徐州轨道交通地下车站侧墙结构高性能混凝土早期抗裂性能研究

在试验研究高性能混凝土关键热力学参数的基础上,采用基于"水化-温度-湿度-约束"多场耦合机制的抗裂性评估理论与方法,结合城市轨道交通工程主体结构形式,计算分析了徐州轨道交通地下车站侧墙结构早期混凝土的温度及开裂风险的变化过程,据此提出了混凝土抗裂方案,并在徐州市城市轨道交通工程2号线市政府站主体结构进行了示范应用,取得了良好的效果。     

基于统计分析的侧墙混凝土最大开裂风险回归模型

地下现浇侧墙结构混凝土开裂渗漏问题是工程界普遍公认的一大顽疾。针对多个工程实体侧墙结构,在采用水化-温度-湿度-约束耦合模型对侧墙混凝土在材料、结构、环境、施工等多种因素耦合作用下的早龄期收缩开裂风险进行量化评估的基础上,进行了四百余种工况的统计分析,通过方差分析进行各参数影响程度分析,并得到适用于厚0.3~1.2 m、强度等级C30-C60的侧墙结构混凝土中心温度和最大开裂风险多元回归模型,结果吻合较好,为快速便捷地预测侧墙结构混凝土的中心温升与最大开裂风险提供了较为有效的方法,为初步制定现浇地下侧墙结构混凝土抗裂方案提供依据。     

金鸡湖隧道现浇侧墙结构抗裂性能提升技术与应用

为解决金鸡湖湖底隧道现浇侧墙易出现早期收缩裂缝问题,在采用温控膨胀抗裂剂优化配合比降低收缩应力与开裂风险基础上,基于多场耦合机制的现代混凝土开裂风险评估方法对抗裂性施工影响因素模拟计算,提出温控指标及针对性工艺方法,采用微膨胀抗裂混凝土与预埋水管冷却控温协同抑制厚度1.4 m侧墙开裂风险,通过工程监测与观察验证,材料与工艺措施配合可实现主体结构无贯穿性收缩开裂.     

钙镁复合膨胀技术在城市轨道交通工程中的应用

地下车站主体结构混凝土开裂渗漏是城市轨道交通工程建设的顽疾,尤其是侧墙结构。采用环境模拟箱研究了实际温度历程下CaO与MgO膨胀组分对混凝土早期变形性能的影响。结果表明:复合掺入4%CaO与4%活性(110±10)s MgO可使混凝土温升阶段膨胀变形较基准混凝土增大约82%,温降阶段收缩变形较基准混凝土减小约17%。基于钙镁复合膨胀技术制备低收缩、高抗裂混凝土并用于无锡地铁4号线某地下车站主体结构侧墙施工,显著降低了其收缩变形与开裂风险,实施效果良好。     

混凝土高效抗裂剂在徐州轨道交通地下工程中的应用

轨道交通地下车站侧墙中温度开裂是其最主要的开裂形式,主要是由于结构温升高,且拆模后快速的降温造成收缩开裂。基于此,在混凝土中掺入HME-V混凝土(温控、防渗)高效抗裂剂,该抗裂剂能够降低水泥水化速率,进而降低混凝土结构温升及温度开裂风险;并且抗裂剂自身膨胀组分水化产生膨胀,进一步补偿混凝土自收缩及后期温度收缩。HME-V混凝土(温控、防渗)高效抗裂剂在徐州轨道交通2号线市政府站中得到了成功的应用,全站侧墙中未见任何贯穿性裂缝。     

城市轨道交通地下车站主体结构混凝土裂缝控制试验研究

抑制快速温升、温降条件下的收缩开裂是控制城市轨道交通地下车站主体结构混凝土渗漏的关键。依托在建的常州市城市轨道交通1号线工程,通过抗裂功能材料的应用及系列配合比的设计,对混凝土强度、绝热温升、早龄期变形性能、耐久性能进行了系统测试,在此基础上,调整优化配合比,并进行工程应用。结果表明,采用具有温度与膨胀历程双重调控功能的HME-V(温控、防渗)高效抗裂剂,实现了混凝土温升和收缩性能的双重调控,制备出的混凝土满足力学、抗裂及耐久性的要求,通过对实体结构混凝土制备、浇筑、监测的各个环节的控制,实现了地下车站主体结构无贯穿性收缩裂缝的出现。     

城市轨道交通混凝土抗裂防渗技术研究与应用

抑制混凝土开裂渗漏是保障城市轨道交通地下结构建设质量的重点和难点。以城市轨道交通地下车站为例,分析了混凝土开裂的主要原因,介绍了施工期混凝土抗裂性评估与设计方法,提出了混凝土材料抗裂性能控制指标,以及保障指标实现的材料、施工控制措施,结合实际工程,介绍了成套技术应用效果,为类似工程抗裂防渗建设质量提升提供指导。     

