XX博物館新建工程高性能混凝土施工技術(shù)混凝土裂縫防治方案工程概況XX博物館新建工程總建筑面積22138m2。其中地下室建筑面積為6154m2，底板埋深-5.700m，外墻和圍護(hù)墻體長(zhǎng)度450m，地下室上部為三層鋼筋混凝土框架（局部鋼管柱）—鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。該工程基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，地下室底板厚600mm,頂板最大厚度250mm，外墻厚400mm，采用泵送混凝土，強(qiáng)度等級(jí)為C35，抗?jié)B指標(biāo)為p6。大面積不規(guī)則形狀是本地下室結(jié)構(gòu)的重要特征，因此其混凝土裂縫控制也就成為設(shè)計(jì)與施工的重點(diǎn)。1.2混凝土裂縫的防治技術(shù)1.2.1結(jié)構(gòu)裂縫的控制思路在超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)控制溫度裂縫方面，根據(jù)溫度應(yīng)力與長(zhǎng)度非線性關(guān)系，應(yīng)用“抗與放”原則，具體思路如下：（1）“放”的方法是減少約束體與被約束體之間相互制約，設(shè)置永久性伸縮，將超長(zhǎng)的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)分成若干段，以釋放大部分變形，減少約束應(yīng)力。（2）“抗”的方法是采取措施減少被約束體與約束體之間的相對(duì)溫差，改善配筋，減少混凝土收縮，提高混凝土抗拉強(qiáng)度。間設(shè)置臨時(shí)伸縮的后澆帶，把結(jié)構(gòu)分成若干段，這樣可以有效削弱溫度收縮應(yīng)力。在施工后期，將若干段澆筑成一整個(gè)，以承受約束應(yīng)力。1.2.2結(jié)構(gòu)為控制混凝土裂縫，本工程在設(shè)計(jì)與構(gòu)造方面采取了以下措施：（1）在地下室外墻與柱子相連部位，由于兩者截面和配筋率相差大，往往在相連部位產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中而導(dǎo)致開(kāi)裂，為分散此處應(yīng)力，而增加了水平構(gòu)造。（2）本工程地下室部分設(shè)置了8道沉降后澆帶，六個(gè)區(qū)進(jìn)行流水施工，其中1、2區(qū)為1200m2，3、4、5、6區(qū)為1000m2，以減少混凝土澆筑過(guò)程中的收縮裂縫和因沉降產(chǎn)生的變形裂縫。1.2.3施工過(guò)程中的裂混凝土在凝結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的收縮受到約束后產(chǎn)生收縮應(yīng)力，當(dāng)其大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。為了有效控制其中有害裂縫（寬度﹥0.2mm）的展開(kāi)，本工程在施工中采取了以下幾種措施:（1）溫度控制措施：混凝土澆注安排在夜間進(jìn)行，以便降低混凝土的初始溫度，防止其在澆筑過(guò)程中過(guò)早硬化和出現(xiàn)裂紋?；炷翉牡吞幭蚋咛幩椒謱舆B續(xù)澆筑?；炷翝仓r(shí)不留施工冷縫，加強(qiáng)振搗使其形成密實(shí)的均勻體，減少收縮，澆搗后及時(shí)排除表面泌水，提高混凝土的極限拉伸強(qiáng)度。（2）混凝土的養(yǎng)護(hù)措施：通過(guò)測(cè)溫監(jiān)控和蓄水養(yǎng)護(hù)防止混凝土于裂，控制內(nèi)外最大溫差為21℃，（小于規(guī)范要求的25℃），且養(yǎng)護(hù)期不少于14d。（3）改善施工工藝：在施工中采取以下措施，以確?；炷恋馁|(zhì)量。對(duì)澆筑后的混凝土進(jìn)行二次振搗，排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫，減少內(nèi)部微裂，增加混凝土密實(shí)度，使混凝土的抗壓強(qiáng)度提高10％~20％，從而提高抗裂性。