膨胀剂混凝土施工分析（精选7篇）
膨胀剂混凝土施工分析 篇1
1工程概况
某工程临近海边, 建筑面积约58940.37m2, 地基为风化岩, 地下为一层6847.84平方米, 地上:5栋 (1#、2#、3#、4#、5#) 楼均为18层高层建筑物。结构类型:框架剪力墙结构, 基础采用人工挖孔灌注桩, 地下室基础底板、外墙、顶板混凝土强度等级为C35, 抗渗等级为S8, 地下室剪力墙、柱为C40, 地下室底板伐板厚300mm, 其中高层部分联合承台厚度1.80m, 纯地下室外墙厚250mm, 地下室顶板厚为200mm, 中庭顶板覆土1.0m。
2膨胀带及滑动层的设计
设置膨胀带和滑动层, 可以减少后浇带的数量, 方便施工。膨胀混凝土在湿养期间的限制膨胀率为εr, 混凝土的热膨胀系数为α, 则因膨胀产生的补偿当量温度T0=εr/α。试验表明, 一般εr=1.5×10-4~2×10-4, α=1.0×10-5, 则T0=15~20℃, 即可消减混凝土水化热温差15~20℃, 可见, 膨胀混凝土可以有效降低综合温差, 补偿温度应力, 减小收缩。膨胀带可以设置在后浇带之间或独立的板块之中, 使其作为一个施工段连续浇筑混凝土, 实现无缝施工。其间距应依据计算、流水施工以及混凝土浇筑的能力确定。带中膨胀剂的掺量比其两侧混凝土高4%左右, 带内混凝土强度比两侧混凝土提高1个等级, 其构造如图1所示。
取混凝土厚度H=1m, 弹性模量E=2.80×104Nmm2, 温差T=20℃, 膨胀系数α=1.0×10-5, 极限拉伸εp=1150×10-4, 分别假设地基条件为硬质粘土 (Cx=6.00×10-2Nmm3) 和砂层 (Cx=6.00×10-3Nmm3) , 进行对比计算, 硬质粘土地基最小设缝间距为44.5m, 砂层地基为140m, 可见设置滑动层可以大大减少地基对地下室结构的约束, 增加缝的间距。另外滑动层还能隔震, 可以提高结构的抗震性能。滑动层可采用铺细砂覆盖聚乙烯塑料膜或平面浇沥青胶铺砂等方法, 其构造如图2所示。
2.1间歇式膨胀带
间歇式加强带的原理同膨胀带, 其混凝土应在两侧混凝土浇筑完成14d后进行, 构造同后浇带, 宽2~2.5m[2]。采用间歇式膨胀加强带施工, 可以不受混凝土浇筑能力的制约, 易于组织流水施工。
2.2钢筋与混凝土
2.2.1抗温度及收缩应力的钢筋应采用“细”而“密”的设计原则。“细”而“密”的钢筋将约束混凝土的塑性变形, 从而分担混凝土的内应力, 推迟裂缝的出现, 即提高混凝土的极限拉伸。混凝土极限拉伸和钢筋直径及间距的关系见式:
式中:εpa-配筋后的混凝土极限拉伸;Rf-混凝土的抗裂设计强度 (MPa) ;p-配筋率×100;d-钢筋直径 (cm) 。
因此, 墙体水平分布筋除满足强度计算要求外, 其配筋率不宜小于0.4%, 水平钢筋直径以12~14mm为宜, 间距不宜大于100mm, 且应设置在竖向钢筋的外侧。
2.2.2为了降低水泥用量, 减少混凝土收缩, 底板混凝土强度等级不宜超过C40, 墙体混凝土强度等级不宜超过C45。附墙柱混凝土强度等级应与墙体相同, 以方便施工操作, 防止墙柱交界处开裂。大掺量粉煤灰混凝土, 其强度可按照60d或90d龄期评定。
2.2.3外防水
