郭雅峰， 陳士海， 楊宗樺， 李少波， 陳春超， 羅小峰

(1. 華僑大學(xué) 土木工程學(xué)院， 福建 廈門(mén) 361021； 2. 廈門(mén)軌道交通集團(tuán)， 福建 廈門(mén) 361010)

隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，城鎮(zhèn)人口不斷增加，地上交通日益擁擠，地鐵的建設(shè)成為解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵.然而，地鐵車(chē)站中很多結(jié)構(gòu)由于體積較大、養(yǎng)護(hù)困難和地下水環(huán)境的特殊性等原因，混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大量水化熱，且無(wú)法將內(nèi)部產(chǎn)生的熱量及時(shí)傳導(dǎo)到外界，在熱脹冷縮的作用下，出現(xiàn)大量裂縫.裂縫的大小、長(zhǎng)短及出現(xiàn)時(shí)間不僅與混凝土所處的環(huán)境和結(jié)構(gòu)有關(guān)，也與混凝土配合比密切相關(guān).因此，在考慮經(jīng)濟(jì)性的條件下，優(yōu)化混凝土配合比，配制性能良好的混凝土是減少混凝土裂縫的產(chǎn)生，提高混凝土抗?jié)B能力的必要條件.

混凝土是一種由骨料、砂漿、界面等組成的多相非均質(zhì)復(fù)合材料，各相間的物質(zhì)組成對(duì)性能有著至關(guān)重要的影響.不合適的顆粒級(jí)配不僅會(huì)增加水泥用量與成本，而且對(duì)混凝土的性能產(chǎn)生負(fù)面影響[1].王文璟[2]基于正交試驗(yàn)，研究原材料類(lèi)型、水灰比等因素對(duì)再生混凝土配合比、混凝土力學(xué)性能的影響.李福友等[3]針對(duì)武穴長(zhǎng)江公路大橋主橋施工期的早期裂縫控制問(wèn)題，研究寬箱梁C55混凝土配合比及膠凝材料組成對(duì)混凝土早期抗裂性、長(zhǎng)期收縮徐變性的影響，結(jié)果表明，在混凝土中摻入適量粉煤灰、礦粉和高性能外加劑可以有效地降低混凝土的水化熱溫升，減緩水化放熱速率，提高抗塑性收縮開(kāi)裂性能.Mehta等[4]認(rèn)為粗骨料顆粒與水泥漿體接觸面較為薄弱，接觸面會(huì)出現(xiàn)大量的孔隙和裂縫，故改善骨料配制具有必要性.張義長(zhǎng)等[5]從混凝土原材料方面分析混凝土裂縫的類(lèi)型和產(chǎn)生原因，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化骨料可以有效地減少混凝土收縮和混凝土開(kāi)裂的情況.在實(shí)際工程中，溫度收縮和自收縮是導(dǎo)致側(cè)墻混凝土結(jié)構(gòu)在約束下早期收縮開(kāi)裂的主要原因[6].現(xiàn)代混凝土應(yīng)具有高密實(shí)度，進(jìn)而提高混凝土的抗?jié)B性能.通過(guò)加入適量的粉煤灰、礦渣和外加劑等減少水化熱的產(chǎn)生，澆筑后及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，減少混凝土內(nèi)外溫差，最終可減少混凝土裂縫的產(chǎn)生.基于此，本文結(jié)合福建省廈門(mén)市地鐵的杏濱車(chē)站疊合墻工況，對(duì)地鐵車(chē)站疊合墻抗?jié)B防裂混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化與應(yīng)用.

1 混凝土配合比的初選

為了保證配置的混凝土具有良好的性能，參照多種規(guī)范對(duì)水膠比、單位體積用水量和砂率等進(jìn)行計(jì)算和取值.同時(shí)，為了降低計(jì)算量，采用正交試驗(yàn)法分析典型的混凝土配合比數(shù)據(jù).

1.1 相關(guān)參數(shù)

1) 混凝土配制強(qiáng)度.C40混凝土的配制強(qiáng)度f(wàn)cu，0的計(jì)算公式為

fcu，0≥fcu，k+1.645σ.

