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UEA-6型膨脹劑united expanding admixture

放大字體  縮小字體 發布日期:2009-01-12  來源:中國混凝土網  作者:中國混凝土網
核心提示:UEA-6型膨脹劑united expanding admixture

一、用途
  摻加本劑后混凝土中形成水化硫鋁酸鈣產生適度膨脹力(預應力),在結構中建立0.2~0.7MPa預壓應力,水中7d限制膨脹率為≥0.025%,可抵消混凝土硬化過程中形成的收縮力,因而減少干縮裂縫,提高抗裂和抗滲性能。
  普通混凝土摻入膨脹劑后,混凝土產生適度膨脹,在鋼筋和鄰位約束下,可在鋼筋混凝土結構中建立一定的預壓應力,這一預壓應力大致可抵消混凝土在硬化過程中產生的干縮拉應力、補償部分水化熱引起的溫差應力,從而防止或減少結構產生有害裂縫。應指出,膨脹劑主要解決早期的干縮裂縫和中期水化熱引起的溫差收縮裂縫,對于后期天氣變化產生的溫差收縮是難以解決的,只能通過配筋和構造措施加以控制,因此,膨脹劑最適用于環境溫差變化較小的地下、水工、海工、隧道等工程。對于溫差較大的結構(屋面、樓板等)必須采取相應的構造措施,才能控制裂縫。
  摻膨脹劑的混凝土要特別加強養護,膨脹結晶體鈣礬石(C3A?3CaSO4?32H2O)生成需要水。補償收縮混凝土澆筑后1~7d濕養護,才能發揮混凝土的膨脹效應。如不養護或養護馬虎,就難以發揮膨脹劑的補償收縮作用。
膨脹劑的適用范圍

用 途
適 用 范 圍
補償收縮混凝土
地下、水工、海工、壩工、隧道等構筑物,大體積混凝土,配筋路面和板、屋面與浴廁間防水、構件補強、滲漏修補、預應力鋼筋混凝土、回填槽等。
填充用膨脹混凝土
結構后澆縫、隧洞堵頭、鋼管與隧道之間的填充等。
填充用膨脹砂漿
機械設備的底座灌漿、地腳螺栓的固定、梁柱接頭、構件補強、加固等。
自應力混凝土
用于常溫下使用的自應力鋼筋混凝土壓力管。
二、執行標準:JC476-2001
三、用量與用法
1、摻量:
代 號
型 號
摻 量C×%
1027
UEA-6
6~8
2、采用機械攪拌,攪拌時間≥3min。
3、在日最低氣溫低于5℃時,應采取保溫措施;膨脹混凝土和膨脹砂漿工程或構件可以采用低于80℃蒸氣養護,養護制度應根據膨脹劑和水泥品種,通過試驗確定。
4、使用水泥強度等級≥32.5。
5、混凝土澆筑:⑴在計劃澆筑區段內要連續澆筑混凝土,不得中斷。⑵混凝土澆筑宜階梯式推進,澆筑間隔時間不得超過混凝土的初凝時間,避免出現冷縫。可以延長伸縮縫的長度,可用加強帶取代后澆帶的施工方法。⑶混凝土振搗要密實,不得漏振、欠振和過振。⑷混凝土澆筑后,為防止沉縮裂縫出現,在混凝土終凝前,應采用抹面操作或人工多次抹壓。
6、混凝土養護:⑴對于大體積混凝土,宜采用蓄水養護或用麻袋片覆蓋,定期澆水,養護時間不小于14d。⑵對于墻體等不易保水結構,拆模板時間應不少于7d。拆模后,用麻袋片緊貼墻,定期澆水,養護時間不少于14d。⑶冬季施工時,底板混凝土澆筑完后,用塑料薄膜和保溫材料覆蓋,養護期不少于14d。對于墻體,帶模板養護不少于14d。
四、性能及特點
本劑屬硫鋁酸鈣類混凝土膨脹劑,不含鈉鹽,不會引起混凝土的堿骨料反應。摻本劑的混凝土耐久性能良好,膨脹性能穩定,強度持續上升。
五、使用注意事項
1、膨脹混凝土要通過其中的鋼筋、纖維或周邊物體的限制約束作用才能在結構中建立預壓應力,補償砼收縮產生的應力。因此膨脹劑必須在有限制的條件下使用。
2、膨脹混凝土配比設計與普通水泥混凝土相同,但最低水泥用量應大于300kg/m3。
3、膨脹劑摻量(E)按內摻(膠凝材料的替換率)計算,即:替換率K=E/(C+E+F)。C—水泥用量,E—膨脹劑用量,P—混凝土摻和料。
4、膨脹混凝土不能用于工作環境長期處于80℃以上的工程,施工溫度低于5℃時,要采取保溫措施。
5、膨脹劑要存放在干燥場所,切勿受潮。
6、要達到預期的抗滲防裂的目的,必須做到:(1)混凝土配合比設計正確,膨脹劑用量保證能產生足夠的限制膨脹;(2)配筋合理,特殊部位應附加鋼筋;(3)嚴格施工管理,適當增加攪拌時間,震搗務必密實,養護必須供水充足。
六、貯運、包裝及注意事項:1、用防潮的包裝袋包裝,每袋凈重50kg。
2、產品在運輸與保管中不得受潮。產品貯存期為12個月,嚴禁與水泥混放。
七、UEA—6產品部分試樣參考數據

配方

基準水泥
C × 6%

基準水泥
C × 8%

基準水泥
C × 10%

基準水泥
C × 12%

拉法基水泥
C × 8%

限制膨脹 率, %

水中 7d

≥ 0.025

0.031

0.036

0.042

0.054

0.042

水中 28d

≤ 0.10

0.0.4

0.056

0.081

0.111

0.061

抗壓強度 Mpa

水中 7d

≥ 25

32.0

29.2

26.1

23.3

37.4

水中 28d

≥ 45

57.9

51.8

44.3

32.0

63.3

抗折強度 Mpa

水中 7d

≥ 4.5

5.6

4.8

4.4

2.7

6.0

水中 28d

≥ 6.5

8.1

7.5

6.1

3.9

9.3

結論:(1)隨摻量的加大,其限制膨脹率加大,強度降低。(2)當摻量加大到C×12%的時候,其強度和限制膨脹率均已經不合格。(3)拉法基水泥與基準水泥對比,其限制膨脹率和強度相一致。

應用實例

砂 漿 配 合 比 通 知 單
委托單位: 中國路橋(集團)總公司 委托人: 崔 世 峰
工程名稱及部位:京承高速公路(高麗營~沙峪溝段)工程揚宋立交 1、2號、1號網橋、D匣道橋
砂漿種類: 水 泥 凈 漿 強度等級: 45MPa
水泥品種: 普 通 硅 酸 鹽 強度等級:P?O42.5 廠別: 興發拉法基
摻合料種類: 慕湖牌UEA膨脹劑 外加劑種類: 慕湖牌UNF-5型萘系高效減水劑

材料名稱

配      合       比

水泥

摻合料

外加劑

每m3用量

1456

582

87.4

13

比   例

100

40

6

0.9

備注:稠度為14~18S。
1、通過對摻加膨脹劑和聚丙烯纖維而配制的補償收縮纖維混凝土性能的工程應用表明,補償收縮纖維混凝土能有效地控制混凝土結構早期塑性收縮、干縮和溫度應力引起的裂縫,從而提高了混凝土建筑工程的抗裂防水能力和結構的耐久性。
2、采用粉煤灰、UEA低堿膨脹劑及緩凝高效泵送劑等材料,選擇合適的水泥,成功地配制了C50鋼管拱頂升施工用的高性能混凝土。保證在頂升混凝土過程中務必連續供料,混凝土的坍落度幾乎不損失,硬化后,鋼管拱中的混凝土強度符合設計要求,且不裂不脫殼,基本不收縮。
3、通過改性聚丙烯纖維和低堿膨脹劑雙摻技術在游泳池和地鐵車站混凝土結構自防水中應用證實,采用上述技術可以大大減少混凝土早期收縮所產生的裂縫,使獲得的混凝土表面質量光滑平整,從而提高混凝土的耐久性,是一種新型的防裂抗滲新材料。
補償收縮混凝土的限制膨脹率指標
用 途
限制膨脹率(×-10-4)
限制收縮率(×-10-4)
水中14d
空氣中28d
用于補償收縮混凝土
≥1.5
≤3.0
用于后澆帶、膨脹加強帶和工程接縫填充
≥2.5
≤3.0
不同結構部位的最小配筋率
結構部位
最小配筋率(%)
布筋方式
鋼筋間距(㎜)
底 板
0.30
雙層、雙向
150~200
樓板、頂板
0.30
雙層、雙向
100~200
墻體、水平筋
0.40
雙 排
100~150
限制膨脹率的設計取值
適用結構部位
最小限制膨脹率(×-10-4)
最大限制膨脹率(×-10-4)
平板結構
1.5
3.0
梁、墻體結構
2.0
4.0
后澆帶、膨脹加強帶
2.5
5.0
單位膨脹劑最大和最小用量
適用混凝土
單位混凝土中膨脹劑含量(kg/m3)
最大
最小
補償收縮混凝土
50
30
填充用膨脹混凝土
60
40
補償收縮混凝土連續澆筑的結構長度
結構類型
結構長度L(m)
結構厚度H(m)
澆筑方式選擇
構造形式
墻體
L≤60
連續澆筑
L>60
斷續澆筑
后澆式膨脹加強帶或后澆帶
L≤60
連續澆筑
60<L≤120
H≤1.5
連續澆筑
連續式膨脹加強帶
60<L≤120
H>1.5
斷續澆筑
后澆式、間歇式膨脹加強帶或后澆帶
L>120
斷續澆筑
后澆式、間歇式膨脹加強帶或后澆帶

