补偿收缩混凝土应用技术规程

补偿收缩混凝土应用技术规程2011年03月24日星期四《补偿收缩混凝土应用技术规程》JGJ/T178-2009实施指南1总则1.0.1为规范补偿收缩混凝土的工程应用，减少或消除混凝土收缩裂缝，提高混凝土结构的防水性能，保证工程质量，制定本规程。【1.0.1解析】制定本规程的目的，即规范补偿收缩混凝土工程的设计与施工，突出补偿收缩混凝土结构的防水性能，从而保证补偿收缩混凝土工程的质量。1.0.2本规程适用于补偿收缩混凝土的设计、施工和验收。【1.0.2解析】本规程的适用范围。本规程的直接服务对象是设计和施工人员。1.0.3补偿收缩混凝土的应用除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。【1.0.3解析】补偿收缩混凝土源于普通混凝土，二者在制备工艺、施工工艺、工作性能与强度性能等诸方面基本相同，又确无必要一一列入本规程。因此，补偿收缩混凝土在应用过程中，除执行本规程的规定外，同时要符合国家现行有关标准的规定。本规程的有关内容，将随着建筑技术和新材料开发的进步以及工程实践经验的不断积累，得到补充和完善。2术语2.0.1混凝土膨胀剂expansiveagentsforconcrete与水泥、水拌合后经水化反应生成钙矾石、氢氧化钙或钙矾石和氢氧化钙，使混凝土产生体积膨胀的外加剂，简称膨胀剂。【2.0.1解析】本规程所指的膨胀剂，包括水化产物为钙矾石（C3A·3CaSO4·32H2O）的硫铝酸钙类膨胀剂、水化产物为钙矾石和氢氧化钙的硫铝酸钙—氧化钙类膨胀剂、水化产物为氢氧化钙的氧化钙类膨胀剂，不包括其他类别的膨胀剂。氧化镁膨胀剂虽然在大坝混凝土中已有使用，但由于技术原因，目前还没有在建筑工程中应用，进行的研究也比较少，因此不包括在本规程中。2.0.2限制膨胀率percentageofrestrainedexpansion混凝土的膨胀被钢筋等约束体限制时导入钢筋的应变值，用钢筋的单位长度伸长值表示。【2.0.2解析】通过测量配筋率一定的单向限制器具的变形可以获得限制膨胀率。膨胀剂的限制膨胀率是膨胀剂产品的关键质量和技术指标，按照现行行业标准《混凝土膨胀剂》JC476规定的方法测定。补偿收缩混凝土的限制膨胀率是工程设计指标，按现行国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119规定的方法测定。2.0.3自应力self-stress混凝土的膨胀被钢筋等约束体约束时导入混凝土的压应力。【2.0.3解析】补偿收缩混凝土膨胀时，会对其约束体施加拉应力，根据作用力与反作用力原理，约束体会对其产生相应的压应力，由于此压应力是利用混凝土自身的化学能（膨胀能）张拉钢筋或其他约束体产生的，有别于外部施加的机械预应力，所以称为自应力。自应力按照公式μεσ••=E计算，（σ—自应力值，E—限制钢筋的弹性模量，取2.0×105MPa，μ—试件配筋率），对于钢筋混凝土而言，在一定范围内，配筋率与自应力值成正比关系；配筋率一定时，限制膨胀率高，自应力值就大。2.0.4补偿收缩混凝土shrinkage-compensatingconcrete由膨胀剂或膨胀水泥配制的自应力为0.2～1.0MPa的混凝土。【2.0.4解析】按膨胀能大小可以将膨胀混凝土分为补偿收缩混凝土和自应力混凝土两类，其中补偿收缩混凝土的自应力值较小，主要用于补偿混凝土收缩和填充灌注，用于补偿因混凝土收缩产生的拉应力、提高混凝土的抗裂性能和改善变形性质时，其自应力值一般为0.2~0.7MPa，用于后浇带、连续浇筑时预设的膨胀加强带、以及接缝工程填充时，自应力值为0.5~1.0MPa，在这两种情况下使用的膨胀混凝土，由于自应力很小，故在结构设计中一般不考虑自应力的影响。日本认为当膨胀混凝土经过干燥收缩后尚残留压应力，称为自应力混凝土，否则为补偿收缩混凝土。我国所称的自应力混凝土的自应力值较大，在结构设计时必须考虑自应力的影响，自应力混凝土主要用于制造自应力混凝土压力输水管。