(1)

式(1)中：fcu，k為混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)，文中取40 MPa；σ為混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差.

2) 水膠比.參考普通混凝土配合比的設(shè)計(jì)原理，水膠比W/B的計(jì)算公式為

(2)

式(2)中：αa，αb均為回歸系數(shù)，文中取αa=0.53，αb=0.20；fb為膠凝材料28 d膠砂抗壓強(qiáng)度.

經(jīng)計(jì)算可得，水膠比為0.41.

3) 單位體積用水量.摻入外加劑時(shí)，每立方米混凝土的用水量mw，0的計(jì)算公式為

(3)

經(jīng)計(jì)算可得，C40 混凝土單位體積用水量為163 kg·m-3.

4) 礦物摻合料用量.每立方米混凝土中礦物摻合料用量mf，0的計(jì)算公式為

mf，0=mb，0βf.

(4)

式(4)中：mb，0為每立方米混凝土中膠凝材料用量，kg·m-3；βf為礦物摻合料摻量，%.

經(jīng)計(jì)算可得，粉煤灰和礦渣粉摻量分別為21%，11%.

5) 砂率.參考JGJ 55-2011《普通混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB 50108-2008《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》，在滿(mǎn)足混凝土抗?jié)B等級(jí)的條件下，砂率βs取35%～40%，泵送時(shí)可增至45%.

6) 粗骨料用量.粗骨料用量mg，0的計(jì)算公式為

(5)

式(5)中:ms，0為每立方米混凝土的細(xì)骨料用量，kg·m-3.

1.2 混凝土配合比的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是研究多因素水平的方法，它根據(jù)正交性從整體中篩選出部分具有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn).考慮混凝土水泥用量(m(水泥))、粉煤灰摻量(β(粉煤灰))、砂率(βs)3個(gè)因素，每個(gè)因素對(duì)應(yīng)3個(gè)取值進(jìn)行混凝土配合比組合.采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，篩選出最具代表性的配合比組合.

材料正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平表，如表1所示.表1中：A(水泥用量)，B(粉煤灰摻量)，C(砂率)分別為3個(gè)變化因素，每個(gè)因素設(shè)置3個(gè)水平.基于3因素3水平的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選擇L9(34)正交表，共得到9個(gè)試驗(yàn)組.C40混凝土的正交試驗(yàn)配合比，如表2所示.

表1 材料正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平表Tab.1 Factor level table of material orthogonal test design

表2 C40混凝土的正交試驗(yàn)配合比Tab.2 Orthogonal test mix proportion of C40 concrete

2 混凝土配合比的優(yōu)化

粗骨料是混凝土的重要組成部分，約占普通混凝土體積的30%～50%.因此，粗骨料級(jí)配的優(yōu)化對(duì)混凝土的和易性、耐久性和力學(xué)性能等具有重要的影響.首先，采用連續(xù)級(jí)配理論對(duì)粗骨料級(jí)配進(jìn)行優(yōu)化.然后，根據(jù)絕熱溫升，對(duì)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的9個(gè)試驗(yàn)組進(jìn)行篩選，選擇絕熱溫升最低的配合比進(jìn)行DHZ復(fù)合液最佳摻量試驗(yàn)，確定外加劑的最佳摻量.

2.1 粗骨料級(jí)配的優(yōu)化

文獻(xiàn)[7-8]在前人研究的基礎(chǔ)上提出Andreasen和Andersen連續(xù)級(jí)配理論模型，發(fā)現(xiàn)凝結(jié)作用中的細(xì)顆粒對(duì)新拌混凝土的和易性有較大影響，不可忽視.因此，引入有限最小顆粒尺寸[9]對(duì)Andersen模型進(jìn)行修正，也稱(chēng)為Alfred方程[10].

設(shè)D為碎石粒徑，小于粒徑D的累計(jì)篩余量CPFT為

(6)

式(6)中：DL，DS分別為粒徑體系中的最大粒徑和最小粒徑；q為分布系數(shù)，取值范圍為0.21～0.37，q越小，混凝土的流動(dòng)性越大.

