混凝土結(jié)構(gòu)裂縫原因及控制措施目錄TOC\o"1-3"\h\u93771建筑混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)概念概述 1211341.1混凝土結(jié)構(gòu)概述 136301.1.1混凝土結(jié)構(gòu) 1217061.1.2混凝土結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度等級(jí) 1305771.2混凝土材料 1172091.2.1水泥 1161571.2.2骨料 2323621.2.3外加劑和礦物摻合料 2300841.3環(huán)境對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響 2182801.3.1環(huán)境溫度 2270331.3.2環(huán)境相對(duì)濕度 2171781.3.3氯鹽 280081.3.4硫酸鹽 355991.4混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的概念與裂縫控制的定義 32951.2.1混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的概念 3166031.2.2混凝土結(jié)構(gòu)裂縫破壞的機(jī)理 3289381.2.3混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的常見形式 3304091.2.4裂縫控制的定義 4138422混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的危害 431602.1結(jié)構(gòu)承載力 4317682.2耐久性的影響 421282.3影響結(jié)構(gòu)封閉性 5306412.4對(duì)建筑物使用功能的影響 5148763混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因 569463.1材料質(zhì)量 5126523.2地基變形 5276283.2施工技術(shù) 520513.4結(jié)構(gòu)荷載 6178944XX地鐵工程抗裂混凝土技術(shù)研究與應(yīng)用 6140724.1項(xiàng)目概況 6327654.2試驗(yàn)研究 7150864.2.1混凝土原材料 7184454.2.2混凝土配合比及其主要性能 999955結(jié)束語 1130324參考文獻(xiàn) 12混凝土是最重要的建筑材料之一。它是一種人造石頭，由含有水泥的材料、粒狀添加劑（也稱為添加劑）、水和適當(dāng)?shù)奶砑踊旌衔镆约熬鶆驍嚢?、壓?shí)、成型的混合物制成，由于原材料豐富、價(jià)格低廉、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、耐壓性高、耐久性好等特點(diǎn)，混凝土材料得到了廣泛的應(yīng)用?；炷潦┕ひ惨殉蔀橥顿Y項(xiàng)目中最常用的施工形式之一?；炷敛粌H用于各種深海建筑，還用于造船、工程和海洋開發(fā)。混凝土也是地?zé)岷推渌I(lǐng)域的重要材料。增強(qiáng)型混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)合了混凝土材料和鋼材的優(yōu)點(diǎn)，從1998年到2010年，世界水泥、鋼鐵和二氧化碳年產(chǎn)量的比例逐年上升，特別是鋼鐵年產(chǎn)量，2009年世界水泥和鋼鐵年產(chǎn)量約為1998年的3倍和1.6倍，而從1998年到2010年，全球二氧化碳排放量呈拋物線變化，從以上分析可以看出，中國(guó)建筑業(yè)投資增長(zhǎng)速度快于世界，環(huán)境負(fù)擔(dān)隨著大量資源和能源的消耗而增加。1建筑混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)概念概述1.1混凝土結(jié)構(gòu)概述1.1.1混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)是一種具有優(yōu)良耐久性的結(jié)構(gòu)體系。