自密实混凝土在混凝土柱的运用

自密实混凝土在混凝土柱的运用
  摘要:本文依托国家会展中心项目B1展厅型钢劲性柱及配筋复杂的混凝土柱中自密实混凝土的应用,对本工程自密实混凝土的配合比、模板排架体系、浇筑施工操作要点及后期养护做简要阐述。
        关键词:自密实混凝土;配合比;浇筑施工;养护;耐久性
        Application of self-compact concrete in concrete columns
        WuDongQiang
兽药管理条例        Shanghai Construction Group CO.,Ltd.,Shanghai,China
        引言
        随着科技的进步,混凝土已成为现代工程结构的主要材料。近年来,混凝土与钢结构组成的混合结构体系成为超高结构、大跨度及超复杂结构体系的首选模式。异性柱、型钢劲性柱及复杂配筋稠密的混凝土柱,在混凝土浇筑施工过程中不可避免会有振捣困难的情况,严重时会造成结构质量问题甚至是结构缺陷。再者,随着我国经济的发展、人口教育程度及社会结构的变化,熟练工人越来越少,工程实践中对施工机械依赖性高。环保节能要求,开发新材料、新工艺取代或部分替代高耗能材料和施工环节。超高层、高层建筑对商品混凝土的
hca2可泵性要求高,包括新拌混凝土的流动性及运输过程中的保塑性。自密实混凝土依以上诸多问题应运而生,并以其优良的工作性能、力学性能和耐久性在新兴建筑中取得广泛应用。
        自密实混凝土(SCC)具有高流动性、均匀性和稳定性,浇筑时无需外力振捣,能够在自重作用下流动密实的混凝土[1]。通常,自密实混凝土也被程为高流态混凝土。20世纪80年代由日本东京大学岗村甫教授提出自密实混凝土(SCC)的概念并研制成功[2]。我国在1996由北京城建集团构件厂研制的免振捣自密实混凝土,成为SCC成功运用的先例[3]。当前上海在建上海中心、中国博览会综合体项目等在建工程均采用SCC混凝土。
        1 国展中心劲性柱及混凝土柱概况
        国展中心B1区主展厅为在建世界最大单层展厅,展厅屋面钢结构桁架体系,主跨度为115m,因而展厅辅楼部分框架柱设计为为型钢劲性柱结构以满足其受力要求。配筋稠密度高且梁柱节点处钢筋布置及接头、锚固设置极其复杂。
        型钢柱的加工安装过程不可避免产生自身尺寸及位置的误差及现场钢筋下料和绑扎的偏差,梁柱节点处及柱身型钢腹板、焊接板区域的钢筋间隙间隙较小,甚至会低于3cm,普通混凝土粗骨料粒径已很难通过这些间隙,再加上钢筋配置稠密及型钢柱的自身的构造
复杂,现场振捣很难达到密实。
        普通混凝土的粗骨料很难保证通过3cm的钢筋间隙,容易造成质量隐患,轻者蜂窝麻面,重者局部露筋、区域性空隙。混凝土浇筑前,钢筋绑扎好的图片。
天津市物资集团总公司   
        柱身钢筋                                梁柱节点钢筋
        综合以上问题,经得设计单位同意后,B1区框架柱采用C60高流态(自密实)耐久性混凝土。
        2 SCC配合比设计
        自密实混凝土对原材料具有很强的敏感性,工作性能检测也与普通混凝土不同。传统混凝土配合比一般由三个因素决定:水灰比、砂率和单位用水量决定。自密实混凝土(SCC)采用固定砂石体积法来设计,工作性能检测采用塌落扩展度来衡量。塌落扩展度检测新拌自密实混凝土的流动性、抗离析性,适用于各等级自密实混凝土的流动性和抗离析性能测定。本工程选定SCC混凝土的性能等级为三级,塌落扩展度的范围为550±50.下表为B1区展厅框架柱SCC混凝土的设计配合比。生殖器官
        B1区SCC混凝土设计配合比
        国家会展中心项目结构混凝土C30至C60均要求100年耐久砼。其中C60结构柱需要采用高流态混凝土。首先从原材料的选择上,采用52.5普通硅酸盐水泥;选用仝星TX600中效外加剂和麦斯特RP325分别配制低标号C30至C40以及高标号混凝土C45至C60。SCC(高流态)C60结构柱选用5-20mm碎石以及细度模数在2.5-2.8中粗砂,均在专用堆场进行单独堆放并使用。其次参考并结合《GB/T50476-2008混凝土结构耐久性设计规范》和《轨道交通及隧道工程混凝土结构耐久性设计施工技术规范》等两个规范,以确定所有耐久性混凝土的总胶凝材料用量不小于350kg/m3为配比设计原则。SCC(高流态)C60混凝土在原有配比基础上,适当提高外加剂以及胶凝材料的用量。使其具有足够的胶凝材料用量,从而保证混凝土流动性。再次,通过一系列的小试中试,以及充分考虑天气、运距等因素对所有配合比进行反复地验证。确保会展中心耐久性和高流态混凝土配比稳定可靠。C60高流态(SCC)混凝土的3天强度在60%左右;7天强度在80%左右;14天强度在95%左右;28天强度基本均保持在115%附近。目前,国展中心项目所有混凝土配合比的耐久性检测指标(电通量、砼氯离子含量、砼碱含量)均已通过了上海市建筑科学研究院的检测,各检测项目均符合设计和规范要求。
        3 排架体系设置
        SCC混凝土具有很强流动性,混凝土浇筑时其对模板的侧压力要大于普通混凝土。根据自密实混凝土应用技术规程(JGJ/T283-2012)中说明SCC混凝土对模板的最大侧压力按 H设计计算。经过计算SCC混凝土对模板的侧压力较之于普通混凝土通常达到2倍左右。因而SCC混凝土柱模板体系应具有足够的承载能力和稳定性。B1展厅柱模采用16厚黑板,竖向搁栅(45×90方木)间距200,横向围檩采用双榀[10#槽钢作为柱箍间距300mm。柱模板采用黑板进行施工,施工过程中注意模板垂直度控制。模板对接牢靠紧密,拼缝处胶带封闭,不得漏浆,且要保证构件尺寸、形状正确。slic
 
