地鐵二襯C45高性能混凝土裂縫研究

王賽顯 欒志濤 褚紅濤 秦承亮

1. 青島磊鑫混凝土有限公司 山東 青島 266107；2. 山東弘豐信工程檢測鑒定有限公司 山東 青島 266200；3. 青島德邦混凝土有限公司 山東 青島 266108

前言

地鐵二襯C45高性能混凝土應具備特點有：高的工作性能、體積穩定性、高強度、高耐久性、高抗裂性。地鐵二襯C45高性能混凝土，由于處于地下，混凝土自身要有剛性防水，控制裂縫，不產生裂縫是防水一項最主要的工作之一。我們研究排除由于砂石骨料含泥過高造成混凝土剛終凝出現的裂縫，我們分析混凝土終凝后3天、7天、10天后出現地鐵二襯裂縫，我們要解決混凝土中水泥的化學減縮，混凝土的失水收縮，混凝土的溫差裂縫。

地鐵二襯C45高性能混凝土特點：水膠比低，高摻和料，一般用水量不高于160。要求混凝土壽命長100年，耐久性高，混凝土密實性好，氯離子擴散系數不宜大于4×10－12m2/s，電通量應小于1200C。使用低水膠比，摻加較細的礦粉及粉煤灰，同時降低了水泥用量，降低了水化熱[1]。

1 控制總膠材料

水泥漿體在水化過程中，水泥-水體系的總體積是發生縮小的，2(3CaO·SiO2)+6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2，反應后體系的絕對體積變化為-10.67%，2C2S+4H2O=3C3S2H3+Ca(OH)2，反應后體系的絕對體積變化為-10.2%，3C3A+3CaSO4·2H2O+25H2O=C3A·3CaSO4·31H2O，反應后體系的絕對體積變化為-9.29%。

在保證強度的前提下控制總的膠凝材料是必需的。從地鐵C45以往施工配合比膠材用量分析均大于400kg/m3，容易引起混凝土裂縫。控制在400kg/m3以下是合適的，達到C30混凝土膠材的控制用量。

2 高性能混凝土材料本身易自收縮產生裂縫

主要因素：現在工程的需求，混凝土呈現出高流態特點，骨料粒徑減小，砂率提高，坍落度增大等，對于高強、早強的需求，混凝土的水泥和摻和料用量增加，水化速率加快，造成拉壓比降低；水泥的活性、細度、早期強度等也使水泥水化熱和混凝土的收縮變形增加。混凝土的自生收縮從混凝土一開始水化就發生，主要持續在混凝土硬化后的幾周內，尤其是硬化后的前幾天。對于低水灰比的高性能混凝土收縮愈大[2]。

3 混凝土攪拌站要從試配及出廠抓好防止混凝土自收縮的產生

3.1 配合比的優化

要采用低水膠比，但要控制適宜的用水量，不能太低，也不能過高，一般宜控制在150～160kg/m3之高為宜。砂率選擇要根據沙子的細度模數，及石子的級配。沙子的細度模數控制在2.7～3.0之間為宜，石子采用二級配，砂率一般為40%～43%。外加劑選用聚羧酸外加劑，減水率不宜少于30%，宜選用30%～35%。

3.2 試配狀態的控制

試配是重要的一關，要根據混凝土狀態進行調整配合比。做到試配后混凝土和易性，流動性良好，不離析，不抓底，不泌漿，保水性，保漿性良好。要做到砂漿能包裹著石子，且包裹性良好，不宜出現石子外露現象，大小石子和砂漿能均勻分布。要觀察半小時，1小時，2小時，3小時狀態。

一般數據混凝土出機坍落度控制在210～230mm之間，擴展度控制在500～600mm之間，擴展度完成時間宜在3～8S之間，時間太短沒黏性不行，太長發黏也不行。混凝土的坍損不能出現突變的現象，一般1小時坍損要控制在20mm左右。

作為配合比控制，3小時是重要的一關，也是試配時常疏忽的一點。用萘系減水劑，氨基減水劑，脂肪族減水劑都不需檢測3小時后狀態，但對聚羧酸就太重要了。通過3小時檢測，若混凝土還有坍落度，能出漿，一般坍落度在160左右，這說明該配合比可以使用。若混凝土坍落度太小，無流動性，坍落度小于100mm，則該配合比不能使用。

關鍵是調整外加劑的緩凝成分。調整時，不能以加大外加劑減水率來控制混凝土坍損，易產后抓底，離析，更易產生混凝土的自收縮。所以宜多采用保坍型的減水劑。

3.3 開盤鑒定的控制

做完配合比設計實際上是剛開始，發貨時開盤鑒定是重要一關。因為實際生產與配合比試驗，還是存在著各種差異。在開盤鑒定時，也要按配合比出機時觀察要點進行觀察，同時重點觀察，取回混凝土樣后，是否在存在表面泌水，泌漿，骨料是否抓底。流動性是否良好。同時與運輸時間相掛靠，觀察坍損及混凝土狀態的變化。

3.4 現場狀態控制

混凝土到時現場后，要注意觀察入泵前混凝土狀態，經泵壓后澆筑到時施工部位時的狀態。一般車泵的混凝土入泵前控制在200～180較合適，地泵泵送的混凝土，根據泵管長度，適當提高入泵前的坍落度。

要保證泵送到施工部位后要有流動性，和易性要好，不能出現泌漿、跑漿、混凝土流動速度快，流動面積大的現象。更不能出現泵到時施工部位后，混凝土出現不流動現象，在板面堆積。混凝土要達到勻質性，要防止到工地沙子和石子分離現象。

混凝土澆筑到施工部位后，澆筑一點收面一顯，覆蓋薄膜一點，漲筑、收面、覆蓋同步進行，以達到保溫保濕的效果[3]。

4 混凝土配合比與生產控制

通過混凝土配合比與生產控制，使混凝土達到勻質性較好，和易性好，坍損小，使混凝土工作狀態滿足工地要求，易施工，以減少混凝土3天以后的自收縮。

參考文獻

[1] 劉娟紅,寧少民.綠色高性能混凝土技術與工程應用[M].北京:中國電力出版社,2011:15-16.

[2] 姚燕.高性能混凝土的體積變形及裂縫控制[M].北京:中國建筑工業出版社,2011:79.

[3] 孫捷.淺談高性能混凝土裂縫成因及預防措施[J].低碳世界,2014,(20):312-313.