“三摻”技術與混凝土抗裂防滲性能

摘?要隨著建筑結構的超長、超大化和外加劑技術的發展，建筑結構對混凝土的性能要求日益增高。本文結合工程實例，針對混凝土的特點，介紹了防水混凝土采用“三摻”技術，生產出“高強、高韌性、中彈和低熱”的抗裂混凝土，從而提高了混凝土抗裂防滲性能，解決了混凝土結構收縮和防水問題。

關鍵詞防水混凝土；三摻技術；抗裂防滲

中圖分類號TU文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2011)071-0147-01

隨著施工技術的發展，超長、超大防水混凝土構件的建筑物不斷出現，超長、超大防水混凝土的澆筑技術已被人們所關注，防治該類防水混凝土的溫度裂縫和收宿裂縫，提高防水混凝土的抗裂防滲性能，已是目前工程技術人員研究的課題之一。筆者結合茂石化污水處理場完善配套設施——“好氧生化池”工程實例，介紹了超長、超大防水混凝土結構施工中，采用“三摻”技術措施，提高了混凝土的抗裂防滲性能?！叭龘健奔夹g的實施，不但縮短了工期，節約了成本；而且解決了超長、超大防水混凝土結構收縮及抗裂防滲問題。

1普通混凝土特性

水泥本身是一種水硬性膠凝材料，新澆筑的混凝土隨著水化反應，釋放大量水化熱，使混凝土結構的內部溫度升高，其結構內、外形成較大溫差，當溫差達到某個數值后，便使混凝土結構引起較大的溫度應力。由于混凝土初期的抗拉強度低于溫度應力，因而會產生溫度裂縫；再則，混凝土硬化過程中會產生實體收縮變形，由于收縮變形應力遠遠大于混凝土自身結構抗拉強度，因此，混凝土會產生收縮裂縫。如果工程結構是超長、超大防水混凝土結構，干縮裂縫是考慮和控制的重點，任何防水混凝土結構，抗裂比防滲更重要，不裂就不滲。所以，混凝土結構既要保證抗壓強度，又要達到抗裂防滲目的，就必須要改變普通混凝土的性能，生產出“高強、高韌性、中彈和低熱”的抗裂防滲混凝土。采用“三摻”技術措施，可提高混凝土的抗裂防滲性能，下面探討一下“三摻”技術。

2“三摻”技術

超長、超大防水混凝土結構的施工技術關鍵是：控制構件的內、外溫差和收縮變形引起的裂縫，以及構件的密實度問題，由于超長、超大混凝土的收縮變形，極易造成構件有害裂縫，造成滲漏。因此，根據本工程自身特點，在混凝土中采用“三摻”技術措施，使防水混凝土的抗裂性、防滲性和密實度達到預期目的。具體摻和材料如下：

1）一摻緩凝型高效減水劑。減水劑對水泥顆粒有明顯的分散效應，可有效增加混凝土的流動性及和易性，而且能降低水灰比，若保持混凝土的強度不變，可節約水泥10%，從而降低混凝土水化熱，也可明顯延緩構件升溫峰值的出現。由于混凝土的強度會隨齡期的增長而增大，所以，等到放熱峰值（延緩后）出現時，混凝土強度已增大了，從而減少裂縫出現的概率。

2）二摻粉煤灰。由于粉煤灰含有大量的硅、鋁氧化物，它本身只有很弱的膠凝性質，但在水存在的情況下，它能與CaO化合，進行二次反應，從而形成水硬性固體，這種性質稱為火山灰活性。用粉煤灰取代部分水泥可改善混凝土的和易性、穩定性和密實度，達到抗裂防滲的目的，但過量摻和粉煤灰也會使構件產生裂縫。因此，粉煤灰取代水泥的最大限量，對于不同的水泥，應采用不同的摻量，普硅水泥不大于20%，火山灰水泥不大于10%。