        因本工程建设单位对混凝土外观面有严格要求,所有混凝土框架柱均不设置对拉螺栓。
        4 SCC混凝土的施工
        B1展厅展开面积大,体量多,因而在自密实混凝土施工时的材料供应计划、施工天气条件及浇筑顺序、进度安排都要有详尽的施工方案和管理措施,并对施工作业人员进行针对性交底。自密实混凝土是否需要振捣,若振捣与普通混凝土的振捣是否有区别。由于工期紧迫,混凝土浇筑作业点较多,自密实混凝土(柱)与普通混凝土(梁板、承台)运输
车辆的区分和管理,避免错浇。自密实混凝土与普通混凝土交界处的节点处理等等问题。
        在与商品混凝土拌站沟通之后,借鉴其他使用SCC混凝土项目的经验,按照国家及行业标准,针对上述问题国展中心B1区SCC施工时采取以下技术措施和进程安排:
        (1)材料供应、运输及管理
        混凝土使用前一周将当次浇筑混凝土概量报至供应商,以便拌站准备材料及用料计划;浇筑前24小时,向供应商提出具体用料计划,计划内容包括混凝土使用部位、混凝土强度等级及技术要求、使用时间及方量等。拌站在现场验收及准备工作已完成的情况下,方可发料。运输车从开始接料至卸料的时间不宜大于90min,如需延长运送时间,应采取相应的有效技术措施,并应通过试验验证。筑时间尽可能安排在交通高峰期后,以免因交通阻塞而影响混凝土浇注。运输过程中严禁加水。若超过2.5h,混凝土即报废。到场后,要进行混凝土性能检测即塌落扩展度试验。
        根据设计说明,梁柱不同混凝土标号可分开浇筑。现场每台泵机安排2人指导并确认自密实混凝土和普通混凝土的运输车辆行进路线和浇筑顺序,并安排数名技术人员进行巡视确保不会出现错浇。
        (2)浇筑施工
        自密实混凝土的浇筑必须保证连续性,自密实混凝土对于模板的侧压力应按照液压核算。自密实混凝土模板的缝隙应小于1.5mm。对于混凝土的外观,从消除表面气泡和加强流动速度的角度考虑可以对模板进行适当敲击[4]。
        型钢混凝土结构应对称浇筑,防止扭曲变形。自密实混凝土宜避开高温时段浇筑。当水分蒸发速率过快时,应在施工作业面采取挡风、遮阳等措施[5]。
        考虑到柱与梁板混凝土标号不同,梁与板的混凝土类型不同,浇筑时需进行有效分隔,以保证各构件的强度要求。梁与柱连接处根据设计要求,柱浇筑时应保证与柱相接的梁在该梁亮高范围内均为柱标号混凝土,此处设置快易收口网作为梁柱分隔;梁板分隔,可在混凝土浇筑前在梁侧两排板筋处用板混凝土设置10cm宽同板高围堰,以保证梁板分隔。
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        混凝土浇筑时,用振捣棒对接缝处模板适当地进行振捣,使接缝部位密贴,同时应采取措施防止聚苯板、膨胀胶条及止水带的位移和破损。振捣原则,稍些振捣,忌过度振捣。具体操作为,插下立拔,10s内气泡翻滚即振捣密实。
        (3)混凝土养护
        自密实混凝土浇筑完毕,应及时采用覆盖、蓄水、薄膜保湿、喷涂或涂刷养护剂等养护措施,养护时间不得小于14d。垂直结构构件拆模后,应及时采用塑料薄膜覆盖严密,并保持塑料薄膜内有凝结水。
 
        (4)拆模
        因自密实混凝土早期强度低于普通混凝土,拆模时应对混凝土的保护。拆除顺序按搭设时的反顺序进行,即后搭设的部件先拆,先搭设的部件后拆。
 
        自密实混凝土拆模后的观感
        结语
        对于自密实混凝土在工程稠密配筋柱及型钢劲性柱中的应用,可以得出在复杂结构或超高层建筑当中使用面是非常宽泛的,也是具有相当高的适用性。在混凝土的配合比设计上,混凝土运输,模板排架支撑体系,浇筑施工中的浇捣、养护、拆模都体现出与传统混凝土有更高的技术要求。自密实混凝土在后期运营过程中,也表现出比普通混凝土更强的耐久性和使用性能。
        参考文献:
        [1]夏季施工缓凝剂对大掺量矿物掺合料混凝土影响研究[J].谢慧东,郑光明,李超. 混凝土.2009(05)
        [2]王国栋.低强度自密实混凝土及梁受弯性能的试验研究[D].河北农业大学,2008.
        [3]闫峰.C30级自密实混凝土梁受力各阶段的裂缝测量试验[J].四川建筑科学研究,2013,39(02):116-117.
        [4]宋小瑛.现代混凝土拌合物特性面面观——第二届全国混凝土配合比设计与质量控制技术交流会专家观点集锦[J].混凝土世界,2012(10):47-52.
        [5]JGJ-T 283-2012 自密实混凝土应用技术规程
 
 
 

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