由文獻(xiàn)[11]可知：將粗骨料假設(shè)為理想圓形骨料，可得分布系數(shù)q與堆積骨料理論孔隙率的關(guān)系曲線(xiàn)；當(dāng)q約為0.37時(shí)，顆粒堆積密度最大.若考慮實(shí)際骨料多為不規(guī)則石子，則分布系數(shù)q還需重新確定.為了簡(jiǎn)化計(jì)算，此處不做進(jìn)一步討論.經(jīng)計(jì)算可得，混凝土的骨料理論級(jí)配為5～10，5～20，16.0～31.5 mm的碎石以2∶5∶3(質(zhì)量比)進(jìn)行摻配.

2.2 混凝土的絕熱溫升

為了更加全面地分析不同配合比的絕熱溫升，引入等效齡期[12]的概念.等效齡期是基于Arrhenius方程的成熟度系數(shù)提出的，它建立了不同溫度歷程下混凝土達(dá)到相同成熟度所需時(shí)間之間的關(guān)系.通過(guò)等效齡期進(jìn)行換算，可將任意溫度歷程下混凝土自身性能的發(fā)展歷程轉(zhuǎn)化為參考溫度下混凝土力學(xué)性能的發(fā)展歷程，從而更加便捷地分析混凝土的絕熱溫升.

考慮溫度和濕度影響的等效齡期τe的計(jì)算公式為

(7)

式(7)中：ψ為相對(duì)水化速率；ψTc為依賴(lài)于混凝土溫度的系數(shù)；ψh為依賴(lài)于混凝土濕度的系數(shù)；ζ為時(shí)間；τ為齡期.

水泥水化是一個(gè)熱驅(qū)動(dòng)的過(guò)程，ψTc的計(jì)算公式為

(8)

式(8)中：T為實(shí)際的絕對(duì)溫度，根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度，文中取303 K；T0為參考溫度，一般取293 K；Uh為水化活動(dòng)能，對(duì)于混凝土材料[13]，當(dāng)T≥239 K時(shí)，Uh=335 kJ·mol-1，當(dāng)T<239 K時(shí)，Uh=[335+147×(293-T)]；R為氣體常數(shù)，R=8.315 J·K-1；當(dāng)混凝土溫度為0～100 ℃時(shí)，Uh/R約為2 700 K.

ψh的計(jì)算公式為

ψh=[1+(3.5-3.5h)4]-1.

(9)

式(9)中：h為混凝土的內(nèi)部濕度.

大體積混凝土內(nèi)部的水分通常是不損失的，取ψh=1.因此，大體積混凝土的等效齡期τe可表示為

(10)

式(10)中：Δτ為齡期的變化量.

通過(guò)混凝土的絕熱溫升可篩選正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的混凝土配合比.絕熱溫升是指假定邊界處于隔熱條件下，水泥等材料在硬化過(guò)程中水化放熱而使混凝土增高的溫度.如果混凝土自身產(chǎn)生的熱量較少，就可以減少混凝土熱脹冷縮產(chǎn)生的裂縫.絕熱溫升可經(jīng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定，當(dāng)缺乏直接測(cè)定的資料時(shí)，混凝土絕熱溫升的計(jì)算公式[14]為

(11)

式(11)中：Q(τ)為水泥水化熱；υ為折減系數(shù)，對(duì)于粉煤灰，υ=0.25；F為礦物摻合料用量；C為混凝土比熱容，文中取0.98 kJ·(kg·℃)-1；ρc為混凝土密度，文中取2 400 kg·m-3.

水泥水化熱依賴(lài)于混凝土的齡期，水泥在齡期時(shí)累積的水化熱的雙指數(shù)公式為

Q(τ)=Q0(1-e-aτb).

(12)

式(12)中：Q0為齡期趨于無(wú)窮時(shí)的最終水化熱，Q0=330 kJ·kg-1；a，b均為常數(shù)，a=0.69，b=0.56.

當(dāng)τ=28 d時(shí)，計(jì)算等效齡期，聯(lián)立式(10)～(12)，可得混凝土的絕熱溫升.試驗(yàn)組1～9的絕熱溫升分別為39.66，39.24，38.71，39.03，38.62，38.08，38.40，38.12，37.44 ℃.因此，采用試驗(yàn)組9(絕熱溫升最低)的配合比進(jìn)行DHZ復(fù)合液最佳摻量試驗(yàn).