3）三摻膨脹劑。摻加膨脹劑后，一方面可取代部分水泥，有效地減少水化熱，降低混凝土的溫升值，另一方面，由于膨脹作用，可以補償混凝土本身的體積變形收縮，起到補償作用。但應注意，如果膨脹劑摻和太多，亦會破壞混凝土的抗裂防滲性能。因此，膨脹劑的選擇，是配置補償混凝土的關鍵，除了要達到設計強度等級外，還要滿足膨脹量（即：補償收縮能力）的要求。正確掌握混凝土補償收縮技術的運用方法，應通過大量試驗來確定膨脹劑的最佳摻量。

3施工措施

經試驗研究表明，采用“三摻”技術，是設計適用抗裂防滲混凝土配合比的關鍵，而改進生產施工工藝和加強養護，是保證抗裂防滲混凝土質量的重要施工措施。因此，在施工中為了提高混凝土的極限拉伸強度，可采用以下措施：

1）嚴格控制混凝土的坍落度和水灰比。合適的坍落度和水灰比，可避免粗骨料下沉，表面浮漿增多，使混凝土抗裂性能增大，干縮減少，達到混凝土抗裂防滲的目的。

2）采用二次振搗工藝。即在混凝土初凝前，對其進行二次振搗。這一方法可提高鋼筋的握裹力、增加混凝土的密實度和抗拉強度，減少收縮變形。

3）采用二次抹壓技術。即在混凝土初凝后，用鐵抹子對其表面實施第二次抹實。這樣，可控制混凝土表面龜裂。

4）加強早期養護。覆蓋塑料薄膜和麻袋，可防止混凝土水份蒸發；適時澆水養護，可控制混凝土表面溫度，避免混凝土內、外溫差超過25℃。冬期施工時，要適當延長混凝土保溫覆蓋時間，并涂刷養護劑保養，采用“三摻”技術配制的混凝土，其養護時間不少于14天。

5）在混凝土中設置合適的收縮縫。即：通過設置“后澆帶”或“膨脹加強帶”的方法，對混凝土的收縮進行補償。

4應用實例

茂石化100萬噸/年乙烯改擴建，污水處理場完善配套設施——“好氧生化池”工程，建筑面積4000多m2，本工程池底板板厚為600mm，長度和寬度分別為82.6m和50m，池壁厚度為400mm，池壁高度為6m，池底板及壁板混凝土強度等級為C35、抗滲等級S8。經反復試配，材料選擇及質量控制要點如下：

1）水泥：廣西海螺牌42.5號普通硅酸鹽水泥。用量：295kg/m3。質量控制要點：水泥強度、凝結時間和體積安定性。尤其是水泥體積安定性是否合格，對混凝土抗裂防滲性能影響極大。

2）砂：河砂，細度模數2.5~3.3，含泥量小于0.8%，屬中粗砂。質量控制要點：砂的含泥量。

3）碎石：本地花崗巖碎石，5~31.5mm連續級配，含泥量小于0.2%，壓碎指標＜10%。質量控制要點：防止“堿-骨料反應”。

4）粉煤灰：Ⅱ級粉煤灰，摻量為水泥用量的14.2%。

5）膨脹劑：UEA膨脹劑，可補償混凝土變形收縮，摻量為水泥用量的12%。

6）減水劑：采用緩凝型復合高效減水劑，摻量為水泥用量的2.8%。

5結束語

“三摻”技術措施，能有效地指導防水混凝土配合比的設計，只要從設計配合比的源頭抓起，正確選擇外加劑（外加材料），優選混凝土配合比，落實施工過程的質量保證措施，加強混凝土構件的保溫、保濕養護，超長、超大防水混凝土的抗裂防滲功能是能夠保證的。

參考文獻

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[3]楊中源,程建軍,汪中琦.超長大面積混凝土樓板結構施工技術[J].施工技術,2004,33(4):13-16.

作者簡介

劉錦光（1957-），廣東梅州人，本科，廣東中駿建設工程有限公司高級工程師，研究方向：建筑技術管理。