1.3實(shí)施效果本工程在裂縫控制方面從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案及構(gòu)造措施、混凝土的配合比、添加外加劑以及施工監(jiān)測(cè)幾方面進(jìn)行控制，取得了良好的效果。2010年7月地下室驗(yàn)收至今，經(jīng)過(guò)觀測(cè)地下室頂板、底板均無(wú)明顯裂縫，滿足規(guī)范及正常使用要求。混凝土耐久性技術(shù)2.1工程概況XX博物館工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為100年，主體結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)，要求混凝土耐久性達(dá)到100年，我項(xiàng)目部根據(jù)設(shè)計(jì)要求與武漢理工大學(xué)硅酸鹽國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室展開(kāi)博物館主體結(jié)構(gòu)六個(gè)類型混凝土的耐久性研究。2.1.1提高混凝土耐久性的相關(guān)措施摻入高效減水劑在保證混凝土拌和物所需流動(dòng)性的同時(shí)，盡可能降低用水量，減少水灰比，使混凝土的總孔隙，特別是毛細(xì)管孔隙率大幅度降低。水泥在加水?dāng)嚢韬?，?huì)產(chǎn)生一種絮凝狀結(jié)構(gòu)。在這些絮凝狀結(jié)構(gòu)中，包裹著許多拌和水，從而降低了新拌混凝土的工作性。施工中為了保持混凝土拌和物所需的工作性，就必須在拌和時(shí)相應(yīng)地增加用水量，這樣就會(huì)促使水泥石結(jié)構(gòu)中形成過(guò)多的孔隙。當(dāng)加入減水劑的定向排列，使水泥質(zhì)點(diǎn)表面均帶有相同電荷。在電性斥力的作用下，不但使水泥體系處于相對(duì)穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，還在水泥顆粒表面形成一層溶劑化水膜，同時(shí)使水泥絮凝體內(nèi)的游離水釋放出來(lái)，因而達(dá)到減水的目的。許多研究表明，當(dāng)水灰比降低到0.38以下時(shí)，消除毛細(xì)管孔隙的目標(biāo)便可以實(shí)現(xiàn)，而摻入高效減水劑，完全可以將水灰比降低到0.38以下。2.1.2摻入高效活性礦物摻料普通水泥混凝土的水泥石中水化物穩(wěn)定性的不足，是混凝土不能超耐久的另一主要因素。在普通混凝土中摻入活性礦物的目的，在于改善混凝土中水泥石的膠凝物質(zhì)的組成?；钚缘V物摻料中含有大量活性Si02及活性Al203，它們能和波特蘭水泥水化過(guò)程中產(chǎn)生的游離石灰及高堿性水化矽酸鈣產(chǎn)生二次反映，生成強(qiáng)度更高、穩(wěn)定性更優(yōu)的低堿性水化矽酸鈣，從而達(dá)到改善水化膠凝物質(zhì)的組成，消除游離石灰的目的，使水泥石結(jié)構(gòu)更為致密，并阻斷可能形成的滲透路。此外，還能改善集料與水泥石的界面結(jié)構(gòu)和界面區(qū)性能。這些重要的作用，對(duì)增進(jìn)混凝土的耐久性及強(qiáng)度都有本質(zhì)性的貢獻(xiàn)。2.1.3消除混凝土自身的結(jié)構(gòu)破壞因素除了環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)破壞以外，混凝土本身的一些物理化學(xué)因素，也可能引起混凝土結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞，致使混凝土失效。例如，混凝土的化學(xué)收縮和干縮過(guò)大引起的開(kāi)裂，水化性過(guò)熱過(guò)高引起的溫度裂縫，硫酸鋁的延遲生成，以及混凝土的堿骨料反映等。因此，要提高混凝土的耐久性，就必須減小或消除這些結(jié)構(gòu)破壞因素。限制或消除從原材料引入的堿、S03、C1-等可以引起破壞結(jié)構(gòu)和侵蝕鋼筋物質(zhì)的含量，加強(qiáng)施工控制環(huán)節(jié)，避免收縮及溫度裂縫產(chǎn)生，以提高混凝土的耐久性。2.1.4保證混凝土的強(qiáng)度盡管強(qiáng)度與耐久性是不同概念，但又密切相關(guān)，它們之間的本質(zhì)聯(lián)系是基于混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，都與水灰比這個(gè)因素直接相關(guān)。