然而，由于混凝土的非均質(zhì)性和抗拉強(qiáng)度低，加之混凝土的收縮、膨脹、徐變等特性，在現(xiàn)場(chǎng)施工中，由于準(zhǔn)備不足，混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)裂縫。由于使用不當(dāng)或嚴(yán)格控制施工過程，損壞結(jié)構(gòu)，妨礙建筑物正常使用，某些裂縫可能造成結(jié)構(gòu)危害，最嚴(yán)重的可能導(dǎo)致建筑物倒塌和損壞。1.1.2混凝土結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度等級(jí)在水平工程結(jié)構(gòu)中（如梁、板、墻等），最好采用中下級(jí)混凝土強(qiáng)度等級(jí)（C25-C35），后期強(qiáng)度為R60。由于混凝土的快速發(fā)展，對(duì)其操作性和流動(dòng)性提出了要求。水灰比例和崩塌度增加，水泥用量、水泥顯示量、水少變化促進(jìn)劑等外協(xié)劑的增加，采用混凝土收縮和混凝土對(duì)氫化熱的影響較早的成品工程結(jié)構(gòu)和中低強(qiáng)度的低等級(jí)混凝土延長(zhǎng)收縮時(shí)間。這些被很多人驗(yàn)證了。延展性決定了控制混凝土內(nèi)部阻力的間隙。水泥用量過多，標(biāo)簽過大，耐壓性顯著提高，但對(duì)延展性沒有太大影響。1.2混凝土材料1.2.1水泥混凝土的質(zhì)量驗(yàn)收習(xí)慣是以強(qiáng)度為單一指標(biāo)，提高水泥強(qiáng)度。特別是初期強(qiáng)度在水泥行業(yè)主要是增加成熟劑C3S和C3A的含量，增加水泥面積的措施。但是，C3S含量過高的話，水泥的漿糊化所導(dǎo)致的氫氧化鈣也會(huì)增加，后期紙漿強(qiáng)度會(huì)下降。水泥顆粒的過度細(xì)化導(dǎo)致泥硬化后孔結(jié)構(gòu)的變化，加劇了混凝土孔的凝固，對(duì)水泥混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性有很大影響。1.2.2骨料在混凝土原料中，人們長(zhǎng)期只注重水泥質(zhì)量而忽略了礫石的質(zhì)量，導(dǎo)致實(shí)際混凝土礫石一般難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)分級(jí)，依靠增加減水劑用量滿足混合工作這不僅增加了成本，而且降低了混凝土彈性模塊量，增加了收縮。如果集材表面附著有害雜質(zhì)，會(huì)阻礙水泥和骨料之間的界面粘結(jié)，影響混凝土強(qiáng)度。另外，為了避免堿簇反應(yīng)，需要控制聚類堿活性指數(shù)。1.2.3外加劑和礦物摻合料在將外協(xié)劑混入混凝土中時(shí)，必須滿足相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。否則，混凝土的耐久性很容易發(fā)生問題。例如，加入引氣劑可以提高混凝土的抗?jié)B透性，但用量適當(dāng)。使用量太小，混凝土太少，提高耐久性的作用太少。含量過多的話，混凝土的強(qiáng)度反而會(huì)下降，影響耐久性。近年來，隨著混凝土外協(xié)的研究的深入，混凝土和混凝土的兼容性使得混凝土的耐久性越來越受到重視。外協(xié)劑一般對(duì)混凝土性能起到積極作用，不僅可以節(jié)約水泥，更重要的是改善橡膠冷凝材料的成分，降低混凝土的空隙率。特別是活性摻雜劑含有很多活性氧化硅，與氫氧化鈣和高堿硅酸鈣水合物反應(yīng)生成強(qiáng)度和穩(wěn)定性較高的堿硅酸鈣水合物。1.3環(huán)境對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響影響環(huán)境的具體結(jié)構(gòu)，包括環(huán)境氣候條件和環(huán)境介質(zhì)，環(huán)境介質(zhì)里包括氯化物、硫酸鹽等，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性應(yīng)考慮這兩種類型。