混凝土膨胀加强带应用初探

　　中文摘要：本文通过论述混凝土膨胀加强带的技术原理，对比后浇带做法，探讨了混凝土膨胀加强带的技术优缺点，提出了膨胀加强带设计及施工要点。
　　关键词：膨胀混凝土加强带，无缝设计，超长地下结构，加快施工速度。
　　
　　1。引言
　　随着建筑功能要求的不断提高,使得越来越多的超长钢筋混凝土建筑不断出现,并要求建筑结构不留缝。目前通常采用的是增设后浇带或膨胀加强带的做法。
　　后浇带是现浇钢筋混凝土结构施工过程中,用于克服由于温度收缩和结构主体沉降而可能产生的有害伸缩和沉降的一种临时施工缝。后浇带的设置通常为每30～40米设置一道,宽度800～1000mm，一般钢筋不切断,且要配置适量的加强钢筋,待后浇带两侧混凝土浇筑完2个月后,将两侧混凝土表面凿毛,清洗干净再用比设计强度等级高一级的混凝土(宜用加膨胀剂的补偿收缩混凝土)浇灌,振捣密实并加强养护。现浇钢筋混凝土结构后浇带宜布置在剪力较小的跨度中间范围以内。
　　设置后浇带的优点是显而易见的,可避免设伸缩缝,施工方便,节省造价，使建筑立面效果好,有利于发挥建筑物的使用功能，在大底盘多塔建筑的大空间地下室连成一体的工程更具优势。
　　任何事物都具有两重性,后浇带也有以下几点缺点:
　　(1)留于基础底部结构的后浇带,需要2个月甚至更长的时间,期间后浇带中将不可避免地落进各种各样的垃圾杂物,由于底部结构钢筋较粗较密,使得清理工作非常艰难；
　　(2)后浇带贯穿整个地下、地上结构,所到之处遇梁断梁,遇板断板,给施工带来很多不便,因而影响结构施工进度；
　　(3)在后浇带灌筑混凝土前,需将两侧混凝土凿毛并清理干净,施工非常困难,而有些结构混凝土与后浇带混凝土浇筑时间间隔较长,新旧混凝土的粘结强度很难保证,又由于浇筑时间差,造成这些结构的混凝土的干缩大部分已于后浇带灌筑前完成,因此,后浇带混凝土的干缩容易在新旧混凝土的连接处产生裂缝,从而引起渗水。
　　采用以膨胀混凝土加强带取代后浇带的连续浇筑无缝施工技术,不仅消除了如前所述后浇带施工带来的一些弊端,还增加了混凝土的密实度,提高混凝土的强度及抗裂、防渗性能，同时缩短了工期,节省了造价。
　　2。膨胀混凝土加强带的技术原理
　　由于普通混凝土存在收缩导致开裂现象，破坏结构，设计一般是以设置临时性收缩变形缝的方法释放大部分收缩应力，经过一段时间后再以较大膨胀量的混凝土回填此缝。膨胀加强带的技术原理是在带内混凝土中掺加适量膨胀剂（例如高效混凝土膨胀剂UEA、CEA、AEA、FEA等），通过水泥水化产物与膨胀剂的化学反应，使混凝土产生适量膨胀。高效混凝土膨胀剂UEA的主要成分是无机铝酸盐和硫酸盐，当UEA加入到普通水泥混凝土中,拌水后和水泥组分共同作用,生成大量膨胀结晶水化物——水化硫铝酸钙,这种产物使混凝土产生适度膨胀,在钢筋和临位的约束下,在混凝土结构中建立0.2MPa～0.7MPa预压应力,这一预压应力可大致抵消混凝土在硬化过程中产生的收缩拉应力,使结构的收缩拉应力得到大小适宜的补偿，从而防止或减少混凝土收缩开裂,并使混凝土致密化,提高了混凝土结构的抗裂防渗能力。加强带设置在混凝土收缩应力发生最大的地方，通常是房屋长度方向的中间位置，对于超过普通混凝土伸缩缝设置距离过长的且要求连续无缝施工的混凝土结构，可以在适当部位设置多条膨胀加强带。大量的工程实践证明，采用膨胀加强带，可以连续施工，超长混凝土结构不留缝且不裂，减少了分缝处理带来的麻烦，大大缩短了工期，取得了显著的经济效益。