在混凝土能充分密實(shí)條件下，隨著水灰比的降低，混凝土的孔隙率降低，混凝土的強(qiáng)度不斷提高。與此同時(shí)，隨著孔隙率降低，混凝土的抗?jié)B性提高，因而各種耐久性指標(biāo)也隨之提高。在現(xiàn)在的高性能混凝土中，除摻入高效減水劑外，還摻入了活性礦物材料，它們不但增加了混凝土的致密性，而且也降低或消除了游離氧化鈣的含量。在大幅度提高混凝土強(qiáng)度的同時(shí)，也大幅度地提高了混凝土的耐久性。此外，在排除內(nèi)部破壞因素的條件下，隨著混凝土強(qiáng)度的提高，其抵抗環(huán)境侵蝕破壞的能力也越強(qiáng)。高性能混凝土在配制上的特點(diǎn)是低水灰比，選用優(yōu)質(zhì)原材料，除水泥、水和骨料外，必須摻加足夠數(shù)量的礦物集料和高效減水劑，減少水泥用量，減少混凝土內(nèi)部孔隙率，減少體積收縮，從而提高強(qiáng)度，提高耐久性。2.2施工工藝2.2.1采用“雙摻”技術(shù)在本工程施工中，主樓混凝土結(jié)構(gòu)根據(jù)具體情況，選用FDN-9000高效緩凝減水劑、FE—C2外加劑等，這些高效外加劑具有高減水率和良好的保塑性能。摻外加劑混凝土與基準(zhǔn)混凝土的減水效應(yīng)比較如右圖所示。根據(jù)本工程的具體情況，我們分采用粉煤灰這種活性的水硬性材料代替部分水泥，補(bǔ)充泵送混凝土中的細(xì)骨料，提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性和流動(dòng)性，并改善其可泵性和降低水化熱，從而提高混凝土的后期強(qiáng)度。2.2.2配合比的選擇2.3實(shí)施效果2.3.156d混凝土電通量檢測(cè)本工程主樓混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)56d電通量檢測(cè)結(jié)果如下：檢測(cè)內(nèi)容檢測(cè)結(jié)果，C平均值56d混凝土電通量123C351002985995994C40830829789819C45784779756773C35P6584557563568C40P6483463455467C45P6422405454427本工程各標(biāo)號(hào)混凝土經(jīng)56d齡期電通量檢測(cè)平均值均滿足JGJ/T193-2009《混凝土耐久性能檢測(cè)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》指標(biāo)要求小于1500C的技術(shù)指標(biāo)要求。2.3.2通過(guò)從設(shè)計(jì)、施工、材料和施工等各方面采取針對(duì)性的措施,保證了混凝土中最大氯離子含量、最大堿含量、最小水泥用量、最大水灰比等均滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2011）中3.4.3條的相關(guān)規(guī)定，并且混凝土表觀密實(shí),強(qiáng)度評(píng)定滿足設(shè)計(jì)要求。3、清水混凝土技術(shù)3.1工程概況由于XX博物館主體豎向支撐結(jié)構(gòu)主要采用直徑800的混凝土圓柱，數(shù)量48根。應(yīng)用了清水混凝土施工技術(shù)，一次澆注成型，達(dá)到了比較理想的清水混凝土飾面效果。清水混凝土墻面建筑是不再進(jìn)行外墻裝飾，將結(jié)構(gòu)與裝飾一體化的建筑。由于清水混凝土對(duì)施工工藝要求很高，因此與普通混凝土的施工有很大的不同，要到達(dá)比較理想的清水混凝土飾面效果，清水混凝土的配合比設(shè)計(jì)成為控制關(guān)鍵。3.2配合比設(shè)計(jì)原則清水混凝土的工作性能包括流動(dòng)性、填充性、耐久性等，下面從以下幾點(diǎn)來(lái)分析混凝土配合比設(shè)計(jì)原則。（1）耐久性為了提高清水飾面混凝土的耐久性，應(yīng)主要從抗?jié)B性、抗化學(xué)侵蝕性等方面采取措施。適量的摻加磨細(xì)摻合料，混凝土的導(dǎo)電量明顯降低，抗氯離子的滲透性明顯提高，可以抵抗溫度、濕度中性化作用、鹽害、凍害等混凝土耐久性的侵蝕。