2.3 外加劑最佳摻量的確定

試驗(yàn)采用的水泥為P·O42.5水泥(福建省龍巖市春馳水泥有限公司，比表面積為317 m2·kg-1，初凝時(shí)間為236 min，終凝時(shí)間為295 min)；粉煤灰為Ⅱ級(jí)粉煤灰(福建省漳州市后石電廠，密度為2.36 g·cm-3，細(xì)度為21.2%，SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.58%)；礦渣粉為S95級(jí)磨細(xì)礦渣粉(福建省龍海市三鋼集團(tuán)(龍海)礦微粉有限公司，密度為2.90 g·cm-3，比表面積為446 m2·kg-1，28 d的活性指數(shù)為100%)； 機(jī)制砂(福建省廈門(mén)市鴻銘建材有限公司，細(xì)度模數(shù)為2.9，級(jí)配區(qū)間為中砂Ⅱ區(qū)，石粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.4%，亞甲藍(lán)(MB)值為0.75)； 河砂(福建省廈門(mén)市萬(wàn)翔同實(shí)業(yè)有限公司，細(xì)度模數(shù)為2.6，級(jí)配區(qū)間為中砂Ⅱ區(qū)，含泥量為0.4%)； 粗骨料(福建省泉州市中輕石材有限公司，采用5～10，5～20，16.0～31.5 mm碎石三檔級(jí)配，針片狀顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%，含泥量為0.4%).

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，為了提高工程質(zhì)量，外加劑已廣泛地應(yīng)用于建筑行業(yè)中，如減水劑、引氣劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑、膨脹劑等.對(duì)比市面上的各種產(chǎn)品，選擇DHZ復(fù)合液(廣西南寧市大胡子防水科技有限公司)作為混凝土外加劑.DHZ復(fù)合液是一種具有減水、防水、緩凝、保水、微膨脹和抗裂等功能的復(fù)合型外加劑，在國(guó)內(nèi)大中型防水工程中得到了實(shí)踐應(yīng)用.DHZ復(fù)合液的減水率為28%；泌水率比為32%；密度為1.043 g·cm-3；氯離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%；含固量為38.2%；收縮率比(28 d)為105%；凝結(jié)時(shí)間差(初凝)為-20%；7 d抗壓強(qiáng)度比為113%；28 d抗壓強(qiáng)度比為105%.

文獻(xiàn)[15]中外加劑摻量為膠凝材料總量的0.5%～1.0%，而DHZ復(fù)合液說(shuō)明書(shū)中的推薦摻量為0.6%～0.8%，故選取0.60%，0.65%，0.70%，0.80%等4種DHZ復(fù)合液摻量；混凝土中水、水泥、粉煤灰、礦渣粉、砂、石的用量分別為163，282，60，81，741，1 023 kg·m-3.由此可確定外加劑最佳摻量試驗(yàn)中4個(gè)試驗(yàn)組的配合比.5～10，5～20，16.0～31.5 mm的碎石按2∶5∶3(質(zhì)量比)摻配，機(jī)制砂、河砂按1∶1(質(zhì)量比)摻配.

對(duì)4個(gè)試驗(yàn)組的混凝土和易性(流動(dòng)性、保水性和粘聚性)進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表3所示.表3中：s為坍落度；E為擴(kuò)展度；β(DHZ)為DHZ復(fù)合液摻量.由表5可知:當(dāng)DHZ復(fù)合液摻量為0.70%時(shí)，混凝土的和易性最佳.

表3 混凝土和易性試驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Results of concrete workability test

2.4 混凝土最優(yōu)配合比的確定

由此可確定混凝土最優(yōu)配合比，即水、水泥、粉煤灰、礦渣粉、砂、石的用量分別為163，282，60，81，741，1 023 kg·m-3，DHZ復(fù)合液摻量為0.70%.