1.3.1環(huán)境溫度大氣環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)通常受碳化影響較大，溫度對(duì)碳化過程影響較大。在相同的CO2濃度和相對(duì)濕度條件下，隨著溫度的升高，CO2的擴(kuò)散速度加快，混凝土的碳化過程也隨之加速。溫度越低，發(fā)生凍融循環(huán)，同時(shí)在混凝土凍融循環(huán)的結(jié)構(gòu)中發(fā)生越多，對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞就越大。沿海地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)主要受氯離子侵蝕破壞，高溫可提高氯離子擴(kuò)散能力。BaCCay和Otsuki的研究證實(shí)，鋼筋腐蝕速率的自然對(duì)數(shù)與絕對(duì)溫度的倒數(shù)線性相關(guān)。1.3.2環(huán)境相對(duì)濕度環(huán)境濕度對(duì)混凝土碳化有重要影響。一方面，CO2的擴(kuò)散速率受含水量的影響。在硫酸鹽侵蝕環(huán)境中，混凝土膨脹的干濕循環(huán)形成的結(jié)晶裂縫加速了硫酸鹽侵蝕。1.3.3氯鹽氯離子侵蝕腐蝕是海上混凝土結(jié)構(gòu)破壞的主要原因。混凝土屬于高堿環(huán)境。只有氯離子達(dá)到一定濃度的話腐蝕就會(huì)變強(qiáng)。相關(guān)研究表明，當(dāng)與Cl-OH-的比率大于0.61時(shí)，鋼材開始腐蝕，并確定臨界值。因此，混凝土外部環(huán)境中氯離子的含量必須盡量減少。1.3.4硫酸鹽硫酸鹽浸入混凝土中，形成石膏、鈣、氧化鋁等膨脹性物質(zhì)膨脹產(chǎn)生的裂縫，同時(shí)有助于含有侵蝕性離子的水分滲透，進(jìn)而加速混凝土的變質(zhì)。另一方面，也可以溶解或分解硬化水泥石CH、C-S-H等成分，造成混凝土強(qiáng)度和粘合性能的損失。1.4混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的概念與裂縫控制的定義1.4.1混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的概念混凝土工程中的裂縫是普遍存在的問題。在工程領(lǐng)域有一些裂縫可能危及結(jié)構(gòu)的安全。結(jié)構(gòu)的損傷常常從間隙開始。被稱為結(jié)構(gòu)破壞預(yù)兆的混凝土間隙，主要是負(fù)荷造成的間隙。由于變形引起的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫降低了混凝土的強(qiáng)度，損害了鋼筋的銹蝕、結(jié)構(gòu)的耐久性，保護(hù)面掉落，結(jié)構(gòu)縮小，是使用市場(chǎng)的罪魁禍?zhǔn)?。另外，由于結(jié)合作用、膨脹反應(yīng)、凍結(jié)融化的間隙等原因，這些沉重的混凝土結(jié)構(gòu)的縫隙不僅影響美觀，還給人們帶來巨大的心理壓力，對(duì)整個(gè)建筑的美觀產(chǎn)生了巨大的影響。裂縫產(chǎn)生的原因是在微觀和宏觀方面有一定的復(fù)雜度，同時(shí)也有相當(dāng)大的動(dòng)態(tài)變化性，混凝土的間隙作為不能倒塌的工程技術(shù)專家的技術(shù)難點(diǎn)時(shí)日已久。1.4.2混凝土結(jié)構(gòu)裂縫破壞的機(jī)理混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫寬度超過規(guī)定值，深度和長(zhǎng)度就足夠大，破壞了鋼筋保護(hù)層，最終導(dǎo)致鋼筋腐蝕，一旦發(fā)生鋼筋生銹，體積進(jìn)一步擴(kuò)大，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫擴(kuò)大，最終形成惡性循環(huán)。