 
檢測報告
 
供銷合同
供方:北京慕湖外加劑有限公司
需方:寧夏美利百萬噸林紙工程建設總公司
一、產品名稱、規格型號、金額、數量、交貨時間
產品名稱
型號規格
數量
單價
總金額
供貨時間
膨脹劑
UEA
500
1200
600000
2007年5月30日前供完
合計人民幣金額(大寫):陸拾萬元整(¥600000.00)
二、質量要求、執行技術標準、供方對質量負責的條件和期限:
均按國家標準及合同所附技術規范和要求執行。
三、交貨地點、方式、運輸費用、裝、卸車費用負擔:
由供方送貨到需方現場,運費、裝卸費由供方承擔。
四、驗收標準、方法及提出異議期限:
均按國家標準及合同所附技術規范和要求驗收,驗收不合格需方有權提出退貨,提出異議期10日。
五、付款方式:
合同生效后付合同總價的30%為預付款,貨到后付總貨款的40%,一年內付總貨款的25%,其余5%貨款二年內付清。
六、違約責任:
違約方負全部責任。
七、解決合同糾紛的方式:
如有糾紛,雙方協商解決,未果由合同簽訂地人民法院解決。
八、合同生效條件:
供、需雙方簽字蓋章后生效。
九、其他約定事項:《技術規范和要求》與合同具有同等法律效力。



H : 3CaO · 3Al 2 O 3 · CaSO 4
T : C 3 A · 3CaSO 4 ( 對應于 AFt)
M : C 3 A · CaSO 4 (對應于 AFm )

CaO-Al 2 O 3 -SO 3 三元系統膨脹劑相圖

“鈣釩石系”和“石灰系”膨脹劑的化學反應模式

UEA-6 膨脹劑簡介

、產品用途 : 適用于要求高強度、高抗滲、高抗凍的結構混凝土和其他高性能的特殊結構的混凝土工程。
二、技術要求

項 目
指標值
執行標準: JC476-2001 《混凝土膨脹劑》性能指標應符合下表規定:
化學成分
氧化鎂  %              ≤
5.0
含水率  %              ≤
3.0
總堿量  %               ≤
0.75
氯離子  %              ≤
0.05
物理性能
細 度
比表面積  m 2 /kg       ≥
250
0.08mm 篩篩余 %     ≤
12
1.25mm 篩篩余 %     ≤
0.5
凝結時間
初凝  min         ≥
45
終凝  h          ≤
10
限制膨脹率 %
水中
7d
0.025
28d
0.10
空氣中
21d
-0.020
抗壓強度 Mpa ≥
抗壓強度 Mpa ≥
7d
25.0
28d
45.0
抗折強度 Mpa ≥
抗折強度 Mpa ≥
7d
4.5
28d
6.5
注:細度用比表面積和 1.25 mm 篩篩余或 0.08mm 篩篩余和 1.25mm 篩篩余表示,仲裁檢驗用比表面積和 1.25 mm 篩篩余。

三、包裝與貯運
   采用防潮的包裝袋,每袋凈含量 50kg ,且不得少于標志含量的 98% ,隨機抽取 20 袋,產品總凈含量不得少于 1000kg 。其他包裝形式由供需雙方協商確定。在運輸和貯存時,不得受潮和混入雜物,不同種類的產品應分別貯存,不得混雜。貯存期為六個月,過期應重新檢驗。
四、注意事項
1) 混凝土膨脹劑適用于 32.5 號以上的通用水泥,最佳摻量為 6% (替代水泥率)
2 )摻混凝土膨脹劑的混凝土,配合比的計量要準確,攪拌時間要比普通混凝土延長 30 ~ 60 秒。
3) 為充分發揮其膨脹效能,適時和充分的保濕養護最為重要,混凝土澆灌后,一般在終凝后 2 小時開始澆水養護,養護期為 7-14 天。務必使混凝土表面保持潮濕,墻體應保濕或噴灑水養護。
4) 摻混凝土膨脹劑的混凝土不宜用于工作環境長期處于 80 ℃ 以上的工程。施工溫度低于 5 ℃ 時,要采取防凍措施。
5 )要求振搗密實,不要過震或漏震。
6 )摻入不同品種的外加劑在補償收縮混凝土中會產生不同的效果,因此,使用時需經過試驗后才能確定。
7 )為了保證補償收縮作用的發揮,建議每立方混凝土水泥用量不應小于 300kg 。
8 )在結構設計上仍按原設計規范,為有效限制膨脹,宜采用小間距小規格配置鋼筋或焊接鋼筋網,對薄壁構件或溥板也可用鋼絲網,配筋不宜過分集中于構件一側,對混凝土中導入的預壓應力,在設計計算中不予考慮。在開孔和角隅附近最易出現裂縫,周邊應加密結構鋼筋。
9 )采用補償受縮混凝土整體長度地下室可控制不大于 80m ,地上可控制不大于 50m 。一般工程可實現無縫設計與施工。
10 )大面積的結構伸縮縫仍需留置,但間距可比普通混凝土的大。
11 )膨脹混凝土的主要目的是補償收縮,作為防水要求的補償收縮混凝土的配合比設計宜按防水混凝土考慮,基砂率控制在 38-42 ,強度標號相應比普通混凝土高 5 ~ 10MPa 。

UEA -6 Concrete expansive agent

Usage Fit for use in concrete projects requiring high strength, high anti leaking and high anti-freezing structure concrete and other high performance special structure
Technical requirements Executive standard:JC476-2001 concrete expansive agent

Items
Index value
  
Magnesia   %                ≤
5.0
Content of water   %             ≤
3.0
Gross alkali   %               ≤
0.75
Chioride ion   %               ≤
0.05
 
Fineness
specific surface area m 2 /kg  ≥
250
0.08mmscreen tail over  %  ≤
12
1.25mm screen tail over  % ≤
0.5
Coagulation
time
Initial coagulation min     ≤
45
Final coagulation h      ≤
10
Restrained rate
of expansion
In water
7d
0.025
28d
0.10
In air
21d
-0.020

Compression strength Mpa   ≥

7d
25.0
28d
45.0
Transverse strength Mpa    ≥
7d
4.5
28d
6.5
Note:The fineness expresses in specific surface area and 0.08mm screen tail over or 1.25mm screen tail over and 1.25mm screen tail over;and arbitration inspection shows in specific surface area and 1.25mm screen tail over.

PACKAGING ,STORAGE AND TRANSPORT
The cements is packed in damp proof packages.The net weight of each is 50kg ;and not less than 98% of the marked weight. The total weight of 20packages of random checking is no less than 1000kg . Other forms of packaging are to be decided by the supply and requis itioning parties. In transport and storage special attention should be paid to guard against dampness and not to be mixed with other miscellaneous articles. The period of storage cannot be more than 6 months. If the time limit is exceeded,oris dampened and caked,it can be used only after being rechecked to see that it is qualified.

POINTS FOR ATTENTION
1)Concrete expansive agent is fit for use in general purpose cement of 32.5 grade or above,the best amount ofr mixing is 6%(cement replacement rate)
2)The calculation of preparation ratio of concrete mixing with concrete expansive agent should be exact,and the mixing time should be 3 0 ~ 60 seconds longer than the ordinary concrete.
3)In order to give full play to its expansive function,it is important to give timely and adequate damp-keeping and curing. After the concrete is poured,generally pouring water and curing 2 hours after the final coagulation time,the curing period is 7 ~ 14 days. The concrete surface must be kept damp and walls should be keep damp or sprinkle water to cure it.
4)Concrete with concrete expansive agent is not suitable to be used in working conditions with a temperature of 80 ℃ for a long time. When the construction temperature is below 5 ℃ ,measures should be taken to prevent freezing.
5)To vibrate closely,avoiding excessive vibrating or omission.
6)Different effects will be achieved in the compensatory contraction concrete by adding different additives;therefore it should be determined through test.
7)In order to guarantee the full play of the function of compensatory contraction,it is recommended that the cement amount per cubic concrete should be no less than 300kg .
8)The original design standard is observed in structure design, to effectively restrict expansion,short space and small category steel is adopted or using welding reinforced steet net,steelwire can be used thin-wallparts,fittings can not excessively concentrated to one side, the prestressing force in concrete is not considered in design. Fractures are easy to appear in holes and corners,so structure steel should be added nearby.
9)The total length of basement adopting compensation contraction concrete can be less than 80m ,that above the ground less than 50m .ordinary projects can achieve seamless design and construction.
10)Structure expansion seam of large space still should be reserved;the distance between can be larger than that of the ordinary concrete.
11)The main purpose of expansive concrete is for compensatory contraction,waterproof should be taken into consideration in design,base sand rate is controlled in 38-42,and strength grade should be 5 ~ 10 MPa higher than the ordinary concrete.