（3）抗碳化碳化速度與混凝土密實(shí)度有關(guān)，需要通過(guò)控制砂、石的級(jí)配摻入磨細(xì)合料并控制好砂率，水膠比等混凝土配合比的設(shè)計(jì)參數(shù)，以提高結(jié)構(gòu)的密度。（4）體積的穩(wěn)定性混凝土的收縮與混凝土的水泥用量、水膠比、混凝土養(yǎng)護(hù)失水等有關(guān)，要減少混凝土的自身收縮，可采用潤(rùn)濕的多骨粗細(xì)骨料代替，普通骨料，以起到“內(nèi)養(yǎng)護(hù)”作用，摻加活性較小的礦物摻合料，增加減縮劑。（5）預(yù)防混凝土堿—集料反應(yīng)當(dāng)混凝土含堿料赤字大，在潮濕環(huán)境下會(huì)引起堿—集料反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土被破壞，因此必須控制水泥中含堿量，使用低堿活性集料配置混凝土。3.3模板的設(shè)計(jì)及施工技術(shù)清水飾面混凝土一次成型，不做任何裝飾，拆模后即可達(dá)到高級(jí)抹灰標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)明縫、禪縫及對(duì)拉螺栓孔的位置，要求整齊、美觀，而且不允許出現(xiàn)任何明顯的觀感缺陷，我項(xiàng)目部選用十套定型鋼模作為混凝土圓柱的模板支撐體系。3.3.1清水飾面墻混凝土模板體系：（1）板面平整（平整度偏差不大于1mm）、光滑、鋼板板材強(qiáng)度高、加工性能好、表面覆膜耐磨、耐久性好。（2）模板體系具有足夠的剛度，模板龍骨及支撐體系使面板變形不大于1mm.（3）模板組合后，接縫嚴(yán)密，要能保證不漏漿不錯(cuò)臺(tái)。（4）模板體系能滿足設(shè)計(jì)對(duì)禪縫的布置要求。（5）模板體系能滿足對(duì)拉螺桿孔位布置的要求。3.3.（1）混凝土的澆筑澆筑前做好計(jì)劃和協(xié)調(diào)準(zhǔn)備工作，控制預(yù)拌混凝土的質(zhì)量，保證混凝土性能的同一性?；炷帘仨氝B續(xù)澆筑，施工縫須留設(shè)在明縫處，避免因產(chǎn)生施工冷縫而影響混凝土觀感質(zhì)量。掌握混凝土振搗時(shí)間，以混凝土表面呈水平并出現(xiàn)均勻的水泥漿、不再有顯著下沉和大量氣泡上冒時(shí)為止；為減少混凝土表面氣泡，采用二次振搗工藝，第一次在混凝土澆筑入模后振搗，第二次在第二層混凝土澆筑前再進(jìn)行，頂層一般在0.5h后進(jìn)行振搗。（2）混凝土的養(yǎng)護(hù)在混凝土同條件試件強(qiáng)度達(dá)到3MPa（冬期不小于4MPa）時(shí)拆模，拆模后應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)，以減少混凝土表面出現(xiàn)色差、收縮裂縫等現(xiàn)象。清水飾面混凝土養(yǎng)護(hù)，采取覆蓋塑料薄膜和阻燃草簾并灑水養(yǎng)護(hù)相結(jié)合的方案，拆模前和養(yǎng)護(hù)過(guò)程中均應(yīng)灑水保持濕潤(rùn)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d。冬期施工時(shí)不能灑水養(yǎng)護(hù)，可采用涂刷養(yǎng)護(hù)劑與塑料薄膜、阻燃草簾相結(jié)合的養(yǎng)護(hù)方法，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。（3）混凝土的成品保護(hù)后續(xù)工序施工時(shí)，要注意對(duì)清水飾面混凝土的保護(hù)，不得碰撞及污染清水飾面混凝土結(jié)構(gòu)；在混凝土交工前，用塑料薄膜保護(hù)外墻，以防污染，對(duì)易被碰觸的部位及樓梯、預(yù)留洞口、柱、門(mén)邊、陽(yáng)角，拆模后釘薄木條或粘貼硬塑料條保護(hù)。另外還要加強(qiáng)教育，避免人為污染或損壞。（4）混凝土表面修復(fù)修補(bǔ)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：一般的觀感缺陷可以不進(jìn)行修補(bǔ)；修補(bǔ)的方法應(yīng)針對(duì)不同部位及不同的缺陷采取有針對(duì)性的修補(bǔ)方法；修補(bǔ)膩?zhàn)宇伾珣?yīng)與清水飾面混凝土基本相同；修補(bǔ)時(shí)要注意對(duì)清水飾面混凝土的成品保護(hù)，修補(bǔ)后應(yīng)及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)。