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简介： 泵站工程主体部分由前池结构和厂房结构组成。前池结构平面图形呈喇叭形，小口宽22.982m，大口宽105.6m，长为174m。厂房结构平面尺寸为102m×48.6m,其中主厂房宽度为30m，底板混凝土厚度为3m，前侧挡土墙呈梯形，上端宽2m，下端宽4.4m，混凝土设计等级为C30、 S6。
关键字：泵站 ZY补偿收缩 混凝土

一、工程概况

泵站工程主体部分由前池结构和厂房结构组成。前池结构平面图形呈喇叭形，小口宽22.982m，大口宽105.6m，长为174m。厂房结构平面尺寸为102m×48.6m,其中主厂房宽度为30m，底板混凝土厚度为3m，前侧挡土墙呈梯形，上端宽2m，下端宽4.4m，混凝土设计等级为C30、 S6。

二、解决的技术问题

1、   工程前池结构与主厂房的挡土墙和底板均属超长混凝土结构，要解决混凝土的收缩裂缝问题，按常规做法是在板面上设置多条后浇带，等40~50天后再来填充。这样不但施工繁琐，而且混凝土的整体性防水难以保证。

2、   工程主厂房的底板厚度达3m，挡土墙为梯形断面，局部厚度达到3.4m~4.4m，均属于大体积混凝土。需要解决混凝土水化热引起的温差裂缝问题。

3、              挡土墙随标高不同，结构尺寸和厚度也变化，混凝土干缩和冷缩产生的内应力变化也扩大，容易出现结构裂缝。

三、解决问题的技术措施

经专家论证，北京市水利规划设计研究院在xxxxxxxxxxxxxxxx泵站设计中，除在结构设计方面加强消除应力、应变外，还将采用补偿收缩砼作为大体积结构裂渗控制的结构材料，利用砼膨胀剂配制不同膨胀性能的补偿收缩砼在该工程前池底版和厂房底版及墙板结构进行无缝施工，以解决上述问题。该技术的原理和技术经济效果详见中国建筑材料科学研究院科龙中心提供的《xxxxxxxxxxxxxxxx泵站采用ZY补偿收缩砼裂渗控制技术的可行性报告》。

四、大体积超长结构砼无缝施工技术要求

1、根据本工程结构的具体结构应力情况并结合设计要求，利用设置膨胀加强带替代伸缩性后浇缝。

2、底板膨胀加强带部分要增加部分温度应力的补偿钢筋。增加的补偿钢筋的位置垂直于加强带，补偿钢筋直接绑扎在其对应的面筋上，设置间距为水平构造筋的两倍。补偿钢筋要延伸到加强带两侧50cm，其材质与构造筋相同，直径要小于构造筋1~2个规格。

3、   膨胀加强带间距及应力补偿钢筋具体要求按设计图纸要求进行设置。

4、   膨胀加强带两册采用孔径为5mm钢模网拦起，并用钢筋支撑牢固。

5、   采用专门配制的不同膨胀性能的砼在不同的部位进行浇注，施工时可连续作业。

五、补偿收缩混凝土质量的要求

1、设计要求：补偿收缩混凝土的限制膨胀率非常重要，根据初步计算，该工程底板普通部位的限制膨胀率ε₂=2.0±0.5/万，底板膨胀加强带的限制膨胀率ε₂=2.0±0.5/万。墙体普通部位的限制膨胀率ε₂=2.0±0.5/万，墙体膨胀加强带的限制膨胀率ε₂=2.5±0.5/万。混凝土限制膨胀率的指标通过掺入ZY砼膨胀剂来实现，抗压强度、抗渗指标符合C30、S6，砼坍落度8~10cm。

2、混凝土原材料：

          水泥：宜用中热、低碱普硅42.5水泥，C₃A≤8%，到现场水泥温度≤60℃；

　　      砂：    中砂，含泥量≤0.9%，细度模数2.6~3.0；

 　　     石子：  粒径5~20mm、20~40二级配，含泥量 〈 1%；

　 　     膨胀剂：ZY砼膨胀剂，中国建材院北京中岩特种工程材料公司生产，符合JC476-2001；

          细磨掺合料：S≥4000cm²/g；（按GB/P18736-2002标准）

塑化剂：缓凝型塑化剂，减水率>15%；

粉煤灰：一级；

上述混凝土用原材料必须符合国家有关标准。

3、ZY补偿收缩混凝土性能要求

（1）混凝土坍落度和温度

混凝土的入模坍落度要求为8~10cm，混凝土入模温度要求在5~28℃之间。 

（2）混凝土凝结时间

具体的初凝与终凝时间要根据施工的具体情况进行设计.

（3）混凝土的强度等级及抗渗标号

结构底板、墙板的混凝土强度等级为C30，抗渗标号为S6，膨胀加强带的混凝土强度等级为C30、S6。混凝土抗压强度以90天抗压强度为设计强度等级。

（4）砼水化热控制

  根据该工程具体情况，设计的砼配比在结构中产生的水化热温度不超过45℃。

     4、 ZY混凝土其他技术要求

a)   混凝土的碱含量控制

为防止后期产生碱骨料反应，本设计要求混凝土的碱含量（K₂O、Na₂O含量）≤2.5Kg/m³，这是很高的要求，为此，所选用的水泥的碱含量要求≤0.6%，ZY膨胀剂的碱含量≤0.5%，减水剂中Na₂SO₄含量≤10%，并采用掺加活性细磨矿渣粉、粉煤灰等掺和料配制砼，这样才能抑制碱骨料反应，达到设计要求。