3 混凝土性能試驗(yàn)

將摻入DHZ復(fù)合液的混凝土(試件T1)與未摻入DHZ復(fù)合液的混凝土(試件T2)進(jìn)行混凝土性能試驗(yàn)(強(qiáng)度試驗(yàn)、抗?jié)B試驗(yàn)、抗裂試驗(yàn)和收縮試驗(yàn))，分析二者的性能差異.

3.1 混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)

制備尺寸(長(zhǎng)×寬×高)為150 mm×150 mm×150 mm的試件T1，st，T2，st，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中進(jìn)行養(yǎng)護(hù).對(duì)試件T1，st，T2，st進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，結(jié)果如表4所示.表4中：σ7為7 d抗壓強(qiáng)度；σ28為28 d抗壓強(qiáng)度.

表4 試件的強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果 Tab.4 Strength test results of test pieces

由表4可知：試件T1，st的7 d抗壓強(qiáng)度大于T2，st；試件T2，st的28 d抗壓強(qiáng)度略高于試件T1，st，但是差異不大；兩種試件的抗壓強(qiáng)度均滿(mǎn)足GB 5017-2010《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》的強(qiáng)度要求.

3.2 混凝土抗?jié)B試驗(yàn)

參照GB/T 50082-2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)試件T1，se(6個(gè))和試件T2，se(6個(gè))進(jìn)行抗?jié)B試驗(yàn).試件的上口直徑為175 mm，下口直徑為185 mm，高為150 mm.

啟動(dòng)混凝土抗?jié)B儀(圖1)，對(duì)試件進(jìn)行測(cè)試，混凝土抗?jié)B儀每隔8 h對(duì)試件自動(dòng)增加0.1 MPa水壓，直至水壓為1.3 MPa.試件T1，se的加壓開(kāi)始時(shí)間為2021年8月11日12:00，加壓結(jié)束時(shí)間為2021年8月15日20:00；試件T2，se的加壓開(kāi)始時(shí)間為2021年8月11日12:10，加壓結(jié)束時(shí)間為2021年8月15日20:10.采用混凝土抗?jié)B儀自動(dòng)加壓至1.3 MPa后，試件T1，se，T2，se均未出現(xiàn)滲水情況.參照GB 50164-2011《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》，試件T1，se，T2，se的抗?jié)B等級(jí)均大于P12，滿(mǎn)足抗?jié)B等級(jí)P10的要求，表明試件具有較高的密實(shí)度，抗?jié)B性能良好.

圖1 混凝土抗?jié)B儀Fig.1 Concrete anti-seepage meter

3.3 混凝土抗裂試驗(yàn)

根據(jù)GB/T 50082-2009《混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》和《客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件》中的圓環(huán)約束試件法相關(guān)規(guī)定，對(duì)試件T1，cr(2個(gè)，編號(hào)分別為T(mén)1，cr，1，T1，cr，2)和試件T2，cr(2個(gè)，編號(hào)分別為T(mén)2，cr，1，T2，cr，2)進(jìn)行抗裂試驗(yàn).試件的尺寸(外圓周長(zhǎng)×內(nèi)圓周長(zhǎng)×高)為425 mm×305 mm×100 mm.從加水?dāng)嚢璧烬g期(28 d)的時(shí)間范圍內(nèi)，對(duì)試件進(jìn)行每日觀察，并記錄試件開(kāi)裂情況.硬化前后的試件，分別如圖2所示.

(a) 硬化前 (b) 硬化后圖2 硬化前后的試件Fig.2 Test piece before and after hardening

試件的抗裂試驗(yàn)結(jié)果，如表5所示.表5中:l為裂縫長(zhǎng)度；w為裂縫寬度.由表5可知：試件T1，cr產(chǎn)生的裂縫時(shí)間比試件T2，cr晚6 d，試件T1，cr產(chǎn)生的裂縫數(shù)量比試件T2，cr多19條，試件T1，cr的裂縫寬度為0.15～0.20 mm，試件T2，cr的裂縫寬度為0.09～1.20 mm.這說(shuō)明加入DHZ復(fù)合液可以減少混凝土裂縫的產(chǎn)生，并提高混凝土的抗裂性能.