3.4實(shí)施效果實(shí)踐證明，清水混凝土技術(shù)不僅能創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，提高工程質(zhì)量帶來(lái)社會(huì)效益，而且對(duì)推動(dòng)地方建筑業(yè)的質(zhì)量，加快建筑業(yè)應(yīng)用新技術(shù)的步伐也有積極意義，具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。4、C45自密實(shí)混凝土4.1工程概況本工程采用C45自密實(shí)混凝土主要用于博物館直徑800mm鋼管柱填芯。由于本工程鋼管柱從地下室直至屋面，中間每層的梁柱節(jié)點(diǎn)都同時(shí)與鋼結(jié)構(gòu)和混凝土框架結(jié)構(gòu)連接，其設(shè)計(jì)的環(huán)梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造較為復(fù)雜，導(dǎo)致混凝土無(wú)法通過(guò)正常的澆筑填實(shí)鋼管柱。經(jīng)過(guò)與設(shè)計(jì)院協(xié)商后，博物館26根鋼管柱填芯采用C45自密實(shí)混凝土來(lái)完成施工，每段鋼管柱作為一個(gè)澆筑段(7.2m/層×2層＋6.6m/層＋5.6m/層=22.5m)，大大降低了施工難度，加快了施工進(jìn)度。4.2自密實(shí)混凝土的性能（1）坍落度坍落度是衡量自密實(shí)混凝土自密實(shí)能力的重要技術(shù)指標(biāo)，一般要求自密實(shí)混凝土的坍落度在20~25mm之間。坍落度太低，不能保證自密實(shí)混凝土澆筑后的密實(shí)度。如果高效減水劑的摻入量過(guò)多，自密實(shí)混凝土的坍落度過(guò)大，則在運(yùn)輸、澆筑等過(guò)程中粗骨料易產(chǎn)生離析，混凝土容易產(chǎn)生蜂窩麻面。原材料對(duì)自密實(shí)混凝土的坍落度有著明顯的影響，高效減水劑的品種和摻量對(duì)坍落度的影響尤其顯著。施工環(huán)境的溫度對(duì)自密實(shí)混凝土坍落度的影響也是很大的。自密實(shí)混凝土雖然初期的坍落度很大，和大流動(dòng)性混凝土差不多，但是由于自密實(shí)混凝土坍落度的經(jīng)時(shí)損失比大流動(dòng)性混凝土大得多，所以自密實(shí)混凝土在工程中的應(yīng)用受到了一定程度的制約。研究表明，通過(guò)采用合適的高效減水劑添加方法和選擇合適的水泥品種，可以在一定程度上緩解這一問(wèn)題。（2）含氣量為了達(dá)到高坍落度的目的，自密實(shí)混凝土的含氣量比普通混凝土要高。雖然含氣量高一些，可以提高自密實(shí)混凝土的抗凍性和抗海水腐蝕能力，但會(huì)使自密實(shí)混凝土的抗壓強(qiáng)度降低。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，混凝土中含氣量增加1％，坍落度約增加1％，抗壓強(qiáng)度則降低約5％，當(dāng)采用引氣型的高效減水劑時(shí)，這一問(wèn)題尤其要引起重視。（3）泌水性自密實(shí)混凝土比大流動(dòng)性混凝土用水量少，當(dāng)坍落度相同時(shí)，泌水量也較少。但是由于大部分自密實(shí)混凝士是泵送施工的，對(duì)這一問(wèn)題還是要重視。（4）抗離析性自密實(shí)混凝土由于流動(dòng)性較大，因此在具有壓力梯度的地方，易于流動(dòng)的水泥漿會(huì)最先開(kāi)始流動(dòng)，骨料就會(huì)殘留下來(lái)而產(chǎn)生離析現(xiàn)象。如果離析程度比較嚴(yán)重，就會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部孔洞，達(dá)不到自密實(shí)的效果。（5）凝結(jié)自密實(shí)混凝土一般不會(huì)產(chǎn)生緩凝現(xiàn)象。但是，為了解決自密實(shí)混凝土的坍落度經(jīng)時(shí)損失問(wèn)題，近