檢測報告


[ 應用實例 3]
UEA 膨脹劑的四大應用

1 、結構自防水技術
在水泥中內摻 ( 替換水泥量 )10 %~ 12 % UEA 拌制成補償收縮混凝土其拌合、澆搗和養護方法與普通混凝土類同,施工不復雜。其造價約比普通防水混凝土貴 15 ~ 25 元/ m 3 。用它澆筑高層建筑地下室、水工構筑物等,可不用外貼防水層。對于特別重要的建筑物,外貼防水卷材,作為“雙保險”對于底板厚度超過 50cm 的地下室,底板可作結構自防水;考慮邊墻長且薄 (30 ~ 40cm) ,受溫差影響人,也可作外防水。
根據大量工程實踐,要搞好結構自防水,必須抓住三個環節:
(1) 材料:優先采用補償收縮混凝上,膨脹劑品質必須符合 JC476 — 2001 標準。宜用 32.5 級以上普通水泥,砂、石含泥量小于 1 %。
(2) 設計:防水結構的底板可采用結構自防水,并采用 UEA 膨脹加強帶取代后澆縫。對于邊墻,由墻薄面大,養護困難,受溫度影響大,易開裂,在設計應適當提高水平構造 ( 溫度 ) 鋼筋,其配筋率不少 0.5 %。對于柱墻變截面大的地方,應適當增添加強筋。對于體形大的墻體宜外貼防水卷材或涂料。
(3) 施工:混凝土的和易性好,有足夠的凝結時間,震搗要密實,特別要加強養護,時間不少于 14d 。因施工不周出現蜂窩狗洞或裂縫,可用摻膨脹劑的砂漿或細石混凝上修補。
經過 8 年上千個防水工程實踐和專家考察, 1992 年“ UEA 補償收縮混凝土防水工法”列入國家級工法 (YJIGF22 — 92) ,這標志我國結構自防水技術的重大突破。
2 、 UEA 無縫設計施工技術
設計規范規定,考慮混凝土收縮變形,每 30 ~ 40m 設一道后澆縫,不但施工麻煩,延長工期,而且留下滲水隱患。采用 UEA 補償收縮混凝土,以膨脹加強帶取代后澆縫,實現連續澆筑超長防水結構的新方法 ( 見圖 ) 。

該方法的原理是在結構收縮應力最大的地方給相應較大的膨脹應力補償。具體作法: UEA 加強帶的寬度約 2m ,帶的兩側分別架設密孔鐵絲網,目的是防止混凝土流入加強帶。施工時,先澆帶外小膨脹混凝土 ( 摻 10 %~ 12 % UEA) ,澆到加強帶時,改為大膨脹混凝土 ( 摻 14 %~ 15 % t UEA) ,該處混凝土強度等級比兩側混凝土高 5MPa 。
已應用于北京九龍游樂園水下龍宮 (?49 × 12m ) 、廣州站前地下商場 ( 136m × 67m ) 、北京西客站( 主樓 336m × 102m ,東西樓 187m × 103m ) 、福州長樂國際機場航站樓 ( 348m × 36m ) 等數十座超長地下建筑,獲得成功。這種取消后澆縫的連續澆筑混凝土方法,整體防水性好,大大縮短工期,正在全國推廣。
3 、大體積結構混凝土裂滲控制新方法
隨著我國高層建筑的發展,地下室底板越來越厚,強度等級也越來越高。近年來,冶建院的王鐵夢高級工程師提出采用粉煤灰和緩凝劑作大體積防水混凝土,原理是降低混凝土的水化熱,使綜合溫差△ T 減少。當溫差變形 αT ≤ ε p (極限拉伸),結構就不會開裂。這對于強度等級低的 C20~C25 大體積混凝土是有效的,但對于 C40 以上混凝土,其水泥用量較多,一般在 400~ 500kg /m 3 ,即使用粉煤灰取代部分水泥,混凝土的水化熱仍相當高,可使混凝上內部最高溫度達 60 ~ 80 ℃,當混凝上內外溫差超過 25 ℃ 時,有可能導致大體積混凝土出現貫穿的溫差裂縫。為控制混凝十溫差裂縫,在設計和施工方面已有許多成功經驗,如摻入粉煤灰、緩凝劑、鋪設冷卻水管等,由于底板混凝土設計強度等級較高,如廣州天匯大廈為 C40 、青島中銀大廈 (55 層 ) 為 C50 、上海世界貿易商城 ( 183m × 109m × 1m ) 為 C40 、首都國際機場新航站樓底板 ( 750m × 350m × 0.6m ) 為 C40 等,為控制溫差裂縫,采用 UEA 混凝上獲得成功。
我們知道,綜合溫差 T=T 1 +T 2 。式中 T 1 為混凝土水化熱最高溫度與環境平均氣溫之差; T 2 為混凝土收縮當量溫差, T 2 =ε y (t)/d , ε y 為混凝土收縮值, α 為混凝土的膨脹系數。對于普通混凝土,限制收縮率 ε y =2 ~ 3 × 10 -4 ,即 T 2 =20 ~ 30 ℃,而混凝上早期 (10 ~ 15d) 的極限拉伸很低,一般 ε y =1 ~ 2 × 10 -4 ( 考慮徐變 ) ,因而很容易出現裂縫。
UEA 混凝土能產生膨脹效應,在 14d 的限制膨脹率 ε 2 =2 ~ 4 × 10 -4 它不但可補償混凝土的收縮而且能降低混凝土的溫差,按 T 2 =ε 2 ( t ) /α , UEA 混凝上 ε 2 =1 × 10 -4 ,則 T 2 =1 × 10 -4 = 10 ℃ 。如 ε 2 =3 × 10 -4 則可降低溫差 30 ℃ ,這是很大的潛在溫差補償效應。對于普通混凝土,由于產生收縮, T 2 是正數;對于 UEA 混凝土,由于產生膨脹, T 2 是負數。綜合溫差變成 T=T 1 - T 2 ,使結構的溫差變形 α T 小于混凝土的極限拉伸 ε p ,防止大體積結構混凝土產生裂縫,這就是 UEA 控制大體積結構混凝上裂縫的理論依據,不裂就不滲。實踐表明, C30 以上大體積混凝土裂滲控制難度較大,在國內數十個高層建筑中,采用摻入緩凝減水劑的 UEA 補償收縮混凝土澆筑大體積混凝土底板,獲得良好效果。
4 、剛性屋面防水技術
經過 20 多年的研究與實踐,采用補償收縮混凝土作剛性屋面比普通細石防水混凝上更好,其原因是提高了混凝土的抗裂性,以柔性分格縫緩解屋面的溫差裂縫,這種在預制板或保溫層上作 40mm 厚、 ? 4mm 的 150mm × 150mm 雙向鋼筋補償收縮混凝土屋面,已在江蘇、浙江、江西、安徽等南方省市推廣應用,獲得良好效果,在北方省份也有推廣,但主要需解決好分格縫的嵌縫質量問題。
近年來,南方多采用現澆防水混凝上屋面,厚度 100 ~ 1 20 mm ,配以 ? 8 m m 的 @ 150mm × 150mm 雙向鋼筋,混凝土強度等級大于 C25 ,為解決現澆混凝上的抗裂防水問題,在水泥中摻入 12 %~ 13 % UEA 膨脹劑,拌制成補償收縮混凝上澆筑屋面,可連續澆筑 50m 不留后澆縫,如超過 50m ,可用 UEA 加強帶 ( 2m 寬、摻 14 %~ 15 % UEA) 取代后澆縫,連續澆筑 100 ~ 150m 屋面不留縫,為防止溫差變化,在加強帶之間和屋面周邊適當增加水平構造鋼筋。澆筑完的屋面要加強水養護、養護期不小于 14d ,隨后,在屋面架設通風隔熱層,或作“空中綠色花園”。
補償收縮混凝上結構自防水屋面在廣東、福建、廣西、海南等省已推廣應用,效果良好,類似這種屋面構造在體育看臺應用卜分成功,累計約 14.6 萬 m 。,使用最長時間達 7 年之久,至今防水效果甚佳。實際應用表明,設計結構自防水屋面時,采用補償收縮混凝土比普通防水屋面更為合理、可靠、造價僅增加 1.5 ~ 2 元/ m 2 。

[ 應用實例 4]