施工因素对地铁车站侧墙混凝土早期裂缝影响监测分析

监测了不同施工季节、模板材质和拆模时间等工况下某地铁车站主体结构侧墙混凝土温度、应变历程,分析了其对混凝土早期收缩开裂的影响。结果表明,施工时气温越高,侧墙混凝土温升、温降、温降速率以及温降收缩越大,开裂风险也显著上升。使用钢模板有利于早期散热,可显著降低侧墙混凝土的温升与温度峰值,降低其开裂风险。延长木模板拆模时间可减小侧墙混凝土的温降速率,利用混凝土的徐变效应抑制开裂风险。上述施工因素变化过程中,侧墙混凝土的里表温差及其引起的开裂风险总体较小。     

基于多场耦合作用的索塔混凝土开裂风险研究

结合沪通长江大桥索塔结构裂缝控制研究背景,基于"水化-温度-湿度-约束"多场耦合机制的结构混凝土抗裂性评估模型与方法,对混凝土材料、施工环境及结合尺寸等耦合作用下的桥梁索塔大体积强约束结构混凝土抗裂性进行开裂风险分析。定量评估混凝土材料性能、施工工艺参数、结构约束情况等因素对混凝土温度场、应力分布的影响,并基于应力准则,定量分析各种因素对结构开裂风险系数的影响规律。明晰影响开裂风险的主要因素及其大小,为针对实际工程的混凝土抗裂性能控制指标及施工控制指标的提出指明了方向。     

基于多场耦合作用的核电站混凝土开裂风险研究

文章结合广东太平岭核电站核岛厂房结构裂缝控制研究背景,基于混凝土早期收缩开裂行为的“水化-温度-湿度-约束”多场耦合机制,建立核岛厂房结构抗裂性评估计算模型与方法,对混凝土材料、施工工艺及结构尺寸等因素作用下强约束结构混凝土抗裂性进行开裂风险分析。定量评估混凝土材料性能、施工工艺参数以及结构约束情况等对混凝土温度-应力场的影响因素,并基于应力准则,定量分析各种影响因素对核岛厂房强约束结构开裂风险系数的影响规律,明晰影响开裂风险的主要因素及其大小,为实际工程的混凝土抗裂设计及施工指明了方向。     

高温入模条件下侧墙结构混凝土早期收缩裂缝控制技术研究

温度收缩和自收缩是导致侧墙结构混凝土在约束条件下早期收缩开裂的主要原因,考虑夏季施工混凝土高温入模时会极大提高侧墙开裂风险的现状,评估了入温度为35℃时功能材料对混凝土温度与变形的影响。结果表明,通过掺加具有温升抑制及微膨胀效果的功能材料可显著降低混凝土早期绝热温升发展速率来降低实体结构温峰,同时能够在温升和温降阶段发挥全过程补偿收缩作用,从驱动力层面上降低了侧墙结构混凝土早期收缩开裂风险。     

地下立交隧道主体侧墙结构混凝土防开裂技术研究

地下立交隧道主体侧墙混凝土收缩裂缝控制是隧道工程建设中的难点,是实现侧墙结构刚性自防水需解决的关键问题。结合监测结果对侧墙混凝土开裂渗漏原因进行分析,在此基础上,从水化速率与膨胀历程调控的角度设计制备出低温升抗裂混凝土,通过热力学,体积稳定性表征其抗裂性能,并在实际工程应用中辅以保温保湿养护措施控制墙体降温速率。研究表明:采用抗裂混凝土技术及相应的保温保湿养护工艺,侧墙降温速率小于2.0℃,里表温差控制在5.0℃以内,浇筑15.2 d补偿温度收缩与自收缩后混凝土仍有约45με的膨胀变形,拆除养护后观察墙体表面无裂缝产生,为类似工程结构控裂技术实施提供参考借鉴。     

地下车站侧墙大体积混凝土的配制与应用研究

为减少某轨道交通工程地下车站侧墙结构混凝土的开裂现象,通过原材料优选及混凝土水化热测试分析,确定侧墙结构大体积混凝土的推荐配合比为:水泥∶粉煤灰∶矿渣粉∶抗裂剂∶砂∶石∶水∶减水剂=242kg/m~3∶70 kg/m~3∶47 kg/m~3∶31 kg/m~3∶745 kg/m~3∶1 100 kg/m~3∶143 kg/m~3∶7.02 kg/m~3,配制出来的混凝土,其综合性能满足设计要求。侧墙结构试验段的施工效果表明,坍落度控制在160±20 mm,采用组合木模板带模养护4 d,掺入抗裂剂能减少大体积混凝土的开裂风险。     