鋼筋加冕除影響鋼筋和混凝土的連接外，還會(huì)減小鋼筋的受拉面積，特別是相對(duì)表面積大、截面積小的高強(qiáng)度鋼絲，如果混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫不能長(zhǎng)期有效處理，混凝土構(gòu)件的承載能力將逐漸喪失，一些腐蝕性介質(zhì)如氯化物和硫酸鹽將進(jìn)入混凝土，使混凝土的抗凍性大大降低，供水問題將變得十分突出，最終將對(duì)整個(gè)建筑的耐久性產(chǎn)生重要影響。1.4.3混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的常見形式混凝土結(jié)構(gòu)在發(fā)生部位的裂縫一般分為以下幾種形式：45°C角裂縫（最常見于內(nèi)外墻樓板的四個(gè)角），線管布置裂縫（通常通過連接器造成較大危險(xiǎn)），樓板表面出現(xiàn)裂縫，平行于地板兩側(cè)的裂縫。此外，不規(guī)則樓板在陰陽角和鋼筋混凝土樓板的鋼筋方向都有裂縫。由于裂縫的原因，可分為結(jié)構(gòu)、收縮、溫度和結(jié)構(gòu)四類。根據(jù)裂縫的發(fā)生時(shí)間，分為早期、中期、后期三種。收縮裂縫是早期最常見的。這種裂縫多發(fā)生在結(jié)構(gòu)構(gòu)件鋪設(shè)后3-4周內(nèi)。典型的中間裂縫是結(jié)構(gòu)的裂縫。裂縫通常需要半年后才能形成結(jié)構(gòu)。溫度的裂縫、結(jié)構(gòu)的裂縫是后期的裂縫，一般在結(jié)構(gòu)的構(gòu)件建成后會(huì)發(fā)生1-2年。由于泵送商品混凝土應(yīng)用廣泛，在混凝土初凝階段常出現(xiàn)板坯裂縫。焊縫寬度通常在1毫米左右，從上到下的通道。完全是由于商品混凝土生產(chǎn)過程中添加劑和水粉過多使用所致。這主要是由于比例過高、維修措施不正常等原因。還有收縮裂縫和結(jié)構(gòu)裂縫，在結(jié)構(gòu)構(gòu)件沒有外部荷載的情況下發(fā)生，一年多不發(fā)育。在實(shí)踐中，大多數(shù)裂縫不能明確分類，它們的出現(xiàn)可能是一個(gè)或多個(gè)影響因素的結(jié)果。1.4.4裂縫控制的定義混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是一般技術(shù)問題，結(jié)構(gòu)的破壞和崩潰常常是由于裂縫。大地震在道路和建筑物中有各種各樣的裂縫。這就是為什么人們經(jīng)常感到害怕破壞裂縫。事實(shí)上，結(jié)構(gòu)的破壞首先是裂縫的發(fā)展。結(jié)構(gòu)中的間隙將導(dǎo)致泄漏和耐久性損失，例如保護(hù)層的情況、鋼筋的腐蝕、混凝土的氧化等。因此，一般做法、許多檢查規(guī)則和許多施工現(xiàn)場(chǎng)不得在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生裂縫。然而，通過仔細(xì)觀察和研究或許多技術(shù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)代科學(xué)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中仍然會(huì)有裂縫。人們可以了解原材料中裂紋的性質(zhì)。雖然裂縫是結(jié)構(gòu)的一些弱點(diǎn)，但物理力學(xué)表明，沒有壞處的裂縫也是合理的，不需要為非常規(guī)的裂縫支付巨大的費(fèi)用。對(duì)混凝土縫隙的要求太多。將縫隙控制在安全區(qū)域是科學(xué)的。2混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的危害2.1結(jié)構(gòu)承載力混凝土結(jié)構(gòu)破裂后，拉伸區(qū)的混凝土將從加工零件中拔出，并從鋼材中拔出。同時(shí)，混凝土的斷裂降低了剛度和抗剪強(qiáng)度，降低了其承載力，影響了其正常使用。2.2耐久性的影響一旦混凝土混合材料出現(xiàn)的裂痕并不寬的時(shí)候，一般是不會(huì)影響其負(fù)載能力和具體使用的?？