UEA 補償收縮混凝土防水工法
  
用摻入 U 型膨脹劑 ( 簡稱 UEA) 制作的混凝土,稱為 UEA 補償收縮混凝土。這種混凝土使用結構承重與防水功能合一,可不再鋪貼防水卷材或涂料,從而達到結構自防水 ( 亦稱為軀體防水 ) 的目的,能收到明顯的社會效果和經濟效益。這一新技術給建筑防水設計和建筑防水施工帶來很大進步,正在被日益廣泛的推廣應用。
   U 型膨脹劑是用硫酸鋁、氧化鋁,硫鋁酸鉀和硫酸鈣等無機化合物特制而成,不含有害物質,產品為灰白色粉末,比重 2.88g /cm 3 ,比表面積 3500cm 2 /g 。將 UEA 加入到水泥混凝土中,能產生化學預應力或壓力,有效的防止混凝土龜裂,提高防水性能。

一、特點

(1) 施工簡便、靈活、取消了外防水層的施工工序。縮短了工期。
(2) 建筑結構構件承重與防水功能合二為一,使防水有效年限和結構壽命相同。
(3) 適宜用于體型復雜的混凝土結構防水,能解決通常附加防水層做法難以處理的困難,并能確保防水質量。
(4) 可以避免某些防水材料施工時發生的環境污染。
(5) 由于混凝土自身的致密特點,一旦因某種原因出現滲漏時,位置直觀,易于判斷,修補處理方便。

二、適用范圍
  
凡要求抗裂、防滲、接縫和填充用的混凝土工程或水泥制品,都可以使用 UEA 補償收縮混凝土。就建筑工程而言,特別適用于:

( 1) 建筑物地下室、地下構筑物等。
(2) 建造水池、游泳地、水塔和貯罐等。
(3) 剛性防水屋面、防滲防潮水泥砂漿等。
(4) 框架結構預制梁柱接頭或后澆縫的填充混凝土等。
(5) 機座或機械設備地腳螺絲與混凝土基礎之間無收縮灌注。
(6) 要求抗裂性能好、外觀完美的重要建筑物,如體育場看臺等。

三、防水基本原理
  
UEA 補償收縮混凝土是一種適度膨脹的混凝土,鈣礬石是它的膨脹源,是當 U 型膨脹劑加入普通水泥和水拌合后,與硅酸鈣析出的氫氧化鈣作用形成的水化硫鋁酸鈣。
   當混凝土膨脹而產生拉應力,同時也就在混凝土中產生了相應的壓力。一般說來,在限制條件下,導入的預壓應力值為 0.20 ~ 0.70MPa ,這就等于提高了混凝土早期抗拉強度,推遲了混凝上收縮的產生過程,抗拉強度在此期間,經澆水養護獲得了較大幅度的增長,當混凝土開始收縮解放,其抗拉強度已增長到足以抵抗收縮產生的應力,從而防止和大大減少收縮裂縫的出現,達到抗裂防滲的目的。這是其他外加劑防水混凝土所不具備的。

四、工藝方法和施工注意事項
  
UEA 補償收縮混凝土對原材料、鋼筋和模板的要求,與普通混凝土相同。

1 、原材料
   U 型膨脹劑質量應符合 JC476 — 2001 標準。水泥選用合格未過期的普通 32.5MPa 或 42.5MPa 水泥。粗骨料粒徑不大于 31. 5 ㎜ 且含泥量小于 1 %。細骨料宜用含泥量小于 3 %的中粗砂。水為自來水或潔凈的河水。 UEA 摻量為水泥重量的 6 %~ 8 %。

2 、攪拌運輸時投料順序:開機運轉→石子→砂子→水泥→ UEA →干拌 30s 以上→水。加水后攪拌時間要比普通混凝土延長半分鐘以上。
   混凝土的運輸要及時并保持連續性,時間間隔不宜超過 1.5h ,運距較遠或炎熱天氣施工可摻入緩凝劑,以減少坍落度損失。

3 、澆筑時混凝土的自由落距應控制在 2m 以內。振搗時要均勻、密實,不漏振、不欠振、不過振。

4 、養護
   U 型膨脹混凝土澆筑后養護非常重要,應根據氣溫情況,及時澆水養護,使混凝土外露表面始終保持濕潤狀態,養護時間為 10 ~ 14 天。
   負溫施工要保證入模溫度大于 5 ℃ ,澆筑后立即進行保溫養護。

5 、施工縫的處理
   接槎表面要鑿毛,剔除浮石,清理干凈 ? 用水沖刷后,鋪上—層 2 0 ㎜ 厚摻 UEA 的 1 : 2 水泥砂漿 ( 砂漿中 UEA 的摻量為水泥重量的 6 %~ 8 % ) ,然后再澆筑 UEA 混凝土。

6 、施工過程中注意事項
   水灰比至關重要,根據施工經驗,以 0.50 左右為宜。
   水泥用量,最少不得低于 30 0 ㎏ /m 3 。
   嚴禁隨意加水,為了不增加用水量,混凝土可摻入減水劑,緩凝抗和抗凍劑,但需經試驗確定。
   振搗是關鍵之一,每一振點的振搗時間長短,應使混凝土表面呈現浮漿,不再下沉為止。此外,還必須保證振搗棒移動間距和插入深度符合施工規范的要求。計算裝置必須準確有效,開盤前要檢驗校正,中間要進行校核。

五、機具設備
  
和普通混凝土所需機具沒備一樣,主要有攪拌機 ( 車 ) 、垂直水平運輸機具 ( 泵車、翻斗車等 ) 、振搗棒或平板振搗器,計量器具等。

六、勞動組織
  
與普通混凝土施工時人員安排相同,操作工人的多少,取決于澆筑數量、澆筑部位的難易程度等因素。但是,一定要加強后臺或攪拌站和澆筑地點的技術監督與指導。

七、質量控制
(1) 應符合國家標準 ( 鋼筋混凝土施工及驗收規范 ) 、《地下防水工程施工及驗收規范》、 < 屋面工程施工及驗收規范 ) 和 < 建筑安裝工程質量檢驗評定標準 ) 中的有關條文規定。為此,工程技術人員根據工程具體情況,必須編制分項施工工藝,向工人進行詳細書面交底,貫徹執行上述規范中的條文;施工員 ( 工長 ) 需要親自跟班,檢查指導,認真組織實施,做到精心操作,確保混凝上質量。
(2) 補償收縮混凝土按規范要求制作的試塊,經試驗必須達到或超過設計的抗壓強度和抗滲標號。主要措施為事先認真進行試配,留有適當的余地。
(3) 防水工程經雨季或試水觀察,任何部位不允許發生滲漏現象。若局部出現滲漏,可將滲漏處有缺陷的混凝土徹底清除,將其表面鑿毛沖刷干凈后,抹 UEA 水泥砂漿;如滲漏較嚴重,可采用 UEA 高強度豆石混凝土灌筑,并加強滲漏處的澆水養護。

八、安全措施
  
必須遵照國家頒發的 ( 建筑安裝工程安全技術規程 ) 和施工企業主管機關發布的有關文件和規定,結合工程實際,逐項進行落實。

九、經濟效益
  
地下工程采用 UEA 補償收縮混凝土結構自防水,取消防水層,省工省料省時,節約資金,經濟效益顯著。

十、工程實例
  
公司從 1988 年底首次選用到目前為止, 已應用 UEA 補償收縮混凝 150 萬 m 3 ,使用 U 型膨脹劑約 5 萬噸。具體工程名稱和使用數量如下:

(1) 北京市百貨公司高層住宅樓地下室, UEA 混凝土 2000m 3 , U 型膨脹劑 90t 。
(2) 方莊住宅區芳城園 4 號高層住宅樓,地下室 UEA 混凝土 5000m 3 , U 型膨脹劑 210t 。
(3) 方莊住宅區芳城園 11 號高層宿舍樓地下室,其數量與 4 號樓相同。
(4) 北京宣教中心地下室應用 UEA 混凝:上 2000m3 , U 型膨脹劑 90t 。
(5) 京棉二廠醫院地下室使用 U 型混凝土 1000m 3 ,膨脹劑 45t 。
   此外,解放軍總后勤部東郊招待所、北京經濟學院高層住宅樓地下室等許多工程,也都選用了 UEA 補償收縮混凝土。
   以上工程從現場制作的混凝土試塊檢驗結果來盾,抗壓強度 R 28 達到設計強度的 116 %~ 130 %;抗滲標號達到 P 14 ~ P 18 ,與設計要求的 P 6 或 P 8 提高三級以上。最早選用 U 型混凝土的北京市百貨公司高層住宅樓地下室已經過多個雨季的考驗,至今下面十分干燥,無一滲漏,其他工程的地下室也是如此,均取得了良好的社會效果。
   現在 UEA 補償收縮混凝土結構自防水的推廣應用不斷擴大,采用這種防水做法的工程大量增加。

