SYK膨胀剂技术方案Word文件下载.docx

1、大量工程实践证明，后浇带并不能较好地解决混凝土构造物的开裂问题。在当前钢筋混凝土工程受原材料、外加剂、施工养护等多方面影响，导致裂缝普遍存在，面对这一被工程界视为混凝土“癌症”的难题，必须采取合理、完善的措施，有效避免混凝土自身体积变形等因素造成的结构开裂，提高构筑物的耐久性，延长使用寿命。自上世纪九十年代初开始，中国建筑材料科学研究院在多年的技术研究基础上，提出了使用补偿收缩混凝土超长钢筋混凝土结构无缝设计和施工方法专利技术（专利号：ZL93117132.6），二十多年以来大量的工程应用证明：使用补偿收缩混凝土技术是治愈这一“癌症”的有效技术措施，接下来本方案结合工程实际情况对项目设计及施工

2、的原理、方法和过程进行详细说明。二、工程概况及需要解决的问题2.1工程概况 宜家家居杭州商场项目，主要经营家居及居家用品。拟建的宜家家居杭州商场位于杭州市余杭区临平绕城高速公路北侧，西靠乔中路，东临01省道，北接博卡路。主体建筑为地上三层，地下一层。地下一层及一层为停车场，二层为高货架区仓库及商场、三层为商场及工作人员办公区。地下室部分区域按人防设计。本工程采用钢筋混凝土框架结构，楼板采用桁架式现浇钢筋混凝土的组合板。地下室防水等级为一级。基础底板为C35，地下室外墙为C40，地下室底板，外墙及室外部分顶板抗渗等级为P6。地下室的梁、柱均为C40，顶板为C40；基础垫层用C15；上部结构梁、柱

3、为C40，板为C40。为确保砼底板，侧墙及顶板在施工和使用阶段不出现有害裂缝，地下室底板外墙及顶板均需掺入膨胀纤维抗裂防水剂。2.2工程需要解决的问题a）结构尺寸超长由于该工程长约220m，宽约138m，平面尺寸大，属大型超长结构，浇注后的混凝土极易产生收缩裂缝，影响整个结构的耐久性及实际使用。按传统做法须在结构上设置多条后浇带，把整体结构分割成若干块，分别浇注混凝土，待60天混凝土收缩完成后再来填充，这样不但设计、施工复杂，而且结构的整体质量很难保证。b）整体性防水超长结构及工程条件复杂，施工技术要求较高。地下室为现浇混凝土结构，防水要求十分严格，如何做好整体防水是关键。c）抗裂防渗地下室混

4、凝土除必须满足强度、刚度、整体性和耐久性外，还存在超长结构裂缝控制及结构防水问题。所以，如何控制混凝土硬化期间由于水泥水化过程释放的水化热所产生的温度应力和混凝土干缩应力的共同作用，导致钢筋混凝土结构的开裂，破坏结构防水封闭性及耐久性，将成为设计、施工技术的关键。三、技术支持SY-K膨胀纤维抗裂防水剂是一种新型高性能抗裂防水剂。该产品由硫铝酸盐膨胀剂、聚丙烯纤维、防水剂、增强剂等多种功能材料复合而成，产品具有微膨胀性能和阻裂纤维的共同优点、同时还具有高抗裂、高抗渗的超叠加效应。是一种机理完善、性能卓越的复合材料。它具有膨胀、抗裂、抗渗、防水等功能，并特别配制了流化、泵送组分，以便加入后可达到现

5、场泵送的功能，并可以根据季节调整其缓凝、早强等作用。它是根据普通水泥混凝土水化后产生收缩的缺陷，利用掺入膨胀组分，与水泥水化析出的Ca（OH）2作用，形成水化膨胀结晶钙钒石（水化硫铝酸钙），使混凝土产生微膨胀，随着水化过程的进行，这种膨胀晶体不断发育长大并填充到混凝土的毛细空缝中，使混凝土的密实度大大提高（实验表明SY-K配制的混凝土较普通混凝土的孔隙率大大减少，抗渗能力可提高23倍）。该产品具有以下方面的独特性： （1）双重保护、双重功效：SY-K膨胀纤维抗裂防水剂可从物理和化学两方面提高混凝土的抗裂能力，为混凝土提供双重保护，一方面，数量众多的合成纤维产生微细配筋及网状承托的作用，抑制了混

