抑溫型膨脹劑H C S A-R在淄博銀座地下車庫中的應用

張卓，耿佃亮，陳云虹

（1. 銀座集團股份有限公司，山東 濟南 250063；2. 山東新城建工股份有限公司，山東 淄博 255000；3. 中國建筑材料科學研究總院，北京 100024）

抑溫型膨脹劑H C S A-R在淄博銀座地下車庫中的應用

張卓1，耿佃亮2，陳云虹3

（1. 銀座集團股份有限公司，山東 濟南 250063；2. 山東新城建工股份有限公司，山東 淄博 255000；3. 中國建筑材料科學研究總院，北京 100024）

本文介紹具有水化熱抑制功能的新型膨脹材料 HCSA-R 在大體積基礎筏板施工中的應用。通過合理的配合比設計，摻加 HCSA-R 及降低水泥用量，取消了原設計的溫度后澆帶，降低了混凝土水化溫升，減小了溫度開裂風險，簡化了施工工藝，提高了施工質量，取得了良好的施工結果。

膨脹劑；基礎筏板；水化熱抑制；溫度裂縫

1 工程概況

本工程為淄博銀座商城二期工程，工程場地位于淄博市張店區柳泉路與共青團路交叉口的東南角。地下車庫3層，東西長 115.7m，南北寬為 71.8m，為超長結構。基礎型式為筏板＋柱墩，混凝土強度等級 C40，外墻混凝土強度等級 C40，扶壁柱混凝土強度等級 C50，局部 C40。

2 設計關鍵點

圖1為原設計后澆帶的留設位置，采用摻加HCSA-R 的補償收縮混凝土后，取消所有原設計溫度后澆帶，改為在原后澆帶處留設施工縫。

基礎筏板厚度 800mm，同時設計有相同高度的柱墩，混凝土強度等級 C40，屬于大體積混凝土施工，由于水化熱高，水化溫升引起的溫度應力易造成溫度裂縫，除了應用具有補償收縮作用的補償收縮混凝土實現超長無縫施工外，控制其水化熱，降低溫度收縮是基礎筏板裂縫控制的重點。

3 HCSA-R 水化熱抑制型膨脹劑

HCSA-R 是通過精心配料設計，引入微量元素，經特殊工藝燒成制備的新型混凝土膨脹劑，它是硫鋁酸鈣—氧化鈣類雙膨脹源膨脹劑，不僅完全保留了 HCSA的優良性能，而且引入的微組分物質能夠有效干預 C3S水化的水化誘導期和加速期，起到抑制水泥水化反應速度，推遲水化最高峰的出現，同時降低最高溫度的效果，實現抑制水化熱的目的。具有與強度發展相協調的膨脹速率，膨脹能高、穩定性好、安全可靠、對后期水分補充的依賴程度低、抑制水化熱等特點。在混凝土中摻加膠凝材料5%～6% 的 HCSA-R，可降低混凝土結構最高溫度6～10℃，減小混凝土降溫段的溫差，減小混凝土結構冷縮值，減小混凝土降溫段的拉應力值，降低結構開裂風險。[1-2]

4 配合比設計

近二十年來，混凝土溫度裂縫越來越嚴重，甚至在一些截面尺寸并不大的結構中也會出現溫度收縮開裂的情況，其中很大一部分原因，是因為混凝土中水泥的細度越來越細，早強礦物越來越多，帶來的問題就是早期的水化放熱速率高，累積溫升高，溫度收縮開裂風險大大增加，所以對于需要控制溫度應力的混凝土，一般水泥用量建議在 300kg/m3以下，摻加粉煤灰等輔助膠凝材料，將驗收齡期改到 60d 或 90d，一方面降低了溫度收縮開裂風險，另一方面也節約了水泥，降低了成本，避免強度過于富余造成的浪費。本工程在配合比設計過程中，將商品混凝土攪拌站原混凝土單方水泥用量從300kg 降低到 250kg，提高了粉煤灰的用量，同時在保證和易性的前提下，降低了用水量，最后確定配合比如表1 所示，28d 強度達到了 133%（見表2 ），強度滿足設計要求。

表1 混凝土配合比

表2 混凝土抗壓強度結果

5 現場測溫

大體積混凝土施工，最關鍵的地方在于控制混凝土的溫度，需要對施工過程中的混凝土溫度進行實時監測，本工程采用中國建筑材料科學研究總院研發的互聯網+遠程無線混凝土溫度測控儀，該設備具有測試簡單，無需專業人員操作；自帶充電式電源，工地現場無需外接電源；數據讀取方便，無論在任何地點、任何時間，在任意可以訪問網絡的設備上都可以查閱數據；防水航空插頭連接，更換方便等特點，如圖2所示。

圖2 現場測溫情況

圖3 基礎筏板測溫結果

從圖3中可以看出，水化溫升只有不到 20℃，可以看到 HCSA-R 的摻入及合理的配合比設計，對水化溫升的控制起到了關鍵作用。大大降低了溫度收縮開裂風險。

6 施工關鍵點

為保證基礎筏板的施工質量，在施工過程中需要注意以下關鍵點：

（1）混凝土澆筑前，模板及鋼筋間的所有雜物必須清理干凈。

（2）混凝土澆筑前對混凝土生產廠家進行實地檢察，進行統一的技術交底，要求統一配合比、統一原材料。

（3）后澆帶施工縫處隔離網要綁扎牢靠，防止跑灰漏灰導致振搗不實；隔離網應位于止水鋼板的居中位置，偏移會弱化鋼板的止水效果。

（4）雨季施工時，集水坑和電梯井坑的積水需要抽干凈。

（5）澆筑前止水鋼板一定要清理干凈，保證澆筑混凝土與其結合牢靠。

（6）所有地泵或模板支撐用架子管應在混凝土初凝前從混凝土中抽出。

（7）穿墻螺栓建議采用傳統焊接止水片的螺桿。

（8）集水坑和電梯井坑的模板配重一定要夠，防止模板上浮，下部混凝土振搗不實。

7 結論

本工程基礎筏板施工從4月初施工，歷時一個月，分三次完成了混凝土澆筑，施工情況良好，HCSA-R 的加入對混凝土的施工性能沒有明顯的影響，施工效果良好，通過對溫度歷程的監控發現，混凝土溫升較小，升溫速率合理，通過后期的查看，并未在基礎底板發現裂縫，證明 HCSA-R 的水化熱抑制與膨脹功能可以補償混凝土的收縮，減免溫度后澆帶的留設，簡化了施工工藝，也提高了混凝土防水質量，減少二次澆筑產生的施工縫滲漏風險。

[1]趙順增，劉立．抑制水化熱型混凝土膨脹劑HCSA-R 的性能[J]．膨脹劑與膨脹混凝土，2010(2):7-9.

[2]趙順增，劉立，賈福杰，等.一種水化熱抑制型混凝土膨脹材料及其制備方法與應用[P]．發明專利，CN 103342494 B．

張卓（1989—），男，山東濟南，本科，主要研究建筑工程方向。

［通訊地址］山東省濟南市歷下區濼源大街 66 號銀座大廈 21 樓工程部（250063）