[ 應用實例 5]
UEA
無縫設計施工新技術
  
在現澆整體式鋼筋砼結構中,為防止荷載裂縫設沉降縫,為防止砼干縮和溫差裂縫設后澆縫,而后澆縫是一種擴大伸縮縫間距和取消伸縮的有效措施。因為這種縫只在施工期間存在,其目的是取消結構中的永久伸縮縫,它既是施工措施,也是設計手段。
   在我國和國外有關規范中,對鋼筋砼結構最大伸縮縫間距都作了嚴格規定,對于現澆砼結構,根據結構形式和使用條件,規定在 2 0 — 40m 之間,這是基于普通砼收縮而設,這種設計是正確的。但是,后澆縫的清理十分麻煩,另外,后澆縫一般要經 4 0 — 60 天才能填縫,工期延長,填縫不好,會留下滲漏隱患。
   根據我們的工程實踐,在地下工程中, 50m 長可不設縫而不裂,但超過 50m 時,為了保險起見,我們用 UEA 膨脹加強帶取代后澆縫,也即在結構收縮應力最大的地方,多摻入 UEA ,產生相應較大的膨脹來補償結構的收縮。加強帶位置一般設在后澆帶上。對于有防水要求的部位,如圖 1 。對于無防水要求的部位,如圖 2 。

  UEA 膨脹加強帶的寬度為 2m ,帶之間適當增加水平溫度鋼筋 10 %~ 15 %,帶的兩側分別架設 ф 5 ~ 10mm 鐵絲網,目的是防止砼流入加強帶。施工時,先澆筑帶外砼,澆到加強帶時,改換摻 14 %~ 15 % UEA 砼, ( 其膨脹率 4 - 6 × 10 -4 ) ,考慮膨脹作用會使砼的自由強度降低,其砼等級要比兩側砼高 0.5 個等級。由于兩側和鋼筋的絕對限制作用,大膨脹的 UEA 砼的強度實際不會下降,相反起增強作用。加強帶澆完后,要特別加強養護,不小于 14 天。
   根據這一新技術,我們先后在北京九龍游樂園水下龍宮 ( ф 49m ) 北京當代商城 (9 0 × 90m ) 、天津勸業場新樓 (8 7 × 56m ) ,青島華聯大 (6 7 × 35m ) ,珠海三海大廈 (13 0 × 8 0 × 1.8m ) ,廣州站前地下商場 (13 6 × 67m ) ,北京西客站 ( 主樓 37 7 × 106m ,東西樓, 6 5 × 106m ,地下鐵 420m ) ;山東省商業大廈 (12 6 × 75.6m ) 等 30 多個工程采用 UEA 無縫施工技術,均取得令人滿意的效果。
   工程實踐證明,以 UFA 膨脹加強帶取代后澆縫,可實現超長構筑物的連續澆筑作業,不但可在隧道、地下工程和水工工程應用,獲得整體防水的效果,而且,對于非防水的高層建筑現澆樓層的施工,也可達到減少模板周轉,加快施工進度的效果。我們相信, UEA 無縫設計施工新技術將為我國土建工程建設帶來顯著的技術經濟效益和社會效益。

UEA 無縫施工實施工程實例

日期

工程名稱

建筑物長× 寬( m )

設計或施工單位

1988

天津市第一中心醫院

9 8 × 36

天津市建筑設計院

1989

青島市華聯大廈

6 5 × 35

天津大學建筑設計院

1989

北京九龍游樂園水下龍宮

ф 4 9 × 12

航天部第七設計院

1989

長春中日聯誼醫院

9 4 × 24

中南建筑設計院

1990

北京藍鳥大廈

8 5 × 56

北京市建筑設計院

1991

珠海九洲港聯檢大樓

13 1 × 50

江蘇省建筑設計院

1991

北京當代商城

9 0 × 90

北京市建筑設計院

1991

石家莊站前地下商業街

20 0 × 49

總參人防設計院

1991

紡織服裝研究設計中心

ф 5 0 × 110

天津市建筑設計院

1991

北京賽特購物中心

5 5 × 55

北京設計院

1991

石家莊橋西污水處理廠

ф 51. 5 × 6

華北市政設計院

1991

大連虎灘樂園水下世界

21 9 × 13

大慶建筑科學設計研究所

1992

北京平谷縣金海大廈

6 0 × 40

航四設計院

1992

深圳峰景臺大廈

9 6 × 36

東北建筑設計院

1992

廣州站前地下商場

13 6 × 67

廣州市建設設計院

1992

深圳體育中心看臺

6 0 × 30 ( 2.2 萬 m 2 )

在建設部設計院

1992

首鋼電子無件廠房

8 0 × 48

首鋼建筑總公司

1992

天津勸業場新樓

8 7 × 56

天津市建設設計院

1993

石家莊北國商場

10 1 × 121

中南建筑設計院

1993

北京西客站主樓

33 6 × 102

北方建筑設計院

1993

北京西客站東、西樓

18 7 × 103

北京市建筑設計院

1993

長春重慶貿易中心

13 4 × 34

吉林建工院設計院

1993

山東商業大廈

12 6 × 75.6

上海亞新設計院

1993

總后住宅樓

7 5 × 11

總后設計院

1993

珠海三海大廈

13 0 × 80

江蘇省建筑設計院

1993

北京 528 工程

17 6 × 36

總參人防設計所

1994

鄭州金元中心

7 0 × 40

中建二局二公司

[ 應用實例 6]
大體積結構混凝土裂縫控制新方法

一、前言
  
大體積結構混凝土工程如大壩、溢洪道閘室、大型設備砼基礎以及高層建筑底板等,一般規定,砼厚度超過 1m 的稱之為大體積砼。由于水泥化產生的水化熱,可使砼內部最高溫度達 50 ~ 60 ℃ ,當砼內外溫差超過 25 ℃ 時,有可能導致大體積砼工程出現溫差裂縫。為控制溫差裂縫在設計和施工技術方面已有許多成功經驗。我們經過試驗研究和工程實踐,提出以 UEA 補償收縮砼和特殊的施工方法、可供設計和施工單位參考。

二、本方法的理論依據

( 一 )UEA 補償收縮砼的基本性能
   UEA 以 10 %~ 12 %內摻 ( 取代水泥率 ) 水泥中,可拌制成補償收縮砼,其限制膨脹率為 0.02 %~ 0.04 %,在鋼筋和鄰位約束下,可在砼中建立 0.2 ~ 0.7MPa 的預壓應力,這一預壓應力大致可抵消砼硬化過程中產生的收縮拉應力,使結構不裂或控制在無害裂縫范圍內。
   摻 UEA 砼的強度、彈性模量和抗凍標號與普通砼基本相同,但抗滲標號比普通砼提高 2 倍。摻入 UEA 的水泥,可降低水化熱,表 1 是國家水泥質檢中心的檢驗結果。

表 1 摻與不摻 UEA 的水泥水化熱

編號

品種與標號

水泥組成 (%)

水化熱 ( 焦爾 / 克 )

水泥

UEA

3d

7d

A - 48

P.O42.5

100

293

318

A - 49

P.O42.5

88

12

213

234

A - 50

P.S32.5

100

184

205

A - 51

P.S32.5

88

12

176

205

( 二 )UEA 砼補償溫差收縮的作用
   UEA 的膨脹作用主要發生在 14d 以前,用于補償砼的干縮,但在 14 ~ 90d 仍有小量膨脹,用于補償砼冷縮 ( 見表 2) 。吳中偉教授在他的“膨脹砼”專著中,提出冷縮和干縮的聯合補償的模式 ( 見圖 1) ,他認為,應該采用補償作用較大的小限制補償收縮砼,或設置小的基礎或鄰塊限制。考慮當地環境溫度的補償干縮后的最終曲線如圖 1 中的曲線④,曲線④是根據溫度收縮即最大冷縮 Sr 值來選定的,它同時又考慮到干縮,所以能夠對冷縮和干縮進行聯合補償。

表 2 UEA 砼的膨脹性能

水泥用量 ( ㎏ /m 3 )

UEA 替換水泥率 (%)

W/C

坍落度

( ㎝ )

限制膨脹率 ( × 10 -4 )

3d

7d

14d

28d

60d

350

12

0.50

12.5

1.50

1.80

2.10

2.51

2.85

400

12

0.50

14.5

2.10

2.30

2.50

3.0

3.14

450

12

0.50

16.8

3.50

3.70

4.10

4.30

  首先確定砼冷縮變形曲線①和氣溫變化引起的冷縮曲線②,最后選定適宜的限制膨脹 § 和濕養膨脹時間 t 來對上述兩種主要冷縮進行補償。為了防止表層開裂,應在砼中貯存一定的補償收縮能力。由圖 1 可知,當降溫在早期大量產生時,濕養下的補償收縮砼正在進行膨脹,直到 § 0 ( § - S 2 +§) — S T =0 或不超過極限拉伸 Sk 時,就達到補償冷縮的目的。由于現行的大體積砼的溫度控制代價十分高昂,故采用 UEA 補償收縮砼是控制大體積結構工程裂縫的有效方法。

