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UEA 混凝土结构设计与施工技术 温淑桥 (甘肃省水利水电学校 ,甘肃 兰州 730021) 摘要 :工程实践证明 UEA (United Expansing Agent) 混凝土具有很好的抗裂 、防渗性能 ,尤其对大体积连续浇筑混凝土 由于可以不分缝 ,不分块 ,从而可以取得显著的经济效益 。本文从理论上系统的介绍了 UEA 混凝土的抗裂缝防渗机 里及 UEA 混凝土的结构设计与施工技术 。 关键词 :UEA 混凝土 ;伸缩缝 ;膨胀带 ;设计与施工 中图分类号 : TU528155 文献标识码 :A 1 概述 由混凝土设计规范 ( GBJ 10 - 39) 知 ,钢筋混凝土结构总 是带裂缝工作的 。裂缝按照开裂宽度 Wcr 可分为 : ①肉眼不 可见的微观裂缝 ; ②宏观裂缝 ( Wcr ≥0105 mm) , Wcr ≥011 mm 的宏观裂缝称作有害的宏观裂缝 。钢筋混凝土结构裂缝产 生的原因是多种多样的 。如荷载 、混凝土徐变 、温差 、干湿变 形 、不均匀沉降等 。国内外大量资料表明 ,钢筋混凝土结构 出现裂缝的原因属于荷载引起的约占 20 %左右 ( 称荷载裂 缝) ;而由于变形变化 ( 徐变 、温差 、干湿变形等) 引起的却占 80 % (称变形裂缝) ,而在变形裂缝中因混凝土的干湿变形及 温差又是其主要原因 。为了对这种裂缝进行控制 ,设计师们 除用配置钢筋以满足结构强度外 ,还采取了大量的建筑 、结 构措施 : ①配置控制裂缝的额外钢筋 ; ②在大体积或大面积 构件中设置后浇带 ; ③在大体积混凝土中用预埋冷却水管或 冷却骨料的方法减少温差变形引起的裂缝 ; ④对有防渗要求 的建筑物 , 采用外防水卷材把材料包起来等措施 。由 此 可 见 ,人们对钢筋混凝土结构的裂缝控制付出了巨大的代价 。 针对以上问题 , 预应力混凝土的抗裂原 理 给 我 们 以 启 示 ,即是否能在混凝土中掺入一些特殊的材料 ,由于这种材 料的掺入 ,能在混凝土中建立预应力场 ,这种特殊材料即是 UEA 。 UEA 是由铝酸或硫酸铝熟料加入明矾石 、石膏 ,经研磨 而成的高效合成膨胀剂 ,呈灰白色粉剂 ,比重为 2185 。 2 UEA 混凝土的抗裂原理 211 UEA 混凝土的抗裂原理 在混凝土中用 UEA 以 10 %～12 %等量取代水泥即可拌 制成 UEA 补偿收缩混凝土 。这使其产生的膨胀能转为的预 压应力存储在结构中 ,用以抵消结构中产生的大部分乃至全 部拉应力 。这就是 UEA 混凝土的抗裂原理 。 212 UEA 混凝土的防渗原理 UEA 在水化过程中形成的膨胀源 ———钙矾面结晶 ( C3A· 3CaSO4 ·32H2O) ,可起到填充 、堵塞混凝土结构中毛细孔隙的 作用 ,使大孔变小 ,总孔隙率减少 ,经此原密实度大大提高 , 这就是 UEA 混凝土的防渗原理 。 3 影响 UEA 混凝土性能的主要原因 311 UEA 的掺入量 aw ( %) 总的来讲 ,UEA 的掺入量越高其膨胀量越高 ,且膨胀大 部分发生在浇筑混凝土开始的 15 d 内 ,根据这个性质 ,可以 调整其 掺 入 量 aw , 达 到 不 同 作 用 的 混 凝 土 , 如 aw = 8 %～ 12 %时可配置补偿收缩混凝土 ; aw = 12 %～14 %时可配置填 充型混凝土 ; aw = 20 %～25 %时可配置自应力型混凝土等 。 312 水灰比 W/ C 的影响 大量实验证明 , W/ C 越小 , 其彭胀值 ε2 越高 。反之亦 然 。为此在浇筑混凝土时必须有效地控制用水量 ,在工程上 常采用掺减水剂的方法 。 313 不同配筋率ρ对膨胀值的影响 从工程实践中发现 ,当ρ增大 ,则 ε2 也随之增大 ,但当ρ 达到某值时 ,即使ρ继续增大 ,ε2 却反而减小 ,因此在这里存 在着一个最佳配筋率的问题 。有实验证明 ,当ρ= 0124 %～ 1157 %时 ,将能获得最大膨胀能 。 314 水泥用量 C 由于水泥用量的增加 ,相应的混凝土密实度也提高 ,故在 UEA 混凝土中对水泥用量有如下规定 : ①在抗渗工作中 , C = 350～400 kg/ m3 ; ②在其他工程中 , C 300 kg/ m3 。为了在保证 混凝土的强度等级和规定的膨胀值的前提下减少水泥用量 , 通常在 UEA 混凝土中掺入一定的优质粉煤灰可达此目的 。 315 水泥种类的影响 原则上来讲可掺入各种水泥 ,但是从工程实践证明 ,地方性 小窑水泥由于安定性差及含钙率低 ,故不宜采用 。对 UEA 混凝 土结构宜选用 425 # 或 425 # 以上的普通水泥和矿渣水泥 。 316