补偿收缩混凝土在变电站超长地下室结构中的抗裂性研究.pdf

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1、补偿收缩混凝土在变电站超长地下室结构中的抗裂性研究宗锋，范渊(上海电力设计院有限公司，上海200025)摘要：上海地区建造的220kV变电站中屋内配电装置楼等一般都很长，在其超长地下室混凝土工程中过去多设置后浇带技术等来控制混凝土的开裂。近几年来采用补偿收缩混凝土取代施工后浇带，取得了良好效果。笔者从补偿收缩混凝土微膨胀剂的掺入量、浇注和养护等几方面进行了探讨。关键词：超长地下室；混凝土结构裂缝；施工后浇带；补偿收缩混凝土中圈分类号：，I'U94文献标识码：B文章编号：1672—4011(2011)02—0033一02O前言上海地区220kV变电站配电装置多采用户内式布置，由

2、于进出线回路多，很多配电装置房长达60m以上，个别超过100m。配电装置楼电缆层多为半地下或全地下布置。由于上海地区地下水位很高，地下室底板、侧墙、顶板开裂渗水时有发生，甚至发生过大量地下水涌入地下室的情况，严重影响变电站正常运行。因此超长地下室混凝土结构裂缝控制十分关键，过去多采取的措施有：增加水泥掺量，提高混凝土抗渗等级，设置伸缩缝，加设施工后浇带等¨“J，对控制地下室开裂渗水情况起到了很好作用，但施工操作多有不便，需二次作业且间隔时间长，施工进度慢，期间预留后浇带钢筋保护困难，质量难以保证，结构裂缝仍时有发生。因此，急需搜寻新的措施和方法来控制超长地下室混凝±结构的开裂

3、问题。近几年，在220kV江海、浦江、石港、王港、合兴等变电站配电装置楼超长地下室施工中采用补偿收缩混凝土取代施工后浇带，整个混凝土地下室底板、顶板、侧墙结构中全部采用HEA补偿收缩混凝土，并一次连续浇捣完成，不仅有效的控制了混凝土裂缝，而且施工方便，又缩短了工期。补偿收缩混凝土抗裂机理1．1补偿收缩混凝土的工作原理补偿收缩混凝土是一种膨胀混凝土，它是有水泥水化产生体积膨胀，通过膨胀对限制力作功，产生的限制膨胀抵消混凝土干缩、降温以及荷载等作用引起的限制收缩，一般在所使用的配筋条件下能使混凝土内部建立0．2一O．8MPa的压应力，从而对干燥收缩进行补偿。同时由于HEA水化形成

4、的大量钙矾石晶体具有填充毛细孔隙的作用，使混凝土的总孑L隙率减小，大大改善了混凝土中孑L结构的分布，使混凝土更加密实，显著提高混凝土的抗裂防渗性能及抵抗周围环境介质侵蚀能力，并能防止钢筋锈蚀。在补偿收缩混凝土中加入了HEA抗裂防水剂，它是新一代用以制备补偿收缩混凝土的膨胀剂，集抗裂、防渗、耐久等多功能于一体，具有掺量低，膨胀性能好的特点，其对混凝土早期强度基本无影响，对后期强度则有所提高。混凝土中掺入8一12％的HEA抗裂防水剂会使混凝土产生适度膨胀，在钢筋和邻位的约束下产生一定的预应力，能有效地补偿混凝土的干缩和冷缩。1．2对硬化混凝土性能的影响(1)强度。HEA补偿收缩混

5、凝土的早期强度随HEA掺量的增加而强度基本不降低，但后期强度却增长较快。养护条件较好时，由于HEA补偿收缩混凝土得密实性增加，混凝土的强度会超过不掺时的混凝土；但当HEA防水剂掺量过多时，混凝土自由膨胀率增长过大，强度下降。因此在适当限制条件下不仅能提高强度，而且与强度有关的其它各种性能同样能得到一定程度地提高。(2)抗渗性。HEA防水剂掺在水化过程中体积会发生膨胀，生成大于本来体积的水化产物，如钙矾石，它是一种针状晶体。随着水泥水化的进行，钙矾石逐渐在水泥石中搭接延伸，形成网状结构，有效地阻塞了水泥石中的缝隙，切断了毛细管通道，使结构更加密实，极大地降低了渗透系数，提高了抗

6、渗性能。(3)抗冻性。由于掺入了抗裂防水剂，混凝土的缝隙大大减少，从而增加了混凝土的密实性，混凝土的抗冻性也有很大地改善，同时大大提高了混凝土的耐久性。(4)气密性。气密性即混凝土的抗气渗性。m'A补偿收缩混凝土在限制条件下具有优良的气密性，对比HEA补偿收缩混凝土与普通混凝土在各种压力差下的气密性，充分显示HEA补偿收缩混凝土的气密性要高出很多倍。1．3补偿收缩混凝土可取代施工后浇带超长混凝土结构裂缝控制的重点是温差裂缝控制，因混凝土散热降温引起的冷缩比干缩更容易引起开裂。在以往设计施工中，为防止超长混凝土结构温差、干缩等裂缝，采用每40m左右加设一道施工后浇带的办法来控制

7、混凝土结构裂缝。采用补偿收缩混凝土，同时加以适当的温度控制，就有可能做到既合理，又有效地解决超长混凝土结构开裂问题。采用普通混凝土，水化热最高温度与平均气温之差应在25℃以内，否则往往因温差应力而产生开裂。而采用HEA补偿收缩混凝土，这个温差则可放宽40～45℃，这主要是因为补偿收缩混凝土可削减混凝土水化热15—20℃左右。因此，HEA补偿收缩混凝土取代施工后浇带是可行的。2补偿收缩混凝土的施工工艺2．1HEA抗裂防水剂的掺量的确定HEA抗裂防水剂的掺量的确定与一般化学外加剂的强度方法一样，必须采用实验