圖 l 冷縮與干縮的聯合補償
①為砼冷縮變形曲線,②為氣溫變化引起的冷縮曲線,③ = ①十②,④符合冷縮和干縮聯合補償的最終變形曲線, S T 為陽大冷縮 ( 平均值 ) ; D 為最終變形, S 2 ——限制收縮, Ss 一一彈性壓縮。
   UEA 溫控設計施工新方法,其理論根據是:根據王鐵夢《建筑裂縫控制》書提出的砼裂縫間距計算公式

式中: H ——板或墻的計算厚度或高度

ε P ——砼的極限拉伸 ( × 10 -4 )

E ——砼的彈性模量 ( × 10 4 MPa)

C X ——地基對砼的約束系數 (N/mm 3 )

α ——砼的線膨脹系數 (1 0 × 10 6 )

T ——綜合溫差 (C)

arcosh ——雙曲余弦的反函數

  該公式是用極限變形計算伸縮縫間距。由上式可見,溫差收縮很重要,一般總 αT 大于它們的差距越大,伸縮縫間距越小;差距越小,伸縮縫間距越大。若采取措施 使︳ αT ︳ 中 ε P ° 趨近于 ︳ε P ︳ , arcos h →∞ ,則完全無需伸縮疑。這就需要降低溫差或砼收縮,提高砼的極限位伸 ε P 。然而,提高砼的 ε P 是十分困難的,只有設法降低砼的水化熱和收縮,即控制裂縫原則是 αT ≤ ε P ,這就是“抗”的辦法。
   我們知道,綜合溫差 T=T 1 + T 2 ,其中 T 2 為砼水化熱最高溫度與環境平均氣溫之差, T 2 為砼收縮當量溫差。在規范中,要求 T 1 < 25C ,在施工中已有許多有效措施,如摻入粉煤灰、緩凝劑、集料冷卻、埋入冷卻水管和保溫養護等;要付出很大代價。砼收縮當量溫差 T 2 = ε r (t) / α, ε r 為砼收縮值,對于普通砼來說, ε r (180) =4 ~ 6 × 10 -4 。而砼的早期 (10 ~ 15 天 ) 的極限拉伸很低,一般 ε P= 2 ~ l × 10 4 ( 考慮徐變 ) ,因而很易出現裂縫。
   而 UEA 砼能產生膨脹效應,在 14 天的限制膨脹率約 2 ~ 4 × 10 4 ,它不但可補償砼收縮,而且能降低砼的溫差。按 T 2 = ε 2 (t) / α , UEA 砼產生的膨脹系數 ε 2 = l × l0 4 / 1 0 × 10 6 = 10 ℃ ,也即降低溫差 10 ℃ ,如 ε 2 =3 × 10 4 ,可降低砼溫差 3 0 ℃ ,這是很大的潛在溫差補償效應。對于普通砼來說,由于產生收縮, T 2 是正數;對于 UEA 膨脹砼來說,由于產生膨脹, T 2 是負數,綜合溫差變成 T=T 1 - T 2 ,使結構的 aT ≤ ε P ,防止結構產生裂縫,這就是 UEA 控制大體結構砼裂縫的理論依據,裂縫控制方法分述如下:

(1) 低標號大體積砼
   這種砼主要應用于拱壩、閘門、堤壩和大型設備基礎等,標號一般在 C 20 ~ C 25 ,水泥用量在 250 ~ 300Kg /m 3 。試驗表明,在如此低的水泥用量的砼中摻入 UEA ,其膨脹率只有 0.01 ~ 0.02 %,補償收縮能力差,有可能出現裂縫,另外,如此上萬立方大體積砼都摻入 UEA ,工程造價會提高,為此,我們提出如圖 2 的施工方法。
   兩側砼塊采用摻入粉煤灰和緩凝劑的低熱砼,中間 4m 寬的砼塊摻入 8 %~ 10 % UEA 的自應力砼,其標號比兩側低熱砼高 1 個標號, C=35 0 - 400 ㎏ / m 3 ,其膨脹率為 0.04 %~ 0.06 %另外,中間自應力砼塊要適當提高溫度鋼筋的配筋率。施工前,在自應力砼兩側攔設一道鐵絲網,目的防止低熱砼流入,施工時,低熱砼從一頭澆灌,澆到中間的膨脹帶時,改用 UEA 砼,澆完后又改用熱砼、實現連續澆筑砼而不留縫的目的。
   這種“加楔塊”方法目的以較大膨脹應變補償兩側低熱砼的溫度應變,達到控制裂縫的效果。

圖 2 大體積組合抗裂砼的設計

(2) 高標號大體積砼
   這種砼大多應用于高層建筑的箱形基礎,如深圳賢成大廈, 52 層,底板厚 1 ~ 3m , 長× 寬 =(44 ~ 51 ) × (34 ~ 44)m ,每塊底板砼為 2500 ~ 3500 3 ,設計采用 C 3 0 商品砼,其水泥用量為 380 ~ 400kg /m 3 ,且用 P.O42.5 水泥,如此高的水泥用量,砼的水化熱溫度達 55 ~ 65 ℃ ,如何防止溫差裂縫,如采用傳統降溫措施,須付出很大代價。后來在砼中摻入 8 %~ 10 % UEA 和緩凝型減水劑,效果十分好,如此高標號的大底板不裂。天津第一軋鋼廠冷板工程軋機基礎長 110m ,寬 18m ,深 6m ~ 8.5m ,砼一次澆灌量為 3000m 3 。由于采用摻緩凝劑的 UEA 砼,無裂滲,全部設備基礎共節約 53 萬元。
   大量的工程實踐表明,對高強度大體積砼溫差裂縫的控制,采用 UEA 和緩凝型減水劑復合應用是一個十分有效的技術措施。當然,同時輔以傳統的技術措施,如摻用粉煤灰,流水養護,冷卻骨料,分層分段落搗等,則會取得良好的效果。總之,大體積高標號砼裂縫控制是一個非常綜合的技術,我們認為宜用摻入緩凝減水劑的 UEA 補償收縮砼,由于 UEA 的膨脹效應,可以降低溫差收短,達到控制溫差裂縫的效果,這已為國內許多個高層建筑大體積箱形基礎的施工實踐所證明。

[ 應用實例 7]
廁浴間 UEA 剛性防水施工方法

  在住宅和公共建筑工程中的廁浴間,一般都具有穿過樓地面或墻體的管道較多,形狀較復雜、面積較小和變截面等特點。在這種條件下,如果采用各種防水卷材施工,因防水卷材的剪口和接縫多,很難粘接牢固、封閉嚴密,難以形成一個整體防水層,比較容易發生滲漏水事故。涂膜防水,尤其是選用高彈性的聚胺脂涂膜防水或彈塑性的氯丁膠乳瀝青涂料防水等新材料和新工藝,可以使廁浴間的地面和墻面形成一個封閉的整體防水層,大大提高廁浴間的防水質量。但施工較復雜,成本高,我院開發的摻 U 型膨脹劑 (UEA) 砼結構自防水取得成功后,延伸應用于廁浴間地面防水,在北京、天津、大連、廣州、鄭州等 150 多幢住宅和公共建筑應用,取得令人滿意的效果。

一、 UEA 防水砂漿性能
  
UEA 以適量摻入水泥中可達到補償收縮和抗裂防滲的功能。其基本原理是: UEA 加入到普通水泥和砼中,拌水后生成大量膨脹性結晶水化物一水化硫鋁酸鈣 (C 3 A · 3C a SO 1 32H 2 O ,即鈣礬石 ) ,使砼產生適度膨脹。在鋼筋和鄰位 ( 包括基面 ) 的約束下,它產生的膨脹能轉變為壓應力,這一壓應力可大致抵消砼、砂漿干縮時產生的拉應力,從而防止或減少混凝土、砂漿收縮開裂,并命名砼致密化,提高抗裂性。同時,在外部限制條件下膨脹組分鈣礬石不斷填充水泥砂漿和砼孔隙。我們對廁浴間的不同防水部位,采用不同技術措施,靈活摻入 UEA ,達到不裂不漏的目的。其配合比和性能見表 1 ,表 2 。

UEA 防水砂漿配合比 表 1

防水部位

厚度(㎜)

C+UEA
(㎏ /m 3 )

UEA

配合比

水灰比

稠度(㎝)

C+UEA ( % )

水泥

UEA

防水層

1 5 ~ 20

700

10

0.9

0.10

2.0

0.4 0 ~ 0.45

5 ~ 6

管件接縫

700

15

0.85

0.15

2.0

0.3 0 ~ 0.35

2 ~ 3

 

UEA 防水砂漿性能 表 2

防水層

UEA

灰砂比

水灰比

抗壓強度 (MPa)

膨脹率 (%)

抗滲標號

C+UEA(%)