以前是使用膨胀水泥拌制膨胀混凝土，自从膨胀剂问世后，由于其成本低，使用灵活方便，现在基本上都使用膨胀剂拌制膨胀混凝土，鉴于两种工艺拌制的补偿收缩混凝土性质大致相同，因此使用膨胀水泥拌制补偿收缩混凝土时，本规程也具有一定参考性。2.0.5单位胶凝材料用量bindingmaterialcontent每立方米混凝土中使用的水泥、矿物掺合料和膨胀剂的质量之和。【2.0.5解析】因为膨胀剂与水泥一样，参与水化作用，属于胶凝材料，所以单位胶凝材料用量应该为（C＋E＋F）。此处C表示单位水泥用量，E表示单位膨胀剂用量，F表示除膨胀剂以外的掺合料（如粉煤灰﹑磨细矿渣粉等）的单位用量。2.0.6膨胀剂掺量additionpercentageofexpansiveagentinbindingmaterial混凝土中膨胀剂占胶凝材料总量的百分含量。【2.0.6解析】膨胀剂掺量是指膨胀剂与水泥、膨胀剂和矿物掺合料等胶凝材料的百分比，即E/(C+E+F)。2.0.7膨胀加强带expansivestrengtheningband通过在结构预设的后浇带部位浇筑补偿收缩混凝土，减少或取消后浇带和伸缩缝、延长构件连续浇筑长度的一种技术措施，可分为连续式、间歇式和后浇式三种。连续式膨胀加强带是指膨胀加强带部位的混凝土与两侧相邻混凝土同时浇筑；间歇式膨胀加强带是指膨胀加强带部位的混凝土与一侧相邻的混凝土同时浇筑，而另一侧是施工缝；后浇式膨胀加强带与常规后浇带的浇筑方式相同。【2.0.7解析】膨胀加强带一般设在原设计留有后浇带的部位，收缩应力比较集中，需要采用自应力大的补偿收缩混凝土对两侧混凝土进行强化补偿。根据工程结构特点和施工要求，膨胀加强带分为连续式、间歇式和后浇式三种构造形式。3基本规定3.0.1补偿收缩混凝土宜用于混凝土结构自防水、工程接缝填充、采取连续施工的超长混凝土结构、大体积混凝土等工程。以钙矾石作为膨胀源的补偿收缩混凝土，不得用于长期处于环境温度高于80℃的钢筋混凝土工程。【3.0.1解析】本条明确了补偿收缩混凝土的主要使用场合。对膨胀源是钙矾石的补偿收缩混凝土使用条件进行了规定。因为钙矾石在80℃以上可能分解，所以从安全性考虑，规定膨胀源是钙矾石的补偿收缩混凝土使用环境温度不高于80℃，膨胀源是氢氧化钙的补偿收缩混凝土不受此规定的限制。3.0.2补偿收缩混凝土的质量除应符合现行国家标准《混凝土质量控制标准》GB50164的规定外，还应符合设计所要求的强度等级、限制膨胀率、抗渗等级和耐久性技术指标。【3.0.2解析】掺入膨胀剂的补偿收缩混凝土仍属普通硅酸盐体系的混凝土，其使用也在普通混凝土的范围之内，故需满足普通混凝土的质量控制标准，但是掺入膨胀剂后，与普通混凝土相比，在多数情况下新拌补偿收缩混凝土的凝结时间略快、坍落度偏低、坍落度损失略大，在确定其工作性指标时，应予以注意。3.0.3补偿收缩混凝土的限制膨胀率应符合表3.0.3的规定。表3.0.3补偿收缩混凝土的限制膨胀率用途限制膨胀率(%)水中14d水中14d转空气中28d用于补偿混凝土收缩≥0.015≥-0.030用于后浇带、膨胀加强带和≥0.025≥-0.020工程接缝填充【3.0.3解析】限制膨胀率指标是依据现行国家标准《混凝土外加剂应用技术规程》GB50119的规定确定的。其中用于后浇带、膨胀加强带和工程接缝填充的混凝土限制膨胀率，根据最新的研究结果调整至-0.020%，根据补偿收缩混凝土的定义，自应力为0.2～1.0MPa时，相应的限制膨胀率约为0.015％～0.060％，故最小限制膨胀率取0.015％。3.0.4补偿收缩混凝土限制膨胀率的试验和检验应按照现行国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119的有关规定进行。【3.0.4解析】本条规定了补偿收缩混凝土限制膨胀率的试验和检验方法。由于本规程制订时，新的《混凝土膨胀剂》国家标准GB23439-2009也在制订过程中，但未颁布实施，故本规程还引用原行业标准JC476。《混凝土膨胀剂》GB23439-2009将于2010年3月1日实施，届时现行行业标准《混凝土膨胀剂》JC476将废止，在新国家标准附录中规定了膨胀剂的限制膨胀率和补偿收缩混凝土的限制膨胀率的测量方法，与现行行业标准《混凝土膨胀剂》JC476和现行国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119规定的方法完全相同。