墒牵霈F(xiàn)裂痕的混凝土復(fù)合材料滲透特性會(huì)有所增強(qiáng)，使得部分有危害的東西滲入到混凝土復(fù)合材料之中，對(duì)于鋼筋造成極大的腐蝕和加速混凝土的碳化反應(yīng)，最終使得混凝土復(fù)合材料結(jié)構(gòu)耐久性降低許多。2.3影響結(jié)構(gòu)封閉性對(duì)幾個(gè)混凝土有封閉的要求。例如，水利建筑、核電站、疫苗訓(xùn)練現(xiàn)場(chǎng)等，需要更好的密封?；炷疗扑楹螅芊獠涣?，結(jié)構(gòu)不能正常使用，嚴(yán)重影響生命財(cái)產(chǎn)安全。2.4對(duì)建筑物使用功能的影響裂縫的產(chǎn)生對(duì)某些建筑物的正常功造成影響，影響裂縫滲水后的使用，如游泳池，水塔等結(jié)構(gòu)物有不利影響；對(duì)于一些建筑物要求密閉的場(chǎng)合，如核電站等建筑物出現(xiàn)裂縫時(shí)，會(huì)導(dǎo)致密閉使用的減少，甚至威脅到人們的生命安全。除上述主要危害外，在寒冷地區(qū)的冬季，一旦水滲入裂縫，混凝土復(fù)合材料就會(huì)發(fā)生凍脹，導(dǎo)致混凝土基本結(jié)構(gòu)受損?；炷翗?gòu)件在加載過程中會(huì)產(chǎn)生許多微裂縫。這些裂紋不影響軸承的結(jié)構(gòu)和正常使用，因此很難發(fā)現(xiàn)。但是已經(jīng)很久了。這些裂縫將導(dǎo)致混凝土的結(jié)構(gòu)疲勞。最后，混凝土結(jié)構(gòu)的破壞也可能導(dǎo)致有機(jī)結(jié)構(gòu)的審美和心理不安全。3混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因混凝土是拉伸能力低的脆性施工材料，在一般的工業(yè)建筑改造項(xiàng)目中，施工部門將應(yīng)用于施工階段及后續(xù)項(xiàng)目。建筑物本身的溫度發(fā)生了很大的變化，地基不均勻下沉，發(fā)生軋制振動(dòng)的話，會(huì)產(chǎn)生裂縫問題。近年來，中國(guó)的建筑技術(shù)、建筑材料、施工技術(shù)、試驗(yàn)測(cè)量措施全面發(fā)展，更注重混凝土的物理性能和化學(xué)性能的優(yōu)化。例如，由于“AAR”的堿骨材反應(yīng)和化學(xué)介質(zhì)的侵蝕作用，混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)早期產(chǎn)生裂縫，混凝土本身的強(qiáng)度值會(huì)下降。3.1材料質(zhì)量工業(yè)混凝土結(jié)構(gòu)中選用的低質(zhì)量水泥和砂巖將導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。這種建筑原料質(zhì)量不理想，難以保證工程質(zhì)量。因此，建筑服務(wù)部門必須控制建材質(zhì)量，控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，提高工程施工質(zhì)量。3.2地基變形在混凝土結(jié)構(gòu)的工業(yè)施工中，非均勻沉降是造成混凝土結(jié)構(gòu)斷裂的主要原因。特別是裂縫的形狀、大小和方向?qū)鬃冃斡泻艽蟮挠绊?其中，導(dǎo)致開裂的地基變形應(yīng)力相對(duì)較高，導(dǎo)致裂縫大多是貫穿的。3.2施工技術(shù)在施工技術(shù)上，許多環(huán)節(jié)的操作也能對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)施工的裂縫產(chǎn)生很大的影響。其中水泥石、水分蒸發(fā)快、混凝土干燥是誘導(dǎo)混凝土發(fā)生的重要原因?；炷两ㄖ牧蠈儆谌祟愒煨突旌喜牧?，其綜合質(zhì)量是混凝土施工后均勻性和總密度的重要標(biāo)志。因?yàn)榛炷猎诨旌献鳂I(yè)中，運(yùn)輸聯(lián)動(dòng)、鑄造施工、振動(dòng)密封等所有工序都很重要，以及結(jié)構(gòu)裂縫刺激了重要的原因.其中，模板整體結(jié)構(gòu)不合理，造成砂漿滲漏、支承剛度不足、模壓變形等。