7d

28d

7d

28d

防水層

10

1:2

0.40

48.2

65.4

0.135

0.146

S 30

管件接縫

15

1:2

0.35

43.2

50.6

0.421

0.593

S 20

二、 UEA 砂漿防水施工

1 、原材料及要求
(1) 水泥: 32.5 級或 42.5 級普通水泥、礦渣水泥
(2)UEA :符合《混凝土膨脹劑》部標 JC476 — 2001
(3) 砂:砂中含泥量小于 3 %
(4) 水:一般能飲用的自來水或天然水

2 、配制
   不同防水部位的砂漿配合比參考表 1 ,人工拌制時,水泥、 UEA 和砂要預先干拌均勻,再加入水拌合。機械拌制時,將水泥、 UEA 和砂干拌到色澤一致時再加水攪拌 1 ~ 2min 。加水量要根據現場材料,氣溫和抹面操作要求進行調整。拌好的 UEA 砂漿要在 2 ~ 3h 內用完。
   樓面基層處理十分重要,它包括基層清理、澆水、補平等工作,須使基層表面保持潮濕。

3 、防水層作法
   基層達到上人強度后,把地面和墻面清掃干凈,澆水充分潤濕,然后按三層抹面作法:第一層摻 6 % UEA 水泥素灰層,厚度 2mm ,素灰初凝后,抹第二層 1 : 2UEA 砂漿層 20mm ,最后再抹光,經硬化 12 ~ 24h ,即澆水養護 3 天。

4 、套管和地漏防水方法
   穿過樓板地面的管件 ( 如套管、地漏等 ) 以及衛生潔具等必須安裝牢固。管件與樓面防水層之間預留 5 ~ 10mm 空隙,清理干凈后,先在空隙表面涂刷 2mm 摻 6 % UEA 素灰一層,稍干后,再填充摻 8 % UEA 砂漿,必須插搗密實,收頭園滑。凝固 12 ~ 24h 后,即可灌水養護 7d ,蓄水試驗并檢查驗收合格后,即可鋪上一層厚度 15 ~ 25mmUEA 水泥砂漿保護層,然后可根據設計要求鋪設陶瓷面磚或馬賽克等飾面層。

圖 1 廁浴間下水管墻面和平面圖

三、技術經濟效果
  
本工法是采用 UEA 剛性砂漿作為防水材料,由于 UEA 砂漿產生適當微膨脹,使防水層不裂不滲,而用大膨脹的 UEA 砂漿填充在管件與樓板,防水層之間的空隙,使之緊密連結、防止了管件滲漏,從而形成整體防水結構,本工法施工簡單可靠,永久防水。

[ 應用實例 8]
UEA 補償收縮砼剛性屋面施工方法

  剛性防水屋面具有施工簡單,造價低和防水耐久性好的優點。但由于普通砼存在收縮開裂往往造成滲漏。針對這一缺點,我們研制成功以摻入 U 型膨脹劑 (UEA) 的補償收縮砼;應用于剛性防水屋面。這一新技術已應用于江蘇、浙江、江西、福建、廣東、廣西、北京、沈陽、烏魯木齊等省市近 2000 萬平方米剛性防水屋面,應用效果良好。經過多年工程實踐和專家論證,補償收縮砼剛性屋面已列入建設部《屋面工程技術規范》 (GB50207 — 94) 。

UEA 補償收縮砼剛性防水屋面有三種構造形式:
1 、現澆鋼筋砼屋面:屋面厚度 8 ~ 10cm ,配以 ф 8 ~ 10cm 雙向鋼筋,這種屋面把結構與防水合一。在砼中摻入 ( 等量取代水泥率 )6 % UEA ,強度等級大于 C25 ,抗滲標號大于 P10 。砼配合比如下: 32.5 水泥 376Kg /m 3 , UEA 24Kg /m 3 ,中砂 692Kg /m 3 , 0.5 ~ 3.2cm 石子 1130Kg /m 3 ,水 190Kg /m ',砼坍落度 4 ~ 6 ㎝ 。該砼屋面 40m 留一伸縮縫,縫中嵌入防水油膏。砼屋面澆筑完后澆水養護 ( 或噴養護劑 ) 不少于 14 天。細部處理見 GB50207 — 94 。
2 、細石砼防水屋面:它作于保溫層和找平層之上,厚度 40mm ,配以 ф 4mm , 15 0 × 150 雙向鋼筋網片。每塊面積約 6 × 6m ,每塊之間的分格縫嵌入防水油膏。這種屋面是以剛性為主,剛柔結合。在砼中摻入 8 % UEA ,強度標號大于 C25 ,抗滲標號大于 P8 。砼配合比如下: 32.5 水泥 350Kg /m 3 , UEA 30Kg /m 3 ,中砂 692Kg /m 3 , 0.52mm 細石 1130kg /m 3 ,水 175Kg /m 3 ,砼坍落度 2 ~ 4cm 。砼屋面澆筑完后,澆水養護 ( 或噴養護劑 ) 不小于 14 天。細部處理見 GB50207 — 94 。
3 、預制防水屋面板:在砼中摻入 6 % UEA 拌制成補償收縮砼,預制成屋面板,可提高板的抗裂防滲性能。預制板之間嵌入防水油膏。細部處理見 50207 — 94 。
UEA 砼屋面,不論何種構造形式,都是以結構防水為主,但考慮溫差變形,在設計上要搞分格或伸縮縫,以柔性縫承擔變形。施工要嚴格,尤其細部處理要認真、細致、養護要嚴。實踐證明,按本施工方法作屋面,可達永久防水,造價低于三氈四油防水屋面,大大減少維修費。根據 ( 屋面工程技術規范 )GB50207 — 94 ,屋面分四個防水等級和設防要求。每一等級設防要求,其中有—層細石防水砼,其他為防水卷材或涂料,形成剛柔結合復合防水屋面。我們認為, UEA 補償收縮砼防水屋面在技術上是成熟的,經濟上是合理的,有著廣泛應用前景。

一、性能和用途:
  
凡要求抗裂、防滲、接縫、填充用砼工程和水泥制品,都可以使用。
   膨脹劑的用量按砼中水泥量的 6 ~ 8 %內摻。按試配比例摻入膨脹劑的砼具有抗裂防滲的優良特性,其抗滲標號比普通砼提高 2 ~ 3 倍,并且含堿最低,對鋼筋無銹蝕,對水質無污染,對強度無影響,使用成本低廉。

二、適用范圍:

l 、地下建筑,如:地鐵,地下停車場、倉庫、隧道、礦井、人防工程、地下人行道、機坑等。
2 、建造水池、游泳池、水塔、大型容器、糧倉等。
3 、自防滲剛性屋面、砂漿防滲層、防潮層、糧倉等。
4 、預制構件、管道接頭、無收縮灌漿材料。
5 、要求抗裂性好,外觀完美的重要建筑物。如:體育看臺,城市雕塑像、紀念碑、博物館、賓館等。
6 、高速路路面、橋梁混凝土層、涵洞、軟路基處理。
7 、建造高強度,高抗滲豎井、大壩回填槽填充混凝土。

三、膨脹劑成分指標( %

品種

LOSS

SiO 2

AL 2 O 3

Fe 2 O 3

CaO

MgO

SO 3

K 2 O

Na 2 O

R 2 O

普通型

2.85

30.25

13.46

1.15

16.98

1.24

29.67

0.16

0.15

0.55

高效型

1.51

23.76

16.52

1.01

27.32

1.19

32.34

0.41

0.1

0.36

四、膨脹劑性能指標符合 JC47 6 — 2001

品種

摻量( % )

凝結時間

限制膨脹率 %

抗壓強度( MPa )

抗折強度( MPa )

初凝≥

終凝≤

水中 7d

空氣 28d

7d

28d

7d

28d

普通型

1 0 ~ 12

1:27

2:10

0.032

0.001

34.7

52.4

5.4

7.2

高效型

6 ~ 8

1:25

2:08

0.038

0.001

40.3

54.6

6.5

7.6

JC476-2001

> 45min

< 10h

≥ 0.025

≥ -0.02

≥ 25

≥ 45

≥ 4.5

≥ 6.5

It can be added to concrete or cement to prevent crack and leakage.
   The dosage ditalant is 6 ~ 8% of the cement. Concrete added with ditalant is 2 ~ 3 grade hiher in preventing crack and leakage than normal concrete. Besides, it has lower basicity, thus reduces rust in steel and pollution in water. It has on influence to the strength of concrete, and has a low cost.

Main Applications
1 、 Under-ground buildings, such as metro, car parking area, store, mining well, aerial defence building, etc.
2 、 Water storage, swimming pool, silo, etc.
3 、 Water-proof roof, water-proof layer, anti-humidity layer, and anti-leakage in bath room.
4 、 Pre-fabricated components, pipe connections. Non-shrink fillinf material.
5 、 Important buildings such as stadium, city statue, monument, museum, hotel, etc.
6 、 High way, bridge, tunnel, road foundation.
7 、 High strength anti-leakage well, dam, etc.