另外，本规程颁布实施之后，彻底规范了补偿收缩混凝土应用技术体系，为避免在不同修订期内，不同技术标准对同一内容规定和解释之间相互矛盾，未来修订国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119时，将删除有关膨胀剂应用技术的章节。3.0.5补偿收缩混凝土的抗压强度应满足下列要求：1对大体积混凝土工程或地下工程，补偿收缩混凝土的抗压强度可以标准养护60d或90d的强度为准；2除对大体积混凝土工程或地下工程外，补偿收缩混凝土的抗压强度应以标准养护28d的强度为准。【3.0.5解析】本条规定了补偿收缩混凝土抗压强度的检验龄期。对于大体积混凝土工程或地下工程，出于降低水化热、节约胶凝材料资源和提高混凝土的耐腐蚀性考虑，鼓励掺用粉煤灰和磨细矿渣粉等活性矿物掺合料，充分利用这种混凝土后期强度高的特性，故规定可以采用标准养护60d或90d的强度设计。其他混凝土仍然按照标准养护28d的强度设计。3.0.6补偿收缩混凝土设计强度不宜低于C25；用于填充的补偿收缩混凝土设计强度不宜低于C30。【3.0.6解析】本条规定了补偿收缩混凝土的最低抗压强度设计等级。补偿收缩混凝土的有效膨胀必须建立在一定的强度基础之上，强度太低，不可能获得性能优良的补偿收缩混凝土。3.0.7补偿收缩混凝土的抗压强度检验应按照现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081进行。用于填充的补偿收缩混凝土的抗压强度检测，可按照本规程附录A进行。【3.0.7解析】本条规定了补偿收缩混凝土的抗压强度试验方法。对膨胀较小的补偿收缩混凝土，按照现行国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081检测。对用于填充的补偿收缩混凝土，有时因膨胀过大会出现无约束试件强度明显降低的情况，按照本规程附录A进行，使试件在试模中处于限制的状态，比较符合实际使用情况。4设计原则4.0.1设计使用补偿收缩混凝土时，应在设计图纸中明确注明不同结构部位的限制膨胀率指标要求。【4.0.1解析】随着国内建设的高速发展，现浇大体积、大面积和超长混凝土得到大量应用，同时其开裂情况不断增多，补偿收缩混凝土是一种较好的解决手段。本条是对补偿收缩混凝土设计的一般规定。不同的结构部位受约束的程度不同，因此补偿收缩时需要的膨胀能也不一样，需要明示限制膨胀率取值范围。膨胀剂掺量不能准确反映混凝土的膨胀能，规定了限制膨胀率后，可以根据限制膨胀率经过配合比试验确定膨胀剂的准确掺量。由于导入混凝土的自应力值很小，在计算补偿收缩混凝土的设计轴向压缩极限应力和设计弯曲拉伸极限应力时，可不考虑膨胀的影响。4.0.2补偿收缩混凝土的设计取值应符合下列规定：1补偿收缩混凝土的设计强度等级应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。用于后浇带和膨胀加强带的补偿收缩混凝土的设计强度等级应比两侧混凝土提高一个等级。【4.0.2-1解析】在胶凝材料用量和水胶比相同的条件下，补偿收缩混凝土的28d强度与普通混凝土相当；在限制充分的状态下，强度高于普通混凝土；无约束试件60d龄期强度一般比28d增长15%以上。从过去的研究结果和工程实践来看，我国的膨胀剂配制的补偿收缩混凝土，在中等强度等级（C25～C40）的水平上较适于体现膨胀的有益作用，因此需要注重膨胀与强度的协调问题，不宜过大追求混凝土的富余强度。但是高强度混凝土是混凝土的发展方向，应该努力探究提高混凝土的补偿收缩能力的新措施。后浇带和膨胀加强带的部位收缩应力一般比较大，故在强度设计时作适当提高。2限制膨胀率的设计取值应符合表4.0.2的规定。使用限制膨胀率大于0.060％的混凝土时，应预先进行试验研究。表4.0.2限制膨胀率的设计取值结构部位限制膨胀率（%）板梁结构≥0