施工階段由于鋼筋表面污染程度不同，混凝土保護(hù)較少，在鋪設(shè)過程中與鋼筋發(fā)生碰撞時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂縫?；炷琉B(yǎng)護(hù)工作與裂縫的形成和拉伸密切相關(guān)，其中早期養(yǎng)護(hù)具有重要意義，早期保持表層高溫會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫度較高，并引起裂縫。3.4結(jié)構(gòu)荷載裂縫大多是由于結(jié)構(gòu)荷載引起的，無論是在施工過程中還是在隨后的工程應(yīng)用中都可能發(fā)生。如早期施工過程中振動(dòng)高、模型拆卸時(shí)間不合理、模型運(yùn)行不規(guī)則、構(gòu)件任意堆放等，懸掛點(diǎn)在鋪設(shè)過程中的位置、過載施工、拉伸應(yīng)力等都會(huì)引起裂縫。從工業(yè)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)狀看，在混凝土板、混凝土梁等彎曲結(jié)構(gòu)中，負(fù)載中會(huì)出現(xiàn)各種形狀的裂縫。普通混凝土結(jié)構(gòu)承受了30%至40%的設(shè)計(jì)載荷，形成了無法通過肉眼觀察到的裂縫。在大多數(shù)情況下，它們的結(jié)構(gòu)在斷裂時(shí)的極限荷載是設(shè)計(jì)荷載的1.5倍。在正常條件下，施工過程中的混凝土結(jié)構(gòu)可采用無害裂縫施工，符合混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范，合理設(shè)定最大裂紋寬度，主要為0.2-0.3毫米.部分施工裂縫超過規(guī)定值或部分不允許結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，或者一些不允許開裂的構(gòu)件出現(xiàn)裂紋是有害的，施工部門必須進(jìn)行深入分析，進(jìn)行針對(duì)性處理。4XX地鐵工程抗裂混凝土技術(shù)研究與應(yīng)用4.1項(xiàng)目概況XX地鐵1號(hào)線巨康路站位于新開北路與規(guī)劃中的恒逸路交叉口。沿新開北路南北方向鋪設(shè)。為地下二層島式站臺(tái)。車站凈長(zhǎng)291.5m，凈寬18.30~29.75m，標(biāo)準(zhǔn)斷面基坑開挖深度16.65~18.78m，南、北端井開挖深度20.78m、18.31m分別。總體布局如圖1所示。圖1居康路站根據(jù)現(xiàn)行工程實(shí)踐，地下混凝土結(jié)構(gòu)斷層較為普遍，而施工期裂縫占裂縫總數(shù)的80%以上.地鐵工程亦是如此，特別是地下車站的基本結(jié)構(gòu)受大截面、體積大等因素影響，超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)形式和施工工藝，與車站輔助結(jié)構(gòu)、區(qū)間隧道二次襯砌（厚度、分段長(zhǎng)度、截面尺寸等大大小于基站的基本結(jié)構(gòu)），混凝土在施工階段由于溫度的原因較輕，由于這類因素的綜合作用，作為一種收縮和約束，形成了一種危險(xiǎn)的裂縫。這些裂縫通常短期內(nèi)不影響結(jié)構(gòu)承載力,但長(zhǎng)期來看,會(huì)加速地下水和有害介質(zhì)的侵入,影響結(jié)構(gòu)使用功能的同時(shí),增加鋼筋銹蝕風(fēng)險(xiǎn),降低結(jié)構(gòu)耐久性和使用壽命,造成嚴(yán)重的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益損失。有鑒于此,XX地鐵工程從建設(shè)伊始,就非常注重地下車站主體結(jié)構(gòu)的抗裂防滲。在吸收近年來大量研究成果與工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從材料及施工工藝角度提出了一系列措施,尤其是應(yīng)用溫度場(chǎng)與膨脹歷程雙重調(diào)控技術(shù)制備抗裂混凝土,可有效降低實(shí)體結(jié)構(gòu)溫升與溫降收縮、自收縮,從而顯著提升其抗裂性能。