粗细骨料含泥量及泥块含量，要求粗骨料≤1%、细骨料 ≤2%。减水剂：聚羧酸高效减水剂，减水率24%。镁质抗裂剂：武汉三源特种建材有限责任公司生产，其相关性能指标见表1。 表1 镁质抗裂剂相关性指标 2.2 配合比为控制混凝土的收缩，依据结构部位、尺寸、混凝土强度等级、浇筑温度、服役环境、施工周期等不同工况条件，进行混凝土配合比的设计与优化，经过多次混凝土试配，最终确定了补偿收缩混凝土的配合比，见表2，满足混凝土设计和工作性能等要求。 表2 混凝土配合比 kg/m3 3、施工管理 精细化的施工管理是保证补偿收缩混凝土施工质量的重要环节，施工管理包括施工前、施工中、施工后3个阶段。 3.1 施工前管理（1）施工前包括召开技术交底会和技术方案研讨会，目的在于确保工程的施工质量，明确项目各参与方的质量责任意识，通过项目实施过程中的质量控制措施，有效预防和处理可能发生的质量事故，最终实现工程质量控制目标。（2）施工前做好施工准备工作，止水钢板、穿墙螺栓及穿墙管道等焊接情况（是否满焊）；检查基坑降水情况（积水抽排情况）；后浇带和导墙等施工缝凿毛清理情况；杂物清理与模板润湿；浇筑顺序是否合理及泵车、施工人员、施工机具数量是否能保证施工顺利等。3.2 施工中管理（1）施工中需保证混凝土和易性，现场坍落度控制在（180±20）mm以内，混凝土入模温度应≤30℃。对于运送至现场混凝土进行坍落度检测，且到达现场后严禁再次加水搅拌。（2）主楼大体积混凝土结构施工时，混凝土采用全面分层浇筑方案，每