高标准
项目的设计特点为多层结构,从下到上依次是架空车库层、车辆段层、TOD开发层等,顶层为物业开发区域,设置有住宅楼、医院、学校等公共场所,因此项目对混凝土工程的质量有极高的要求。
林岳车辆段及TOD综合开发项目效果图
据中交路建项目副总工崔春亮介绍,林岳车辆段及TOD综合开发项目施工中主要有4大难点。一是泰山路、岗中路施工有2个下穿通道用敞开式U型槽框架结构,下穿林岳车辆段与综合基地,基坑开挖深度较大,所处位置地质条件差,施工安全风险高,对混凝土的抗渗要求极高。
二是车辆段范围内TOD物业开发规划,共设置15栋物业高层,均采用筏板基础。筏板基础长约66米,宽约26米至30米,高约2.0米至3.3米,混凝土一次浇筑方量3000立方米至5000立方米左右,混凝土方量巨大,对混凝土的抗裂要求极高。
三是在结构梁板施工中,两层合计约48万平方米,每次浇筑时间16小时左右跨越中午的高温时段,因各种条件限制,亦对混凝土的抗裂有极高的要求。
四是在型钢柱、梁混凝土施工中,型钢柱最大高度21米,型钢梁尺寸为2米×1米,且钢筋布置密集,型钢与混凝土的结合也是一大控制难点。
针对以上问题,中交路建林岳车辆段项目部的工程师们,结合丰富的施工经验,在骨料、混凝土配合比、外加剂等多方面进行了创新,使得混凝土各项性能基本达到设计要求。但是,仍然出现了部分常见混凝土病害无法有效解决,给后续治理增加了时间成本和资金成本。
混凝土开裂需要后期进行修补,增加时间成本、资金成本
标准施工的混凝土路面,出现大量裂纹裂缝
高科技
为了解决项目施工4大难点中的抗裂、抗渗共性问题,中交路桥建设有限公司委托西安科技大学进行"高抗裂抗渗耐磨混凝土关键材料与技术示范"项目研究。该项目由西安科技大学硕士生导师彭龙贵领衔,联合陕西龙宾立德新材料科技有限公司,采用聚合物复合短切纤维+超分散表面活性剂的新科技,获得显著成果。
本技术实现了两个方面突破,一是实现了复合材料行业边角料的高价值回收,变废为宝,利用综合性能优良的玻璃钢边角料为原料制备了聚合物复合短切纤维;二是通过分子设计,合成出一端亲水、另一端含有多个紧密堆积的高密度阳离子基团的高分子表面活性剂。该活性剂在水介质和水泥基碱性的双重作用下,通过静电力使聚合物复合短切纤维均匀分散于新拌水泥基复合材料浆体中,解决了纤维在混凝土砂浆中难于分散的技术问题。
据崔春亮介绍,聚合物复合短切纤维+超分散表面活性剂的方案在实际应用中达到非常理想的效果,其最显著的表现是减裂率提高了71.9%,干缩率由0.038%降低到0.021%。另外,从工程成本控制的角度考虑,采用聚合物复合短切纤维的成本只有聚丙烯(PP)纤维的1/3,同时,因混凝土强度有所提升,如进一步优化混凝土的配合比,其使用成本基本与普通混凝土持平。
使用聚合物复合短切纤维的厚度为2米的大体积混凝土,表面光洁无开裂现象
使用聚合物复合短切纤维的筏板基础,表面光洁平整无裂缝
据介绍,目前聚合物复合短切纤维已应用到林岳车辆段及TOD综合开发项目的筏板基础、结构梁板、型钢柱、梁混凝土施工中,预计项目还将使用聚合物复合短切纤维400吨。另外,还可以使用在地铁盾构预制管片、地下连续墙等部位,以及水利工程的大坝混凝土工程中,以达到抗裂抗渗的作用,具有较为广阔的使用前景。
利生态
当前,我国复合材料行业年产边角料超过50万吨,复合材料服役期满的成品回收约300万吨,并以10%速度递增。复合材料因其硬度大、不降解的特点,如直接填埋处理,将对环境造成不利影响。同时,土建领域对短切纤维的需求量约为每年400万吨,将上游回收的复合材料纤维化处理,制备出满足下游土建行业需求的产品,这对实现我国"五位一体"总体布局的重大战略部署意义重大。
江苏某玻璃钢企业的负责人白洪鑫告诉记者,随着新《固废法》于今年9月1日开始实施,国家对固废处置的管理越来越严格,如何尽快解决固废处置难题,加快回收利用,已经是玻璃钢行业正常经营和行业发展必须要尽快解决的迫在眉睫的难题。
据中国物资再生协会纤维复合材料再生分会秘书长张荣琪介绍,复合材料回收再利用的关键,在于回收物(玻纤及树脂粉末)高值化综合利用的产业化,将复合材料回收再利用技术与土建行业相结合是非常理想的产业化方向。
目前,该技术已受到包括纤维复合材料再生分会、太原固废处置中心、中车山东公司、河南东海复材、海川股份、新疆绿安诺环保、武强农盛复材、成都华城玻璃钢等专业组织和相关企业的一致认可与好评,均希望通过本项目的技术创新与产业化实现,推动复合材料行业的健康发展和新时代大基建更加繁荣,形成良好的示范效应。