6、凝土的开裂进程；另一方面，膨胀组分与水泥水化产物发生化学反应并产生适度膨胀，可防止混凝土收缩开裂；（2）阶段抗裂、层次抗裂：微膨胀剂主要在混凝土硬化过程发生作用，而聚丙烯纤维则主要在混凝土塑性阶段发挥作用。SY-K膨胀纤维抗裂防水剂将二者复合体现了“阶段抗裂、层次抗裂”科学理念，可达到全程抗裂的目的，它们从不同层面，以不同方式，在不同时段对混凝土作出最有效的贡献；（3）三重防水机理：混凝土结构自防水即依靠混凝土本体来实现建筑防水，已被证明为最根本的建筑防水技术，目前广泛采用的结构自防水措施主要包括补偿收缩，增强密实及抗裂防水三种类型。由多种功能材料复合而成的SY-K同时具备以上三种防水机理，故

7、而比单一的组分具有更高的抗渗防水能力；（4）SY-K产品掺入混凝土中后，依靠纤维在混凝土中巨大数量的均匀分布，在混凝土内部构成一种均匀的乱向支撑体系，从而产生一种有效的二级加强效果，并有助于削减混凝土塑性收缩及冻融时的应力。收缩的能量被分散到每立方米上千万条具有高抗拉强度而弹性模量相对较低的纤维单丝上，从而有效增强了混凝土的韧性，抑制了微细裂缝的产生和发展。同时，无数纤维单丝的加入可有效阻碍骨料的离析，保证了混凝土早期的均匀泌水性，从而阻碍了沉降裂纹的形成。实践证明，掺入该产品的混凝土与普通混凝土相比较，其抗裂能力提高75%；（5）大大提高混凝土的抗渗防水性能。掺入大量微细纤维可以有效地抑制混

8、凝土早期干缩微裂及离析裂纹的产生及发展，极大减少了混凝土的收缩裂缝，尤其是有效抑制了连通裂缝的产生。均匀分布在混凝土中彼此相粘连的大量纤维起了“承托”骨料的作用，这样有效降低了混凝土表面的泌水与集料的离析，从而使混凝土中直径为50100纳米和大于100纳米的孔隙的含量大大降低，可以极大地提高抗渗能力，与普通混凝土相比较，抗渗能力提高60%75%；（6）增强抗冲击及抗震能力。加入该产品的混凝土凝固后，握裹水泥的高强纤维丝相粘为致密的乱向分布的网状增强系统，增强了机体对集料的固着力，从而提高了耐磨性能，有利于防止并控制微裂缝的产生和发展，增加混凝土的韧性，提高极限拉伸率。纤维产品的独特表面处理工艺

9、使得纤维可以和水泥基料紧密的粘合在一起，极大的保持了混凝土的整体强度。混凝土受到冲击时纤维吸收大量的能量，从而有效的减少了集中应力的作用，阻碍混凝土中裂缝的迅速扩展，增强了混凝土的抗冲击及抗震能力。四、无缝施工技术简介及理论依据4.1无缝施工技术简介针对本工程的具体特点，建议使用补偿收缩混凝土实现超长无缝结构施工的技术，提高混凝土整体质量，并且可以实现良好的综合效益。该技术在中国建筑材料科学研究院的倡导下，自上世纪九十年代末开始已经被广泛运用，取得了良好的技术、经济效益，并由此产生了行业标准JGJ/T 178-2009补偿收缩混凝土应用技术规程。针对本工程实际情况，提出在该工程地下室部位中掺加