　　从理论上说，后浇带是采取完全“放”的方法来解决大面积、大体积钢筋混凝土收缩应力问题，概念较为清晰，从多年的工程实践也证明了这点。而加强带是采取“抗”的方法，膨胀加强带由于其本身的作用原理，在建筑的沉降差的控制上存在缺陷，这也决定了其不可能完全取代后浇带。
　　3。膨胀混凝土加强带的技术要点
　　3。1设计要点
　　膨胀加强带设计过程中必须根据结构的具体情况,适当的选取膨胀剂及确定限制膨胀率,合理的布置膨胀加强带以及设置膨胀加强带的宽度，这既是膨胀加强带取代伸缩缝技术的设计关键,又是这种无缝设计施工技术更为广泛应用所必须解决的问题。由于膨胀混凝土在限制条件下的早期膨胀变形过程较为复杂,各种力学参数又随时间不断变化,故增加了上述问题的复杂性。
　　膨胀加强带的布置原则：
　　（1）加强带的数量及其位置宜根据公式计算确定,根据每条加强带的补偿能力确定其数量。
　　（2）加强带的宽度不宜太窄,一般控制在2m～3m。
　　（3）膨胀加强带的位置宜布置在拉应力较大、配筋变化或截面突变以及应力集中部位。
　　正如强度是水泥的第一特性指标一样,限制膨胀率是混凝土膨胀剂的第一特性指标。补偿收缩混凝土的工程效果,与限制膨胀率大小有直接的关系,而限制膨胀率受水泥、膨胀剂品种以及掺量的制约。补偿收缩混凝土限制膨胀率的主要影响因素如下：
　　（1）膨胀剂与粉煤灰掺量试验结果表明,随着内掺量的增加,7d水中膨胀有所提高,但提高的幅度不是很大。随着龄期的延长,内掺量造成的限制膨胀率显著拉开,成倍增加。
　　（2）砂率。试验结果表明,砂率高时7d水中膨胀率也较高,但随着龄期的延长,限制膨胀率水平非常接近。
　　（3）泵送剂品种。试验结果表明,使用同一配合比,不同品种或型号的泵送剂,泵送剂与膨胀剂之间存在着一定的适应性或匹配性,有的泵送剂使混凝土产生收缩,或在一定程度上削弱膨胀剂的作用。
　　（4）水灰比。试验结果表明使用同一用量的水泥、内掺料及骨料,W/C变化范围为0.45～0.54,限制膨胀率随着W/C降低而增加,但只要供水成分,长龄期的限制膨胀率则非常接近。
　　（5）强度等级。试验结果表明,内掺料一样,普通混凝土强度等级越高,其限制膨胀率也就越大,但混凝土强度等级较高时因为强度等级高且强度发展迅猛,虽内掺料绝对用量高但限制膨胀率却较低。
　　膨胀加强带有构造简单,施工方便,材料用量较少,易于控制工程造价保持结构的整体性,有利于结构抗震等优点。但沉降后浇带不得改为膨胀加强带。[!--empirenews.page--]
　　3。2施工要点
　　大面积钢筋混凝土超长结构,在补偿收缩混凝土的施工中,按照普通混凝土的施工规范要求进行，针对膨胀混凝土的特点,还要保证以下几点：
　　（1）精心设计混凝土配合比,做好混凝土配合比的试配和优化配比工作。主要材料为普通水泥,粗骨料的含泥量应尽量控制在1%内,在选择骨料时,应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。因底板钢筋过密,在保证可泵性的前提下,采用大粒径的骨料,可选用5mm～25mm连续级配碎石。可减少用水量,同时减少混凝土的收缩、泌水,大大减少水泥用量,从而降低水化热和混凝土收缩。
