[00117044]超高性能混凝土永久模板施工技术

1．课题任务来源 属企业自选课题。氯离子具有极强的穿透力,能通过混凝土的细微孔隙进入钢筋混凝土结构内部,并吸附于钢筋表面钝化膜处,当达到一定浓度（临界值）时,可使该处PH值迅速降低,导致钢筋表面局部钝化膜破坏、钢筋锈蚀]、钢筋受力截面减少;钢筋锈蚀后体积膨胀,使钢筋的混凝土保护层胀裂、剥落和损坏,钢筋与混凝土之间的握裹遭受破坏。沿海水利工程,由于受到海水、海风和海雾中氯离子的侵蚀,其混凝土结构的承载力及耐久性问题是需要重点关注的问题。如果处理不当,会导致混凝土结构寿命不足、抗灾能力差等问题,一方面对沿海地区的人身财产安全造成威胁,另一方面也会造成巨大的直接和间接经济损失,严重影响水利工程对经济社会发展的支撑能力的发挥。为了提高海洋环境工程钢筋混凝土结构抵抗氯离子侵入能力,防止钢筋混凝土结构因氯离子腐蚀过早破坏,提高钢筋混凝土结构耐久性,延长海洋环境工程使用寿命,目前主要的技术措施是采用抗海水腐蚀混凝土（超高性能混凝土、胶乳改性混凝土、掺阻锈剂混凝土）、在混凝土表面涂覆防护层、采用镀层钢筋或涂层钢筋、阴极保护,这些技术措施在一定程度上延缓了钢筋腐蚀开始的时间,但存在成本高、施工困难或防腐效果不可确定等问题。近年发展起来的一种超高性能水泥基材料——超高性能混凝土,力学性能极高、体积稳定性优良,具有超高强度和耐久性,其抗压强度可达150MPa,电通量低于100C、抗硫酸盐等级超过KS150,抗冻等级超过F500,其工作寿命超过200年是完全可能的,目前已开始在海洋环境工程中应用,但其费用高昂,单价是普通混凝土的5~10倍,推广应用受到制约。为克服现有钢筋混凝土工程抗氯离子腐蚀技术的不足,降低钢筋混凝土结构工程抗氯离子腐蚀费用,开展本项目研究。 2. 技术原理与性能指标 2.1 技术原理 采用超高性能混凝土永久模板作为有抗冲、抗磨要求的结构及有氯离子侵蚀环境的普通钢筋混凝土结构的外表层,在普通钢筋混凝土结构成型后模板不拆除,永久围封在普通钢筋混凝土结构表面,利用其优异的抗冲磨、抗氯离子性能提高钢筋混凝土结构的使用寿命;永久模板采用抗压、抗折性能优良的超高性能混凝土与高抗拉强度的冷拨钢丝制作,在板厚1.5cm~4.0cm时具有足够的强度刚度,采用现有同尺寸钢模板加固方式进行加固,具有足够的稳定性,能够承受大流动性混凝土浇筑时对模板产生的荷载;永久模板接缝外表面形成宽1~2cm、深约1cm的凹槽,混凝土浇筑完成后,在凹槽内填抹超高性能混凝土填缝剂,使模板缝线明显,装饰效果显著,可大大改善钢筋混凝土工程外观质量。 2.2 性能指标 超高性能混凝土抗压强度大于150MPa,抗折强度大于12MPa,电通量低于100C;超高性能混凝土模板面板厚度不大于15mm,平面尺寸150cm×60cm模板重量不大于50kg,跨度90cm、承受30kN/m2载荷时,模板挠度不大于5mm,模板不开裂。永久模板能与结构混凝土结合良好,施工过程中,模板不变形,跑模。 3. 技术的创造性与先进性 1)研发了一种超高性能混凝土永久模板：采用抗压强度161.2MPa、抗渗强度＞3 MPa、电通量12C的超高性能混凝土制作,模板长150cm、宽60cm、厚1.5cm,内表面粗糙面且纵向设2条2.5cm高加劲肋、外表面四周设置深、宽均为8mm的L形填缝槽,模板上设置若干个对拉螺栓孔;在模板跨度为90cm时,能承受30kN/m2荷载。 2)超高性能混凝土永久模板施工技术。3)超高性能混凝土永久模板在工程上应用,在结构混凝土浇筑过程未发生变形及跑模现象,浇完28d后现场检查,永久模板与底板及墙身结构混凝土结合良好未出现缝隙,墙身永久模板与结构混凝土连接平顺,永久模板表面平整无裂缝。 4. 技术的成熟程度、实用范围和安全性 采用超高性能混凝土永久模板作为海洋环境钢筋混凝土结构的外表层,可提高海洋环境钢筋混凝土结构的抗腐蚀能力,延长钢筋混凝土工程寿命,降低钢筋混凝土结构工程抗氯离子腐蚀费用,具有显著技术、经济和社会效益;制作永久模板的材料为超高性能混凝土,其抗压强度可达150MPa,电通量低于100C、抗硫酸盐等级超过KS150,抗冻等级超过F500,力学性能极高、体积稳定性优良,具有超高强度和耐久性,可提高海洋环境钢筋混凝土结构的抗腐蚀能力,延长钢筋混凝土工程寿命; 本技术的永久模板体系,能够满足施工要求并提升钢筋混凝土结构的表面质量;本技术将具有抗氯离子侵蚀的永久模板围封在钢筋混凝土结构外表层,可将沿海或有氯离子环境的钢筋混凝土结构中采用的抗氯离子混凝土全部改为普通混凝土,在确保钢筋混凝土结构具有抗氯离子功能的同时,大大减少混凝土中水泥、硅粉等矿物用量,降低沿海或有氯离子环境钢筋混凝土工程建造成本。因此,本工法可减少矿产等不可再生能源的损耗,达到节能、降耗、环保目的。 5. 应用情况和历年获奖情况 本技术在广州市海珠区大型工程石榴岗水闸工程中成功应用,取得了显著的社会、经济效益。研发并获实用新型专利3项：“一种抗海水腐蚀钢筋混凝土结构、施工结构（ZL 201920111523.1）”“一种超高性能混凝土组合式永久模板(ZL 201920363323.5”“一种建筑工地用伸缩式承插型防护栏杆（ZL201920106740.1）”。