10、SY-K膨胀纤维抗裂防水剂配制补偿收缩混凝土进行超长结构无缝施工，从而实现良好的抗裂、抗渗效果。在普通水泥中加入一定掺量的SY-K膨胀纤维抗裂防水剂时，拌水后反应使混凝土产生适度的膨胀，膨胀混凝土在钢筋和邻位的约束下，在结构中建立0.20.7MPa的预压应力，这一压应力可抵消在硬化过程中产生的收缩拉应力，或使其小于混凝土的拉伸极限，从而防止混凝土的收缩开裂。用SY-K膨胀纤维抗裂防水剂配制成补偿收缩混凝土在限制状态下（钢筋或邻位限制）产生一定量的限制膨胀率，而这个限制膨胀率在工程应用中非常重要。当限制膨胀率数值大，自应力值高，其补偿收缩防裂的能力就强，反之，其防裂抗渗的能力就弱，因此，限制膨胀

11、率是建筑结构防裂抗渗的重要参数，因为补偿收缩混凝土经过714天的潮湿养护后达到设计的限制膨胀率后，就进入使用状态，依靠达到的限制膨胀率和自应力值，来补偿此后的各种收缩，使结构的收缩应力得到大小适宜的补偿，从而控制裂缝的出现，达到防止开裂，提高抗渗能力的目的。4.2无缝施工理论依据4.2.1抗裂原理超长结构温度收缩、干燥收缩应力集于构件中部，为防裂而在此部位设膨胀加强带，以较大膨胀应力补偿温差、干缩收缩应力，膨胀加强带是超长结构连续施工而认为采取的措施，是一个“假缝”。膨胀加强带可根据现场情况确定整体连续浇筑或局部连续浇筑。补偿混凝土在硬化过程中产生膨胀作用，在钢筋和邻位约束下，钢筋受拉，而混凝

12、土受压，当钢筋拉应力与混凝土压应力平衡时，则：Acc=AsEs2设：=As/Ac，则c=2（1）式中c混凝土预压应力（Mpa），As钢筋截面积，配筋率（%），Ac混凝土截面积，Es钢筋弹性模量（Mpa）,2混凝土的限制膨胀率（%）。由（1）式可见，c与2成正比例关系，而限制膨胀率2随SY-K膨胀纤维抗裂防水剂的掺量增加而增加，所以，通过调整SY-K膨胀纤维抗裂防水剂的掺量，可使混凝土获得0.20.7MPa的预压应力，根据水平法向力x分布曲线，设想在应力大的地方施加较大的膨胀应力c，而在两侧施加较小的膨胀应力，全面地补偿结构的收缩应力，控制有序裂缝的出现。图1 膨胀应力c补偿收缩应力c示意图由于

13、钢筋混凝土结构长大化和复杂化，取消后浇带的超长缝混凝土结构施工必须根据结构特点灵活运用，沉降缝不能取消，具有沉降性质的后浇带也不能取消。补偿收缩混凝土加强带的性质是以较大膨胀应力补偿温差收缩应力集中的地方，所以，它可以取消非沉降性质的后浇带。加强带的间距可控制在3060m，一般可连续浇注100120m超长结构。4.2.2抗渗原理SY-K膨胀纤维抗裂防水剂在水化过程中形成钙矾石（C3A 3CaSO4 32H20）和氢氧化钙为膨胀源，这种膨胀结晶是稳定的水化物，填充于毛细孔缝中，使大孔变小孔，使总孔隙率减小，从而增加混凝土的密实性，这是补偿收缩混凝土的抗渗原理，这种混凝土的抗渗性能与同强度等级的普

14、通混凝土相比得到大大提高。工程实际调查表明，构筑物的渗水与裂缝有直接关系，而裂缝的产生除了与荷载应力和不均匀沉降有关外（只约20%的几率），而80以上的混凝土裂缝属于非荷载裂缝。伴随着商品混凝土的推广应用，建设工程（尤其是住宅工程）中非荷载裂缝的出现呈上升趋势，已受到整个社会的关注。混凝土非荷载裂缝的产生，主要在于三个原因：（1）混凝土干燥收缩过大；（2）结构对混凝土的约束过大；（3）混凝土的极限抗拉强度或极限拉应变过低。结构设计的发展使大体量的建筑物不断涌现，而建筑物整体性、抗震性的要求也使混凝土收缩约束度越来越高，使得变形释放的结构设计抗裂方法，其应用范围越来越受局限，材料措施就成为最有效