　　（2）加强对使用材料的输送和计量设备进行检查,确保施工期间的正常使用,进场的原材料要进行严格的把关,必须符合国家有关标准,现场加强管理有明确的生产记录。
　　（3）膨胀混凝土无论是在早期还是在硬化后,都比普通混凝土需要更多的水份,因此,在膨胀混凝土浇筑之前,保持楼面梁、板模板的充分湿润就特别重要。
　　（4）根据分块划分出的混凝土浇筑施工层段支设模板,并严格按施工方案的流水作业要求进行。浇筑混凝土前须检查钢丝网模板的加固和支撑。在混凝土浇筑和振捣过程中,应特别注意分层浇筑厚度和振捣器距钢丝网模板的距离。为防止混凝土振捣中水泥浆流失严重,应限制振捣器与钢板网模板的距离。要控制混凝土浇筑厚度,以免因浇筑厚度较大钢丝模板的侧压力增大而向外凸出,造成尺寸偏差。
　　（5）混凝土的振捣必须密实,不得漏振、欠振和过振在混凝土终凝前用人工或机械多次抹压,防止混凝土表面沉缩裂缝的产生。底板采用连续斜面分层法浇筑混凝土,分层有利于混凝土的水化热高峰期错开后散发。施工时,按计划开始从一侧浇筑混凝土,分层梯式前进,每层混凝土振捣密实,不得漏振或过振。加强带外混凝土采用小膨胀混凝土浇筑,当浇筑到加强带时采用设计配合比的混凝土施工,浇筑至另一侧时又改用小膨胀混凝土浇筑,如此循环下去,直至连续浇筑完毕。
　　（6）因加强带橡胶止水带下部混凝土无法完全浇筑密实,为此建议分两次浇筑,采用钢钎斜插捣实。
　　（7）只有在充分的水养护条件下,膨胀混凝土才能充分发挥其膨胀作用,对于大面积超长混凝土楼面结构,虽无法像地下基础工程那样有良好的养护条件,但膨胀混凝土浇筑在终凝后,保温保湿养护至少,就可以保证膨胀效能的充分发挥，并在抹面修整完毕后尽快洒水养护,只要保证膨胀过程足够的水份,就可以达到膨胀目的。
　　混凝土浇筑后1d～7d是膨胀变形的主要阶段,要采取有效的方法进行保湿养护,7d～14d仍要进行保湿养护,才能发挥混凝土的膨胀效应。采用蓄水保湿法保养,表面覆盖麻袋,墙板部位的混凝土保养采用循环蓄水、喷水法养护,既保证混凝土水化用水又控制混凝土内外温差在25度以内。混凝土的养护是保证混凝土质量最重要的措施之一,养护期间必须有专人负责,杜绝出现干燥情况,确保混凝土硬化的顺利进行。
　　（8）由于膨胀混凝土的凝结时间短，不泌水时间也较之普通混凝土提前,因此,膨胀混凝土浇筑完毕后,要尽早在混凝土面进行抹面与修整工作。浇筑好的混凝土终凝前进行多次抹压,可以防止浇筑后混凝土沉降裂缝的出现。
　　（9）为充分发挥膨胀混凝土的限制膨胀率,钢筋的限制作用也很重要。在钢筋铺放过程中,要保证钢筋位置的准确。虽然膨胀混凝土在施工过程中会有膨胀，但这种膨胀对模板的变形并无太大影响,因此,模板施工只需考虑不渗漏浆问题,其它与普通混凝土模板相同。
　　（10）对于拆模后混凝土结构出现的蜂窝或裂缝,凿开清理干净后,用掺膨胀剂的水泥砂浆修补好。
　　（11）混凝土浇筑完成后,地下室必须尽早做柔性防水和保护层,及时回填土,对于屋面工程,也要及时做好防水层和保温层。

《混凝土膨胀加强带应用初探》

本文由职称驿站首发，您身边的高端学术顾问

文章名称： 混凝土膨胀加强带应用初探

文章地址： https://m.zhichengyz.com/p-9502