b)   混凝土水化热控制

本设计混凝土强度等级为C30，且以90天抗压强度为设计标号。根据我院的试验研究和工程实践，C30、S6的补偿收缩混凝土配合比中中热42.5普通水泥用量约200Kg/m³，磨细掺合料约150Kg/m³，ZY膨胀剂25Kg/m³，完全可以达到混凝土设计标号。在上述配合比条件下，经混凝土水化热计算和现场测温，2m厚底版的中心温度为40~45℃。施工现场混凝土入模温度控制小于28℃，加上保温保湿养护，可以确保大体积混凝土的内外温差小于20℃。由于混凝土中掺ZY膨胀剂，可产生1.5~2.0/万的微膨胀，在混凝土中建立0.2~0.7MPa的予压应力。以上技术措施中，完全可以防止大体积混凝土结构出现有害的温差裂缝和干缩裂缝。施工现场应加强混凝土测温工作，关于该工程的混凝土结构的抗裂计算另外提供。

c）         ZY混凝土施工监控

1、          混凝土限制膨胀率检测

在施工过程中，为保证混凝土中膨胀性能，应在每2500m³取样一组检测混凝土的限制膨胀率，不足2500m³的按一组计。膨胀加强带中混凝土限制膨胀率按每500m³取样一组，不足500m³按一组计。检测方法：GB-50119-2003标准。

2、          混凝土水化热温度检测

对于前池和泵房底板部分要进行水化热温度监控。监控方法为:在长轴方向每20m、短轴方向每15m预留测温孔，孔径4cm，深度为板厚90%。浇注的混凝土终凝后三天内采用温度计每四小时测温一次，测量测温孔内深度的100%、60%、10%温度并记录，当最高温度与混凝土表面温度（孔深10%）大于20℃时要加强保温措施。测温孔距边缘尺寸应大于1.5m。三天以后至7天每12小时测量一次。测温完成后，采用1：3水泥砂浆（内参ZY膨胀剂8%）填充。

d）         ZY补偿收缩混凝土参考配合比设计

以上是参考配合比，现场原材料确定后，再经试验确定配合比。

结构

部位

砼

等级

水泥(Kg/m³)

砂(Kg/m³)

石(Kg/m³)

1

ZY膨胀剂（Kg/m³）

细磨掺合料（Kg/m³）

水(Kg/m³)

边墙、底板

C30P6

200

748

1076

28

150

160

膨胀

加强带

C30P6

220

748

1076

37

150

163

e)        

 

 

 

 

其它

施工过程中未涉及到的控制指标按国家有关规定进行.

六、ZY补偿收缩混凝土施工注意事项

1.原材料计量

水泥、砂、石、外加剂、膨胀剂、矿渣粉、粉煤灰、水必须经过计量后才能投入搅拌机，计量误差应符合下列要求（按重量计）：

水泥、外加剂、膨胀剂、矿渣粉、粉煤灰、水：       ±1％

砂、石：                                 ±2％

现场混凝土搅拌站应设立水泥、矿渣粉、粉煤灰、膨胀剂散装罐和高效缓凝塑化剂（水剂）的容器，以微机控制计量。

2.混凝土搅拌

（1）按已确定的混凝土配合比，分别加入各种原材料，尤其膨胀剂不得少掺，也不得多掺，根据天气情况，可微调加入量，以达到混凝土塌落度要求。

（2）混凝土搅拌时间，用强制式搅拌机比不掺外加剂的普通混凝土延长30秒以上。应严格控制搅拌时间，确保混凝土搅和均匀。

（3）入泵混凝土禁止随意加水。

3.混凝土浇筑

（1）膨胀加强带设置和细部构造，按设计图纸确定。

（2）根据混凝土浇筑计划，按阶梯式分层推进，先用小膨胀混凝土浇筑，浇至膨胀加强带时，改用大膨胀混凝土浇注。膨胀加强带浇注完成再换回原小膨胀混凝土配比继续浇注。如此循环推进至全部完成。

（3）浇筑完后，在终凝前要进行二次抹压，随即用塑料薄膜覆盖，以防止表层塑性裂缝出现。

 （4）混凝土入模温度根据季节的不同，应控制在5~28℃之间。

4.混凝土养护

（1）底版混凝土硬化可上人时，要用麻袋覆盖或其他养护材料，连续保温保湿养护14天。

（2）边墙混凝土浇筑完后，要等3~5天拆模板，并在上部架设喷水淋管浇水或挂湿麻袋布养护，保湿保温养护时间14天，日照墙面要用塑料薄膜覆盖。

5. 其它

以上技术要求是根据混凝土技术特性提出，未涉及到的部分均按国家有关规定执行。

七、补偿收缩混凝土实验内容

1、            工程应用的原材料水泥、砂、石、细磨掺合料、高效塑化剂和膨胀剂等质量品质检验（包括化学检验）。试验方法按国家有关标准进行。

2、            根据工程技术要求，要进行混凝土配合比优选试验，除常规技术性能指标以外，还应进行不同部位混凝土配合比限制膨胀率的试验。试验方法：GB-50119-2003标准。

3、            提出不同结构部位，不同施工季节的混凝土施工配合比。

4、            由于本工程其构造和使用介于工民建和水工工程之间，建议设立专门针对此项工程的研究项目对其混凝土性能及耐久性等方面进行研究，为工程的顺利完成和使用提供科学依据。

5、            试验工作建议选择在以下三个试验单位进行：

1）国家非金属材料测试中心    （中国建材院内）

2）国家水利科学材料中心试验室（中国水科院内）

3）国家工程质量检测中心      （中国建研院内）