Table2, Content of Hengtai Ditalant(%)

Type

LOSS

SiO 2

AL 2 O 3

Fe 2 O 3

CaO

MgO

SO 3

K 2 O

Na 2 O

R 2 O

Standard

2.85

30.25

13.46

1.15

16.98

1.24

29.67

0.16

0.15

0.55

High Grade

1.51

23.76

16.52

1.01

27.32

1.19

32.34

0.41

0.1

0.36

Table3, Specification of Hengtai Ditalant(%)

Type

Dosage
( % )

Coagulation Time

Dilatability%

Compression Resistance
( MPa )

Bend Resistance
(MPa)

初凝≥

終凝≤

水中 7d

空氣 28d

7d

28d

7d

28d

Standard

1 0 ~ 12

1:27

2:10

0.032

0.001

34.7

52.4

5.4

7.2

High Grade

6 ~ 8

1:25

2:08

0.038

0.001

40.3

54.6

6.5

7.6

JC476-2001

> 45min

< 10h

≥ 0.025

≥ -0.02

≥ 25

≥ 45

≥ 4.5

≥ 6.5


混凝土膨脹劑 JC47 6 2001

1 范圍
  
本標準規定了混凝土膨脹劑的定義、技術要求、試驗方法、檢驗規則及包裝、標志、運輸和貯存。
   本標準適用于硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣 - 氧化鈣類與氧化鈣類粉狀混凝土膨脹劑。

2 引用標準
  
下列標準所包含的條文,通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時,
   所示版本均為有效。所有標準都會被修訂,使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。
GB/T176 — 1996 水泥化學分析方法 (eqv ISO680 : 1990)
GB/T1345 — 1991 水泥細度檢驗方法 (80μm 篩篩析法 )
GB/T1346 — 1989 水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法 (neq ISO/DIS 9597)
GB4357 — 1989 碳素彈簧鋼絲
GB/T 8074 — 1987 水泥比表面積測定方法 ( 勃氏法 )
GB 8076 — 1997 混凝土外加劑
GB/T12573 — 1990 水泥取樣方法
GB/T17671 — 1999 水泥膠砂強度檢驗方法 (ISO 法 )
JC/T420 — 1991 水泥原料中氯的化學分析方法
JC477 — 1992(1996) 噴射混凝土用速凝劑
JGJ63 — 1989 混凝土拌合用水標準

3 定義
  
混凝土膨脹劑是指與水泥、水拌合后經水化反應生成鈣礬石、鈣礬石和氫氧化鈣或氫氧化鈣,使混凝土產生膨脹的外加劑。

4 分類
  
混凝土膨脹劑分為三類。

4 . 1 硫鋁酸鈣類混凝土膨脹劑
   是指與水泥、水拌合后經水化反應生成鈣礬石的混凝土膨脹劑。

4 . 2 硫鋁酸鈣一氧化鈣類混凝土膨脹劑
   是指與水泥、水拌合后經水化反應生成鈣礬石和氫氧化鈣的混凝土膨脹劑。

4 . 3 氧化鈣類混凝土膨脹劑
   是指與水泥、水拌合后經水化反應生成氫氧化鈣的混凝土膨脹劑。

5 技術要求
  
混凝土膨脹劑性能指標應符合表 1 規定。

表 1 混凝土膨脹劑性能指標

項目

指標值

化學成分

氧化鎂 % ≤

50

含水率 % ≤

3.0

總堿量 % ≤

0.75

氯離子 % ≤

0.05

物理性能

細度

比表面積㎡ / ㎏ ≥

250

0.0 8 ㎜篩篩余 % ≤

12

1.2 5 ㎜篩篩余 % ≤

0.5

凝結時間

初凝 min ≥

45

終凝 h ≤

10

限制膨脹率 %

水中

7d ≥

0.025

28d ≤

0.10

空氣中

21d ≥

-0.020

抗壓強度 MPa ≥

7d

25.0

28d

45.0

抗折強度 MPa ≥

7d

4.5

28d

6.5

注:細度用比表面積和 1.25mm 篩篩余或 0.08mm 篩篩余和 1.2 5 ㎜ 篩篩余表示,仲裁檢驗用比表面積和 1.25mm 篩篩余。

6 試驗方法
6 . 1 .化學成分
6 . 1 . 1 氧化鎂、總堿量
   按 GB/T176 進行。
6 . 1 . 2 含水率
   按 JC477 進行。
6 . 1 . 3 氯離子
   按 JC/T420 進行。

6 . 2 物理性能
6 . 2 . 1 試驗材料
6 . 2 . 1 . 1 水泥
   采用 GB 8076 規定的基準水泥。
6 . 2 . 1 . 2 標準砂
   符合 GB/T17671 要求。
6 . 2 . 1 . 3 水
   符合 JCJ63 要求。
6 . 2 . 2 細度
   比表面積測定按 GB/T 8074 的規定進行。 0.08mm 篩篩余測定按 GB/T 1345 的規定進行。 1.25mm 篩篩余測定參照 GB/T1345 中干篩法進行。
6 . 2 . 3 凝結時間
   按 GB/T1346 進行。
6 . 2 . 4 限制膨脹率
   按本標準附錄 A 進行。
6 . 2 . 5 抗壓強度與抗折強度
   按 GB/T17671 進行。
   每成型三條試體需稱量的材料及用量如表 2 。

表 2 抗壓強度和抗折強度材料用量表

材料

代號

用量

水泥 g

C

396

膨脹劑 g

E

54

標準砂 g

S

1350

拌合水 g

W

225

注: 1 .

E

= 0.12

S

=3.0

W

=0.50

C + E

C + E

C + E

2 .混凝土膨脹劑檢驗時的最大摻量為 12 %,但允許小于 12 %。生產廠在產品說明書中,應對檢驗限制膨脹率,抗壓強度和抗折強度規定一定的摻量。

7 檢驗規則
7 . 1 編號及取樣
   膨脹劑出廠前按同品種編號和取樣。袋裝和散裝膨脹劑應分別進行編號、取樣。每一編號為一取樣單位,膨脹劑出廠編號按生產能力規定:
   日產量超過 200t 時,以不超過 200t 為一編號,不足 200t 時,應以不超過日產量為一編號。
   每一編號為一取樣單位,取樣方法按 GB/T12573 進行。取樣應具有代表性,可連續取,也可從 20 個以上不同部位取等量樣品,總量不小于 10kg 。

7 . 2 試樣及留樣
   每一編號取得的試樣應充分混勻,分為兩等份:一份由生產廠按本標準第 6 章規定的方法進行出廠檢驗,一份從產品出廠之日起密封保存 3 個月,供作仲裁檢驗時使用。

7 . 3 檢驗分類
7 . 3 . 1 出廠檢驗
   每一編號混凝土膨脹劑,應檢驗下列項目:細度、凝結時間、水中 7d 的限制膨脹率、抗壓強度和抗折強度。

7 . 3 . 2 型式檢驗
   型式檢驗項目包括表 1 性能指標。有下列情況之一者,應進行型式檢驗:
  a) 正常生產時,每半年至少進行一次檢驗;
  b) 新產品或老產品轉廠生產的試制定型鑒定;
   c) 正式生產后,如材料、工藝有較大改變,可能影響產品性能時;
   d) 產品長期停產后,恢復生產時;
   e) 出廠檢驗結果與上次型式檢驗有較大差異時;
   f) 國家質量監督機構提出進行型式檢驗要求時。

7 . 4 判定規則
   經檢驗,產品各項性能均符合表 1 規定指標,判為合格品;若有一項指標不符合本標準要求時,則判為不合格品,不合格品不得出廠。

7 . 5 試驗報告
   試驗報告內容應包括本標準出廠檢驗與型式檢驗項目。生產廠應在產品發出之日起 12d 內寄發出廠檢驗報告和型式檢驗報告; 28d 強度數值,應在產品發出之日起 32d 內補報。

7 . 6 仲裁檢驗
   若用戶對產品質量提出疑問,用生產廠同一編號的封存樣交由國家指定的省級以上質量監督檢驗機構進行仲裁檢驗。如用戶要求現場取樣,由用戶和生產單位人員協商于現場共同取樣。

8 包裝、標志、運輸與貯存
8 . 1 包裝
   產品可以袋裝或散裝。袋裝時須用防潮的包裝袋。袋裝產品每袋凈含量 50kg ,且不得少于標志含量的 98 %。隨機抽取 20 袋,產品總凈含量不得少于 1000kg 。其他包裝形式由供需方協商確定。

8 . 2 標志
   包裝袋上應清楚標明:產品名稱、執行標準、類別、編號、生產日期、凈含量、生產廠名及嚴防受潮等字樣。
   散裝時應提交與袋裝標志相同內容的卡片。

8 . 3 運輸與儲存
   產品在運輸與貯存時,不得受潮和混入雜物,不同種類的產品應分別貯存,不得混雜。
   產品自生產日期起計算,在符合標準的包裝、運輸、貯存的條件下貯存期為 6 個月,過期應重新進行物理性能檢驗。

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