表5 試件的抗裂試驗(yàn)結(jié)果Tab.5 Anti-crack test results of test pieces

3.4 混凝土收縮試驗(yàn)

GBT 50082-2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中的接觸法可以用于早期混凝土自由收縮變形的測(cè)定，也可用于無(wú)約束狀態(tài)下混凝土自收縮變形的測(cè)定.采用尺寸(寬×高×長(zhǎng))為100 mm×100 mm×515 mm的棱柱體試件T1，sh(3個(gè))和試件T2，sh(3個(gè))進(jìn)行收縮試驗(yàn).對(duì)試件進(jìn)行28 d的養(yǎng)護(hù)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)測(cè)量試件長(zhǎng)度，獲取試件的收縮率變化情況.

混凝土收縮率εsh的計(jì)算公式為

εsh=(L0-Lt)/Lb.

(13)

式(13)中：Lb為測(cè)量標(biāo)距，用混凝土收縮儀(圖3)測(cè)量時(shí)應(yīng)等于兩測(cè)頭內(nèi)側(cè)的距離；t為從測(cè)定初始長(zhǎng)度時(shí)算起的天數(shù)，d；Lt表示試件在試驗(yàn)期為t時(shí)測(cè)得的長(zhǎng)度，mm；L0為試件長(zhǎng)度的初始讀數(shù)，mm.

圖3 混凝土收縮儀Fig.3 Concrete shrinkage meter

試件的收縮率變化曲線(xiàn)和收縮量變化曲線(xiàn)，分別如圖4，5所示.圖4，5中：ΔL為收縮量；試件T1，sh，T2，sh的收縮率和收縮量為3個(gè)試件的算術(shù)平均值.

圖4 試件的收縮率變化曲線(xiàn) 圖5 試件的收縮量變化曲線(xiàn)Fig.4 Shrinkage rate variation curves of test pieces Fig.5 Shrinkage amount variation curves of test pieces

由圖4可知：第1～3天試件T1，sh，T2，sh的收縮率迅速增大，第3天收縮率比第1天增長(zhǎng)近0.000 1，7 d后收縮率的增長(zhǎng)速度逐漸變緩；試件T1，sh的收縮率一直小于T2，sh，說(shuō)明試件在澆筑后的1～3 d，混凝土由于水分蒸發(fā)產(chǎn)生的干燥收縮程度較大，養(yǎng)護(hù)7 d后，干燥收縮程度變化穩(wěn)定.因此，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)施工，充分養(yǎng)護(hù)早期大體積混凝土能夠有效地改善混凝土開(kāi)裂問(wèn)題.由圖5可知：第28天，試件T1，sh收縮量最小(0.196 mm).綜上可知，試件T1，sh，T2，sh的收縮量和收縮率的變化規(guī)律基本相同；經(jīng)過(guò)28 d的養(yǎng)護(hù)，試件T1，sh的收縮量一直小于試件T2，sh，說(shuō)明混凝土自身產(chǎn)生的熱量較低，DHZ復(fù)合液能夠降低早期混凝土的收縮量，提高混凝土的抗裂性能.

4 工程應(yīng)用

廈門(mén)地鐵的杏濱車(chē)站采用明挖法施工，車(chē)站主體結(jié)構(gòu)外包長(zhǎng)度為258.5 m，采用800 mm地下連續(xù)墻和400 mm內(nèi)襯墻疊合受力的結(jié)構(gòu)形式，主體結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段寬度為21.1 m.隨著建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍日益增大，為了滿(mǎn)足建筑功能的需求，混凝土結(jié)構(gòu)的尺寸越來(lái)越來(lái)大，約束也越來(lái)越強(qiáng)，這些原因加劇了混凝土裂縫的產(chǎn)生.為了減少裂縫的產(chǎn)生，杏濱車(chē)站采用跳倉(cāng)法施工，前期采用聚羧酸減水劑進(jìn)行施工，為了提高混凝土的性能，后期改用DHZ復(fù)合液作為外加劑.

為了對(duì)比兩種外加劑對(duì)混凝土性能的影響，對(duì)內(nèi)襯墻的裂縫進(jìn)行收集與分析，記錄各條裂紋的最大寬度、裂紋數(shù)量和裂紋分布.現(xiàn)場(chǎng)部分裂縫照片，如圖6所示.