由于地下工程操作环境差, 基层达不到某些材料要求的干燥、平整程度, 节点难以处理, 因此地下室外防水应选择易于操作和对基层条件要求低的材料。底板可采用高聚物改性沥青防水卷材SBS, 外墙可采用聚氨酯等便于操作的材料。另外, 涂料防水层可选用反应型、水乳型、聚合物水泥防水涂料或水泥基渗透结晶型防水涂料。
2.2.4盲沟排水
为降低地下室外侧的水位, 以减小对混凝土结构的水压力, 可在地下室底板外侧设盲沟, 并利用地势的走向和排水管道将水自然排出。
3抗裂防渗混凝土配合
3.1原理及试验研究
为确定抗裂防渗混凝土配合比的设计原则, 结合实际工程对不同聚丙烯纤维掺量、不同膨胀剂掺量、不同约束条件及不同养护条件下混凝土的性能, 进行了大量对比试验。试验结果表明, 采用适当配合比的聚丙烯纤维粉煤灰补偿收缩混凝土的综合抗裂性能可以得到极大提高。聚丙烯纤维对混凝土性能的影响 (1) 混凝土各龄期抗压强度增加幅度不大, 但受压破坏形式发生改变, 极限压应变大幅度提高; (2) 混凝土劈拉强度增大, 聚丙烯纤维掺量越大, 混凝土的拉压比随龄期的降低越小; (3) 混凝土的弯拉强度和弯曲韧性大幅度提高; (4) 混凝土的断裂能随聚丙烯纤维掺量增加而线性增大; (5) 聚丙烯纤维混凝土表现出显著的抵抗早期塑性收缩的能力; (6) 试验表明, 体积掺量为0.9%时, 混凝土的各种力学性能达到最佳。建议工程应用中, 聚丙烯纤维的掺量为0.7~0.9kg/m3。
粉煤灰对混凝土性能的影响降低混凝土的水化热、延缓水化温升时间;增大混凝土的密实度, 改善混凝土的力学性能;粉煤灰替代水泥还能起到降低造价、保护环境的作用;粉煤灰可替代10%~30%的水泥用量。
3.2材料要求
3.2.1宜采用中、低水化热水泥, 如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥, 不应采用早强型水泥;对防裂抗渗要求较高的混凝土, 所用水泥的铝酸三钙 (C3A) 含量不宜大于8%, 使用时水泥的温度不宜超过60℃;水泥的强度等级不应低于3215MPa。
3.2.2采用Ⅱ或Ⅰ级优质粉煤灰及磨细矿渣粉。所用矿物掺合料应分别符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-2005, 《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046-2000的规定。
3.2.3高效减水剂或膨胀剂应分别符合《混凝土外加剂》GB8076-97, 《混凝土泵送剂》JC473-2001, 《混凝土膨胀剂》JC476-2001, 《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003等规定。
3.2.4聚丙烯纤维的主要技术指标:线密度偏差率±6%;抗拉强度≥550MPa;断裂伸长率≤28%;初始模量≥6600MPa。
4关键施工技术
4.1钢筋工程
应采用新型保护层垫块, 严格控制外墙、底板等迎水面部位的钢筋保护层厚度 (50mm) , 以保证混凝土自防水的质量。上翻梁模板支架处应增设保护层垫块。钢筋交叉点应全部绑扎, 扎丝严禁与模板接触。
4.2模板工程
4.2.1对拉螺栓的设置应进行计算, 间距不宜过密, 以减少外墙渗漏的隐患。对拉螺栓中间设止水钢片, 尺寸不应小于80mm×80mm, 厚度≥3mm, 并应双面满焊。墙体模板构造如图3所示。
4.2.2为避免在对拉螺栓部位形成渗漏通路, 应在墙体混凝土浇筑完毕, 达到一定强度 (1~3d) 后, 方可松动对拉螺栓;宜保持外墙带模养护7d后, 拆除模板。