15、和最重要的抗裂手段。因此针对该项目地下室底板、侧墙、顶板部分，提出使用SY-K膨胀纤维抗裂防水剂配制补偿收缩混凝土，可以实现良好的抗裂、防水、抗渗效果，最大程度的保证混凝土结构的耐久性。五、补偿收缩混凝土技术方案依据国家标准GB23439-2009混凝土膨胀剂、GB50119-2003混凝土外加剂应用技术规范、行业标准JGJ/T178补偿收缩混凝土应用技术规程，根据工程特点，提出该项目补偿收缩混凝土施工技术方案。5.1膨胀剂技术指标补偿收缩混凝土外加剂采用GB23439-2009混凝土膨胀剂和GB50119-2003混凝土外加剂应用技术规范规定的产品，本工程采用的混凝土膨胀剂应具有独立检测机构

16、随机抽检合格报告。5.2混凝土膨胀率指标为了保证工程质量，补偿收缩混凝土应用技术规程JGJ/T178-2009规定，针对不同部位不同用处的补偿收缩混凝土，其限制膨胀率不同，具体要求如下：表1 补偿收缩混凝土的限制膨胀率取值用途限制膨胀率（%）水中14d水中14d转空气中28d用于补偿混凝土收缩0.015-0.030用于后浇带、膨胀加强带和工程接缝填充0.025-0.020表2 限制膨胀率的设计取值适用结构部位最小限制膨胀率（104）平板结构（底板、顶板）1.5梁、墙体结构2.0后浇带、膨胀加强带等填充部位2.55.3无缝施工技术5.3.1膨胀加强带基本规定补偿收缩混凝土应用技术规程JGJ/T1

17、78-2009规定，膨胀加强带的设置可按照常规后浇带设置原则进行，膨胀加强带一般设在原设计留有后浇带的部位，收缩应力比较集中，需要采用自应力大的补偿收缩混凝土对两侧混凝土进行强化补偿。膨胀加强带的宽度宜为2米，并应在其两侧用密孔钢丝网将带内混凝土与带外混凝土分开。墙体在与底板膨胀加强带相对应的位置上设置一条膨胀加强带，膨胀加强带保持贯通。根据GB50119-2003，当用于补偿收缩混凝土时，强度等级不低于25.0Mpa，用于填充混凝土时，不低于30.0Mpa。由于后浇带和膨胀加强带的部位一般应力比较大，故用于后浇带和膨胀加强带的混凝土设计强度等级应比两侧混凝土提高一个等级。为了保证本工程质量，

18、建议工程常规部位掺上海申御的SY-K膨胀纤维抗裂防水剂产品,掺量为8-10%，膨胀加强带和后浇带内SY-K膨胀纤维抗裂防水剂掺量为12-14%（占总胶凝材料）。具体用量可根据设计要求按适配结果确定。5.3.2膨胀加强带和后浇带设置本工程膨胀加强带设在原温度后浇带位置上，带宽宜设置为2m。膨胀加强带带的两侧采用5mm密目钢丝网（快易收口网）,为防止混凝土压坏钢丝网，并用立筋8150及水平筋16200骨架加固，防止混凝土流入加强带，影响抗裂性能。工程中部设置横纵各一条后浇带，带宽宜设置为1m。详见下图：5.3.3膨胀加强带浇筑方式膨胀加强带浇筑方式有连续式、间歇式或后浇式三种，参照本工程具体实际情

19、况以及补偿收缩混凝土应用技术规程JGJ/T178-2009规定，膨胀加强带浇筑方式宜按下表进行选择（具体可参照下图进行）：表3 膨胀加强带浇筑方式结构类别结构长度L（m）结构厚度H（m）浇筑方式构造形式墙体L60-连续浇筑连续式膨胀加强带L60分段浇筑后浇式膨胀加强带板式结构60L120H1.5H1.5后浇式、间歇式膨胀加强带L120膨胀加强带三种浇筑方法如下：1- 补偿收缩混凝土；2-密孔铁丝网；3-膨胀加强带混凝土间歇式膨胀加强带1-先浇筑的补偿收缩混凝土；2-施工缝；3-钢板止水带；4-膨胀加强带混凝土；5-密孔铁丝网；6-与膨胀加强带同时浇筑的补偿收缩混凝土4-膨胀加强带混凝土 结合工