补偿收缩混凝土在大型污水处理厂中的应用

氧化镁膨胀剂具有水化产物稳定、与混凝土强度发展相匹配的特点,在建筑领域中的应用越来越广泛。苏州工业园区第二污水处理厂工程主体结构防水混凝土采用氧化镁类补偿收缩混凝土,并根据实体结构监测数据制定相应施工技术。在施工环境、混凝土等级、氧化镁膨胀剂掺量一致的情况下,底板内部温度修正后微应变较侧墙大16～41με,侧墙结构收缩、开裂风险较底板高;实体结构温度修正后微应变最大值为25～73με,30d左右降至-12～29με,有效补偿混凝土温度收缩和干燥收缩,可知氧化镁类补偿收缩混凝土具有良好的抗裂效果。     

索塔实心段大体积混凝土裂缝控制技术

索塔实心段大体积混凝土因强度等级高及结构尺寸特点存在较大的开裂风险。文章在抗裂性评估的基础上,研究了材料、施工技术措施等因素对混凝土开裂风险的影响,基于实际工况条件,提出了可实施的大体积混凝土裂缝控制方案。通过综合运用入模温度控制、掺加抗裂功能材料、设置冷却水管及采取保温措施等多项抗裂技术,有效降低了混凝土开裂风险,实现了实体结构裂缝的有效控制。     

HME~-V混凝土(温控、防渗)高效抗裂剂在苏州工业园区污水处理厂侧墙结构中的应用

侧墙结构是实际混凝土结构中极易开裂的部分。开裂的原因在于结构快速降温过程中很大的温度收缩。为抑制这一风险,从补偿混凝土收缩以及削弱温峰、控制降温速率的角度,在混凝土中掺入高效膨胀剂和水化调控型化学外加剂复合而成的HME-V混凝土(温控、防渗)高效抗裂剂是行之有效的方法。这一技术途径在中新苏州工业园区污水处理厂工程中得到了成功应用。     

地铁车站叠合墙内衬混凝土施工期裂缝控制技术研究

针对地铁车站叠合墙内衬结构混凝土受约束大,开裂风险较高,容易在施工期产生收缩裂缝问题。依托上海地铁真新新村站为研究背景,通过合理搭配矿物掺合料,掺入具有温升抑制与微膨胀功能抗裂剂配置出低温升,高耐久性的抗裂混凝土,系统地测试混凝土早期的力学、热学、体积变形等性能。在此基础上,采用多场耦合收缩开裂模型进行开裂风险的计算与评估,结合实际工程抗裂参数的监测分析及裂缝观察,实现叠合墙结构混凝土收缩裂缝的有效控制。     

青岛地铁车站主体结构抗裂混凝土研究与应用

为解决青岛地铁混凝土抗裂性与耐久性设计矛盾,保障结构自防水性能,预防与控制收缩开裂,结合侧墙混凝土监测数据进行开裂机制分析,基于混凝土水化速率与收缩性能协同调控技术,通过一系列的热力学变形试验研究制备出满足泵送施工及高耐久性要求的低温升抗裂混凝土,并在实际工程中应用。结果表明,抗裂混凝土能显著降低结构温峰与降温速率,通过增大温升及降温阶段的膨胀变形补偿收缩,降低开裂风险,在青岛地铁混凝土收缩裂缝控制中取得良好的应用效果。     

城市轨道交通地下车站抗裂防渗新技术

混凝土开裂是导致城市轨道交通地下车站结构渗漏的最主要原因。在分析地下车站主体结构混凝土开裂原因的基础上,介绍了非荷载作用下结构混凝土抗裂性评估及设计方法、塑性阶段水分蒸发抑制技术、硬化阶段水化速率与膨胀历程双重调控新技术,以及典型的工程应用,结果表明,科学设计混凝土抗裂性能,合理选择关键技术,有效控制施工工艺,可以避免地下车站结构混凝土贯穿性收缩裂缝的出现,解决混凝土结构渗漏难题。     

膨胀剂对某地下室侧墙C50混凝土抗裂性能的影响

研究了氧化钙-硫铝酸钙类膨胀剂对地下室侧墙C50混凝土抗裂性能的影响。结果表明:随着膨胀剂掺量增加,C50混凝土的限制膨胀率和自生体积变形增大;内掺8%膨胀剂的C50混凝土的限制膨胀率符合JGJ/T 178—2009《补偿收缩混凝土应用技术规程》规定的抗裂性要求;约束条件下,膨胀剂内掺0～12%范围内,随着膨胀剂掺量增加,C50混凝土的抗渗性能提高;在50 cm厚地下室侧墙C50混凝土温度历程下,掺8%膨胀剂可有效补偿侧墙混凝土的温度收缩和早期自收缩,降低了地下室侧墙C50混凝土的开裂风险。