4.2.3后浇带模板不得采用钢丝网加钢筋支撑的形式, 宜采用木模板或快易收口网。
4.3混凝土工程
4.3.1为保证上返部位混凝土的密实, 上翻梁及其他上返部位宜采用先浇筑底板混凝土, 再浇筑上返部位混凝土的方法。即待底部混凝土稳定或接近初凝后, 再浇筑上返部位的混凝土。
4.3.2浇筑到预留洞口、预埋管件及钢筋密集部位, 要振捣密实, 不得漏振, 也不得过振。
4.3.3当竖向构件与水平构件一起浇筑时, 先浇筑墙、柱, 待混凝土沉实后, 再浇筑梁和楼板, 并对结合部位实施二次振捣。
4.3.4地下室结构多采用掺加膨胀剂配制的补偿收缩混凝土, 为了达到补偿收缩的效果, 地下室工程的混凝土更要重视养护。 (1) 底板混凝土的养护混凝土浇筑收浆和抹压后, 应及时覆盖薄膜, 防止水分蒸发;混凝土硬化后, 可铺麻袋或草帘浇水养护, 也可采用蓄水养护, 养护时间≥14d。 (2) 大体积混凝土养护可采用覆盖薄膜及麻袋或草帘的保温、保湿养护方法;也可在混凝土浇筑完毕、硬化后采用蓄水50~100mm的养护方法, 养护时间≥14d;大体积混凝土的养护应实施信息化管理即合理布设测温点, 根据测温记录, 及时调整保温与养护措施, 将混凝土中部与表面、表面与环境的温差均控制在25℃之内, 防止出现有害裂缝。 (3) 外墙混凝土的养护混凝土浇筑完毕, 应带模浇水养护7d;拆除模板后, 可在墙体顶部架设喷淋管持续浇水养护, 也可在墙两侧挂麻袋或草帘等, 覆盖喷水养护, 养护时间≥14d。 (4) 冬季施工不能向裸露部位的混凝土直接浇水养护, 应用塑料薄膜和保温材料进行保温、保湿养护。
4.4后浇带施工
4.4.1膨胀止水条安装将止水条嵌入预留槽内, 通过隔离纸向止水条均匀施压, 使止水条贴紧粘牢在基层上, 并用钢钉固定。止水条定位完毕后应及时浇筑混凝土, 以避免被雨水或其它侵入水浸泡。混凝土振捣时应避免振捣棒触及止水条。
4.4.2底板后浇带的保护及清理为减少后浇带内的杂物, 底板后浇带留置期间, 可采取一定的遮挡保护措施 (见图1) 。为便于清理底板后浇带内的杂物及水, 后浇带下部的凹槽沿长度方向应有0.5%的坡度, 并应按一定间距设集水坑, 将后浇带内的水排向集水坑。
5结语
5.1根据地基、结构、施工等条件, 并依据“抗”、“放”结合的原则, 选择采用后浇带、膨胀带、间歇式膨胀带及滑动层等技术措施, 可以有效地减小或抵消混凝土结构的收缩及温度应力。
5.2经过大量试验研究和工程实践配制的大掺量粉煤灰聚丙烯纤维补偿收缩“抗裂防渗混凝土”, 不仅大大提高了混凝土抗裂防渗的性能, 而且还利用了工业废料, 符合国家可持续发展的方针。
摘要：本文根据地下室防渗技术的实践与研究, 及地下室抗裂防渗的关键施工技术, 对地下室抗裂防渗施工步骤进行了分析。
关键词：地下室,防渗,膨胀混凝土施工,分析
参考文献
[1]苏捷永.谈混凝土地下室墙裂缝渗漏原因与处理[J].山西建筑, 2008, 34 (8) .
[2]林李山.大型地下室混凝土结构工程无缝施工技术[J].施工技术, 2004, (4) .
[3]GB50204-2002.混凝土结构工程施工质量验收规范[S].中国建筑工业出版社.2002, 03.
[4]JC476-2001.《混凝土膨胀剂》[S].
[5]GB50119-2003.《混凝土外加剂应用技术规范》[S].