20、程实际情况，本工程采取膨胀加强带和后浇带的方式浇筑。底板和顶板可采取连续式膨胀加强带和后浇带的方式进行浇筑。补偿收缩混凝土应用技术规程JGJ/T178-2009规定膨胀加强带宽度宜为2000mm，在连续式膨胀加强带范围内，可以实现整体连续浇筑混凝土；后浇带在浇筑完两侧膨胀混凝土后60天回填浇筑。墙体由于养护难度较大，膨胀加强带要求采用后浇式膨胀加强带，7-14天后回填；六、施工控制技术6.1混凝土材料控制6.1.1原材料要求（1）水泥 本工程宜采用P.O.42.5级普通硅酸盐水泥。所用水泥应符合通用硅酸盐水泥（GB175-2007）的规定。（2）粉煤灰 应选用二级以上粉煤灰，其技术指标应符合G

21、B1596-2005用于水泥和混凝土中的粉煤灰标准要求。并应尽可能降低其含碳量。（3）粗骨料 本工程采用泵送混凝土，为适应混凝土泵送工艺，先用粒径5-31.5mm碎石，其技术指标应符合JGJ52-2006普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准，所含泥土不得呈块状或包裹石子表面，吸水率不大于1.5%。（4）细骨料 采用中砂，所有技术指标应符合JGJ52-2006普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准要求。（5）混凝土膨胀剂 达到GB23439-2009混凝土膨胀剂标准规定要求。本工程拟采用上海申御特种建材有限公司生产的SY-K膨胀纤维抗裂防水剂产品。（6）减水剂 其技术指标应符合GB8076-200

22、8混凝土外加剂标准要求，并应尽可能延长其缓凝时间（初凝10小时左右）。上述全部材料应经检验合格，符合使用要求时方可入场。且材料供应充足，特别是指定的水泥品种有足够的储备量或后续供应有保证。6.1.2混凝土配合比设计补偿收缩混凝土最重要的指标除了普通混凝土强度性能，重要的控制指标还有混凝土限制膨胀率，因此必须通过实验确定混凝土配合比，经过实验确定的混凝土配合比是超长结构施工的基础，必须要个执行，否则，将达不到预期的效果。混凝土生产单位严禁任意改变水泥，活性掺合料、外加剂的掺量。一般补偿收缩混凝土配合比设计要求如下：（1）水胶比不得大于0.50，有侵蚀性介质时水胶比不宜大于0.45。（2）砂率宜为

23、3540，泵送时可增至45。（3）灰砂比宜为1:1.51:2.5。（4）防水混凝土采用预拌混凝土时，入泵坍落度宜控制在120160mm，坍落度每小时损失值不应大于20mm，坍落度总损失值不应大于40mm。（5）掺加引气剂或引气型减水剂时，混凝土含气量应控制在35。（6）补偿收缩混凝土单位胶凝材料用量应不小于300 kg/m3，用于后浇带的补偿收缩混凝土，其单位胶凝材料用量不应小于350kg/m3。6.2混凝土生产控制6.2.1工作准备混凝土浇筑前对混凝土生产厂家进行实地检察，进行统一的技术交底，要求统一配合比，统一关键的原材料。6.2.2原材料的计量水泥、砂、石、膨胀剂、粉煤灰、磨细矿粉，外加

24、剂，水必须经过计量才能投入搅拌机，计量误差应符合下列要求：材料名称允许偏差（%）水泥、膨胀剂、矿物掺合料2粗、细骨料3水、外加剂6.2.3混凝土搅拌（1）在搅拌混凝土时，要与搅拌人员协商好，按照配合比投料，膨胀剂应有专门的计量仪器。（2）及时测定、石的含水量，调整混凝土拌合物用水量，变更混凝土坍落度必须有现场技术人员执行，严禁随意增加用水量。（3）混凝土搅拌时间：补偿收缩混凝土应搅拌均匀。对预拌补偿收缩混凝土，其搅拌时间可与普通混凝土的搅拌时间相同，现场拌制的补偿收缩混凝土的搅拌时间应比普通混凝土的搅拌时间延长30s以上。6.3施工控制6.3.1混凝土浇灌（1）混凝土自搅拌机中卸出后，应及时运