(a) 斜裂縫 (b) 弧形裂縫 (c) 豎向裂縫圖6 現(xiàn)場(chǎng)部分裂縫照片F(xiàn)ig.6Partial crack in-situ photos

現(xiàn)場(chǎng)使用的混凝土均采用汽車(chē)泵送，運(yùn)送時(shí)間、振搗時(shí)間、澆筑溫度等因素都會(huì)影響混凝土的抗裂能力.為了減少裂縫，混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗和養(yǎng)護(hù)等都必須嚴(yán)格執(zhí)行施工規(guī)范.采用摻入聚羧酸減水劑的混凝土澆筑某一疊合墻，獲取其28 d齡期的裂縫生成情況.摻入聚羧酸減水劑的疊合墻裂縫分布，如圖7所示.圖7中：藍(lán)色虛線(xiàn)為鋼模板拼接縫位置；數(shù)字表示裂縫編號(hào).

圖7 摻入聚羧酸減水劑的疊合墻裂縫分布(單位：mm) 圖8 摻入DHZ復(fù)合液的疊合墻裂縫分布(單位：mm)Fig.7 Cracks distribution of composite wall mixed with polycarboxylate water reducer (unit: mm) Fig.8 Cracks distribution of composite wall mixed with DHZ compound liquid (unit: mm)

由圖7可知：整個(gè)疊合墻上裂縫較多，大部分為豎向裂縫且間距規(guī)整，同時(shí)也伴隨一小部分斜裂縫和弧形裂縫.

為了便于對(duì)比，在車(chē)站施工時(shí)，用摻入DHZ復(fù)合液的混凝土澆筑某一疊合墻.摻入DHZ復(fù)合液的疊合墻裂縫分布圖，如圖8所示.

經(jīng)后期的數(shù)據(jù)整理可知：外摻DHZ復(fù)合液且經(jīng)過(guò)配合比優(yōu)化后的疊合墻裂縫數(shù)量減少了8條，減少了從疊合墻頂部到底部貫穿裂縫的產(chǎn)生；優(yōu)化前疊合墻裂縫總長(zhǎng)度為56.7 m，優(yōu)化后裂縫總長(zhǎng)度為32.4 m，裂縫長(zhǎng)度減少了24.3 m，表明外摻DHZ復(fù)合液且經(jīng)過(guò)配合比優(yōu)化后的混凝土抗裂性能優(yōu)于外摻聚羧酸減水劑的混凝土，可提高混凝土的性能，減少混凝土裂縫的產(chǎn)生.

5 結(jié)論

基于混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)混凝土配合比中的多個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)篩選，對(duì)混凝土的粗骨料級(jí)配進(jìn)行優(yōu)化，計(jì)算各試驗(yàn)組的絕熱溫升，并選取絕熱溫升最低的試驗(yàn)組配合比摻入DHZ復(fù)合液，得到地鐵車(chē)站抗?jié)B防裂混凝土的最優(yōu)配合比.通過(guò)混凝土性能試驗(yàn)和實(shí)際工程應(yīng)用，可以得到以下2個(gè)結(jié)論.

1) 由混凝土的強(qiáng)度試驗(yàn)、抗裂試驗(yàn)、抗?jié)B試驗(yàn)和收縮試驗(yàn)可知，摻入DHZ復(fù)合液的混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范.相較于未摻入DHZ復(fù)合液的試件，摻入DHZ復(fù)合液的混凝土產(chǎn)生的裂縫較少，收縮率和收縮量較低，表明摻入DHZ復(fù)合液能夠提高混凝土的抗裂防滲性能.

2) 工程應(yīng)用的結(jié)果表明，相較于摻入聚羧酸減水劑的地鐵車(chē)站疊合墻，摻入DHZ復(fù)合液的地鐵車(chē)站疊合墻的裂縫少了8條，裂縫長(zhǎng)度減少了24.3 m.因此，采用DHZ復(fù)合液的混凝土能夠提高混凝土的抗裂性能，減少地鐵車(chē)站疊合墻裂縫的產(chǎn)生.