刘海峰 马泽琛 周海鹏 黄茂贵
中建二局第三建筑工程有限公司华东分公司 江苏南京 210019
摘要:随着土地资源的日益紧张,高层乃至超高层建筑层出不穷,随着建筑高度的提高必然导致混凝土结构中的柱、墙混凝土强度等级不断升高,从而导致竖向构件与水平构件砼强度等级相差两个及以上标号。因此拦茬材料及拦茬工艺尤为重要。
关键词:溶于水、强度大、质量轻、易加工、效果好
传统混凝土拦槎方式主要有快易收口网和铁丝网。
快易收口网优点是适用于多数施工缝;操作简单,工人普及度高;形成的凹凸表面免凿毛,新旧混凝土结合良好;易加工、易运输。但因市场影响,无法用廉价成本购买合格材料,材料强度难以达到施工要求;用于高强混凝土与普通混凝土拦截位置时,因高强混凝土侧压力大,劣质快易收口网凹凸将在压力下压平,失去新旧混凝土结合效果;用于梁拦茬时不能及时剔除,影响混凝土之间粘结力,在地震力作用下易产生贯通裂缝;快易收口网凹凸部分空隙较大,用于高强混凝土拦截会造成浆料流出,影响混凝土强度。
铁丝网优点是适用于多数施工缝;操作简单,工人普及度高;易加工、易运输。缺点是强度、强度较低,易破损;用于梁拦茬时,单层难以满足高强度混凝土拦茬,层数多时不能及时剔除,影响混凝土之间粘结力,且可能在拦茬处形成截断面,可能影响结构安全;另外用铁丝网拦茬水分易流失,影响混凝土凝结固化;
因此寻找一种成本低、操作方便、易加工、易运输且能满足施工要求不对结构产生有害影响的材料尤为中要。
一、材料初步确认
生活中用于洗衣店的洗衣液袋及衣服包装可直接溶于水,并且具有很高强度,给与了我们灵感。通过了解,该材料为聚乙烯醇薄膜(PVA,以下简称水溶膜),它具有强度高、水溶性好、对混凝土无害、无污染等的特点,常用于农业、化工业、食品包装等领域,目前仍未用于或极少用于施工行业,技术水平不够成熟,但在其他行业广泛应用,属于绿色可降解的高分子材料。
水溶膜常温膜在25°水环境中,开始溶解时间为0.5分钟,完全溶解时间为15分钟。它韧性好、拉伸强度大、抗撕裂强度高,拉伸强度达到35MPA,撕裂强度达10MPA。
聚乙烯醇经常作为混凝土添加剂(胶黏剂),并且具有溶于水、强度高等特点,因此从材料特性上讲可作为混凝土拦茬材料;
二、设定目标
设定目标:提高高低标号混凝土混凝土拦截率,拦茬处不形成截断面;
三、提出方案并确定最佳方案
3.1确定最佳方案
3.1.1溶解温度比选及评价
①根据调查数据显示,水溶膜高温薄膜遇水温度>40℃溶解,聚乙烯醇低温薄膜遇水温度0~40℃溶解;
②计算混凝土水化热后内部温度
水泥水化热总量:
Q0=4/(7/Q7-3/Q3)=4/(7/280-3/250)=307.692kJ/kg
胶凝材料水化热总量:
Q=kQ0=(k1+k2-1)Q0=(0.96+0.93-1)×307.692=273.846kJ/kg
混凝土的绝热温升:
T(t)=WQ(1-e-mt)/(Cρ)=350×273.846×(1-2.718-0.4×10)/(0.95×2450)=40.4°C
Tm=T0+ T(t)·ξ=20+40.426×0.36=34.6°C<40°C
③由计算可以知一般20°C混凝土最高升温未34.6°C,小于40°C,高温膜无法溶解,因此我们选择了低温膜。
3.1.2薄膜层数比选及评价
①在施工现场制作单层膜及4层膜试件,试件尺寸为1500×500×900(长宽高),混凝土强度等级分别为C60、C35
②试件拆模后进行7天养护,之后钻芯取样
3.1.3有无铅丝网比选及评价
①根据上一条试验得出,单层膜在遇到混凝土中水后1.5分钟开始溶解,失去强度,混凝土侧压力集中在中间更加剧了薄膜的破坏,出现了漏浆现象。
②结合传统工艺做法,我们拟将柔性材料聚乙烯醇薄膜与刚性材料铅丝网结合,希望可有效防止漏浆。
③为验证铅丝网能否满足要求,进行方案改进。
3.1.4方案改进
先将镀锌铅丝网绑在钢筋笼上(紧贴梁箍筋),然后将聚乙烯醇薄膜从高强度混凝土一侧用铅丝固定于镀锌铅丝网上和箍筋上,在梁底将薄膜与模板搭接50mm,用码钉固定防止漏浆;梁两侧用直径等于保护层厚度的钢筋封堵,防止漏浆。
先浇筑高等级墙柱混凝土,浇筑高度略高于结构完成面10mm,大约20~30分钟后再浇筑低等级梁板混凝土,此时对高强度混凝土区域进行振捣,在拦截网处重点振捣,使聚乙烯醇薄膜完全溶解(使薄膜与混凝土中水充分接触加快溶解)。
实际效果照片
结论:改进后的方案可行,应选用铁丝网做加强。
3.1.5确定最佳总体方案,具体如下示意图
四、结论
综上所述,采用单层、低温水溶膜与铅丝网结合作为高低标号混凝土拦截网能够达到预期目标。