該技術(shù)首先在1號(hào)線居康路站進(jìn)行了試點(diǎn)應(yīng)用,取得了良好效果,對(duì)后續(xù)XX地鐵工程建設(shè)具有重要的借鑒意義。4.2試驗(yàn)研究4.2.1混凝土原材料該水泥由海螺P·II52.5硅酸鹽水泥制成，其主要性能如表1所示，符合GB175-2007普通硅酸鹽水泥的要求；使用第二類華能發(fā)電廠F類粉末灰的灰符合表2所列GB/T1596-2017的相關(guān)要求；粉末礦石適用于沙鋼C95級(jí)粉末，其主要性能如表3所示，符合GB/T18046-2017“水泥和混凝土高爐顆粒渣”要求；甘津用砂，薄模量2.8，表觀密度2640kg/m3，含2.4%，粘土含量0.7%，符合GB/T14684-2011“建筑砂”要求；雙級(jí)礫石5~10mm和10~31.5mm石灰石碎石，表觀密度2760kg/m3，填充率45%，為滿足GB/T14685-2011“建筑石”的相關(guān)規(guī)定；揚(yáng)水機(jī)采用江蘇蘇博新材料有限公司生產(chǎn)的PCA-I聚碳酸酯高性能防水材料，降水率22%，收縮率28D約94%，符合GB8076-2008《混凝土添加劑》、GB50119-2013《混凝土添加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》及相關(guān)環(huán)保法規(guī)。表1試驗(yàn)用水泥性能指標(biāo)表現(xiàn)密度/（g·cm-3）比表面積/（m2·kg-1）標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量/%凝結(jié)時(shí)間/min抗壓強(qiáng)度/MPa抗折強(qiáng)度/MPa初凝終凝3d28d3d28d3.1236520.216125531.457.74.98.0表2試驗(yàn)用粉煤灰性能指標(biāo)細(xì)度(45um方孔篩篩余)/%燒失量/%SO3含量/%需水量比/%游離氧化鈣/%表觀密度/(g·cm-3)強(qiáng)度活性指數(shù)/%12.34.821.031010.422.2879表3試驗(yàn)用礦粉性能指標(biāo)表觀密度/（g·cm-3）比表面積/(m2·kg-1)活性指數(shù)/%流動(dòng)度比/%初凝時(shí)間比/%SO3含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%7d28d2.8541472101971722.05既有工程調(diào)研結(jié)果表明,由于外約束較強(qiáng),地鐵車站主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻、頂板早期收縮開裂情況遠(yuǎn)多于底板,因此在本工程地下車站開裂風(fēng)險(xiǎn)較高的側(cè)墻、頂板結(jié)構(gòu)中應(yīng)用了水泥水化放熱調(diào)控及復(fù)合膨脹補(bǔ)償收縮技術(shù),其中水泥水化放熱調(diào)控技術(shù)在放熱總量不變的情況下,通過減小水泥水化放熱速率,以降低一定散熱條件下結(jié)構(gòu)混凝土的溫度峰值,達(dá)到溫峰所用的時(shí)間延長(zhǎng),溫峰后的溫降速率也同樣變慢;復(fù)合膨脹技術(shù)通過將氧化鈣、氧化鎂等不同膨脹特性的材料有機(jī)組合,匹配實(shí)體結(jié)構(gòu)混凝土水化、溫度與變形歷程,降低混凝土收縮變形及其引起的拉應(yīng)力與開裂風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)踐證明,這一雙重調(diào)控技術(shù)可有效控制超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)混凝土早期收縮開裂,基于該技術(shù)思路制備的混凝土抗裂劑主要性能指標(biāo)及其測(cè)試方法如表4所示。