25、到浇筑地点，延续时间不能超过初凝时间。在运输过程中，要防止混凝土离析、水泥浆流失、坍落度变化以及产生初凝等现象。如混凝土运到浇筑地点有离析现象时，必须在浇灌前进行二次拌合。（2）建立严格赏罚制度，施工现场严禁向混凝土罐车及泵槽内加水。施工过程应随时与混凝土公司调度协调，确保施工现场不压车。如遇特殊情况导致混凝土坍落度不能满足泵送要求时，应由混凝土公司试验室派出技术人员现场处理。（3）浇筑混凝土时应分段分层进行，每层浇筑高度应根据结构特点、钢筋疏密决定。一般分层高度为插入式振动器作用部分长度的1.25倍,最大不超过500mm。平板振动器的分层厚度为200mm。（4）补偿收缩自防水混凝土振捣必须密

26、实，不能漏振、欠振、也不可过振。振捣手开动振动棒，握住振捣棒上端的软轴胶管，快速插入混凝土内部，振捣时，振动棒上下略为抽动，振捣时间为20-30秒，但以混凝土面不再出现气泡、不再显著下沉、表面泛浆和表面形成水平面为准。使用插入式振动器应做到快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，按顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。移动间距不大于振动棒作用半径的1.5倍（一般为300-400mm），靠近模板距离不应小于200mm。振捣上一层时应插入下层混凝土面50-100mm，以消除两层间的接缝。平板振动器的移动间距应能保证振动器的平板覆盖已振实部分边缘。（5）底板、顶板混凝土的浇筑底板、顶板混凝土的施工建议沿纵向

27、每区段内采用“一个坡度、循序推进、一次到顶”的连续浇筑方法，混凝土自然流淌形成一个斜坡。这种方法能较好地适应泵送工艺，避免泵管的经常拆除冲洗和接长，提高泵送效率，保证及时接茬，避免冷缝的出现。在浇筑混凝土时，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土的卸料点，主要解决上部的振实，第二道布置在混凝土坡角处，确保下部混凝土的密实。为防止混凝土集中堆积，先振捣出料口处混凝土，形成自然流淌坡度，然后全面振捣，并严格控制振捣时间、振捣棒的移动间距和插入深度。施工时不得用振捣棒拖赶混凝土。每个浇筑带的宽度应根据现场混凝土的方量、结构物的长、宽及供料情况和泵送工艺等情况预先计算好，确保浇筑带之间软

28、接茬，严禁出现冷缝。底板浇筑应先远后近，在浇筑中逐渐拆管。（6）底板、顶板混凝土浇筑完毕，在混凝土终凝前必须用木抹刀或铁抹刀搓压混凝土表面，以防止混凝土表面出现裂缝（主要是沉降裂缝、塑性收缩裂缝和表面失水干缩裂缝），抹压共2-3遍。底板、顶板混凝土原浆收面后，应立即进行养护。（7）地下室侧墙浇筑前，或新浇混凝土与下层混凝土结合处（施工缝处，水平施工缝宜留在高出底板表面300mm处），应在底面上均匀浇筑50mm厚与混凝土同标号膨胀剂水泥砂浆。（8）地下室侧墙混凝土采取斜面分层，阶梯式逐层推进的浇筑方法。每层浇筑厚度控制在500mm左右。（9）墙体混凝土浇筑时，混凝土下料点应分散布置，循环推进，连续进行。避免混凝土自然流淌面过长，混凝土离散性过大，内部收缩应力集中导致开裂。6.3.2混凝土养护补偿收缩混凝土的主要膨胀源是钙矾石和氢氧化钙，所以要生成足够的钙矾石和氢氧化钙就需要补充足够的水分，这就是补偿收缩混凝土必须进行充分的湿养的原因所在。当首先保证养护措施完善的前