表4混凝土抗裂劑性能指標(biāo)及其測(cè)試方法項(xiàng)目細(xì)度1.18mm篩篩余/%抗壓強(qiáng)度/MPa限制膨脹率/%初凝后水泥水化放熱量比/%7d28d水中7d空中21d60℃水中28d與3d差值24h7d性能指標(biāo)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)≤0.5≥22.5≥42.5≥0.0.5≥0≥0.020≤50≥85GB/T1345GB/T17671GB23439GB/T129594.2.2混凝土配合比及其主要性能XX軌道交通1號(hào)線居康路站主體結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C35P8,在優(yōu)選原材料基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)工程使用的混凝土配合比。大量研究結(jié)果表明,少量礦粉的摻入不降低水泥早期水化放熱速率和放熱總量,且會(huì)增大混凝土自收縮。因此,綜合考慮技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益,對(duì)于開裂風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低的地鐵車站主體結(jié)構(gòu)底板混凝土,雙摻了15%的礦粉和21%的粉煤灰,不摻入混凝土抗裂劑;對(duì)于開裂風(fēng)險(xiǎn)較高的側(cè)墻和頂板結(jié)構(gòu)混凝土,則在單摻28%的粉煤灰同時(shí),摻入了8%的混凝土抗裂劑,最終得到的地下車站主體結(jié)構(gòu)底板、側(cè)墻和頂板混凝土配合比如表5所示。表5地下車站主體結(jié)構(gòu)混凝土試驗(yàn)配合比部位水水泥粉煤灰礦粉砂石子混凝土抗裂劑減水劑5-10mm10-31.5mm底板156250825872976532805.85側(cè)墻、頂板1562501090729765328315.85采用如表5所示的配合比,試驗(yàn)研究了地下車站主體結(jié)構(gòu)底板、側(cè)墻和頂板混凝土的早期絕熱溫升和自生體積變形,試驗(yàn)結(jié)果如圖2和圖3所示。由圖1可見,側(cè)墻、頂板混凝土的7d絕熱溫升值約44.2℃,較底板混凝土降低了約3.8℃,且前者早期溫升速率同樣得到了顯著抑制,1d絕熱溫升值只有約21.9℃,占7d值比例不足50%,可充分利用實(shí)體結(jié)構(gòu)散熱條件,降低其早期溫升與溫度峰值。由圖2可見,采用GB/T50082—2009中的非接觸法進(jìn)行測(cè)試,側(cè)墻、頂板混凝土7d和28d自生體積應(yīng)變分別約220×10-6和214×10-6,而底板混凝土同期值則分別約-123×10-6和-162×10-6,可見抗裂劑中的膨脹組分有效補(bǔ)償了混凝土早期自收縮,使其實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)條件下始終處于膨脹狀態(tài)。綜合上述溫度與變形歷程試驗(yàn)結(jié)果來看,采用溫度場(chǎng)與膨脹歷程雙重調(diào)控技術(shù)制備的抗裂混凝土更有利于早期收縮裂縫控制,適宜用于開裂風(fēng)險(xiǎn)較高的地下車站側(cè)墻和頂板結(jié)構(gòu)。圖2地下車站主體結(jié)構(gòu)混凝土絕熱溫升圖3地下車站主體結(jié)構(gòu)混凝土自生體積變形采用上述配合比制備的地下車站主體結(jié)構(gòu)底板、側(cè)墻和頂板混凝土工作、力學(xué)與耐久性能試驗(yàn)值如表6所示,滿足設(shè)計(jì)與施工要求。表6地下車站主體結(jié)構(gòu)混凝土工作、力學(xué)與耐久性能參數(shù)坍落度/mm28d抗壓強(qiáng)度/MPa底板側(cè)墻、頂板抗?jié)B等級(jí)56d電通量/C底板側(cè)墻頂板底板側(cè)墻頂板底板側(cè)墻頂板設(shè)計(jì)值180±20≥35.0P8≤2000實(shí)測(cè)值18519045.443.7P81045980測(cè)試方法GB/T50080GB/T50081GB/T500825結(jié)束語綜上所述，混凝土工程在現(xiàn)代工業(yè)工程建設(shè)中更為普遍。首先，