论膨胀剂在混凝土施工中的应用 篇2
关键词：膨胀剂,收缩物,混凝土
近年来, 随着高层建筑和地下空间利用的发展, 大面积、大体积的混凝土在地下室结构施工中的应用。底板、侧墙、后浇带或膨胀加强带混凝土均掺有适当的膨胀剂。在混凝土拌合物中掺加适量的膨胀剂来补偿其收缩, 是防止或减小混凝土产生裂缝的有效方法之一, 因此, 使用范围不断扩大, 促进了建筑工程设计和施工技术的进步和发展。
1 膨胀剂使用中存在的误区
掺膨胀剂的补偿收缩混凝土配合比设计不明, 膨胀剂采用何种方法不明确。当使用粉煤灰掺合料时, 配比又应当如何设计?在配制防渗混凝土时, 按规范规定:水泥用量不得小于300kg/m3, 如掺入粉煤灰, 则水泥用量不得小于280kg/m3, 以此为基准设计膨胀剂的混凝土配合比。由于各厂的水泥和粉煤灰活性不同, 各地砂石质量差异较大, 施工选用混凝土的坍落度也不同, 因此, 试验室应参考以往的经验, 结合试验中得到的技术参数, 确定基准混凝土的水泥和粉煤灰单方用量, 再计算膨胀剂的掺量。
大多数施工单位委托试验和与混凝土搅拌站签定合同时, 只要求提供满足掺膨胀剂混凝土的坍落度、强度和抗渗等级的配合比数据, 不提混凝土限制膨胀率的指标。存在膨胀剂“一掺就灵”的盲目思想, 这是使用膨胀剂的最大误区。根据GBJ11988规范, 掺膨胀剂的补偿收缩混凝土的特性指标是:水中养护14d的限制膨胀率≥0.015%。膨胀剂主要用途是补偿收缩, 根据大量工程实践表明, 防水工程的底板、侧墙、后浇带或膨胀加强带混凝土的限制膨胀率在一定范围内为宜。不同的结构部位的抗裂要求不同, 因此, 膨胀剂掺量是不同的。由于膨胀剂与水泥及减水剂 (泵送剂) 之间存在适应性的问题, 在同一配合比下, 使用不同的水泥及减水剂 (泵送剂) , 混凝土产生的膨胀率也不同。必要根据工地原材料进行补偿收缩混凝土的试配。
在实际工程中, 混凝土结构则受到钢筋和邻位的约束。试验表明, 带模养护的膨胀混凝土试件的限制强度比自由强度高10%-15%, 所以, 不必担心掺膨胀剂的混凝土强度下降。不能以7d自由强度作判断, 应以28d强度是否达到试配强度为准。
膨胀剂掺量有意和无意少掺是使用补偿收缩混凝土的又一个误区。现实中发现, 施工现场不能正确使用试验室提供的混凝土配合比, 在实际操作中, 许多工地和搅拌站没有专门的膨胀剂计量装置, 靠人工以斗代秤加料, 由于监督不力和人工加料的随意性, 大多是少掺。更有甚者, 某些搅拌站从经济利益出发, 故意少掺或不掺膨胀剂。
有的用户拘泥于膨胀剂的推荐掺量。如某产品掺量为10%-12%, 在特殊结构部位用户却不敢超过12%, 这也是使用的误区。实际工程中, 如后浇带或膨胀加强带, 要用大膨胀率的膨胀混凝土填充, 要求混凝土膨胀率达到0.035%-0.045%, 混凝土强度提高5MPa, 要掺入14%-15%膨胀剂才能达到。如只限于掺12%就不能满足设计要求, 有可能开裂, 所以, 应根据不同结构部位, 科学地掺入不同数量的膨胀剂, 才能达到补偿收缩的要求。
2 关于复合膨胀剂
复合膨胀剂是用膨胀剂和化学外加剂配制的产品, 可用于拌制缓凝、早强、防冻和高性能的泵送混凝土。该产品曾列入《混凝土膨胀剂》建材行业标准JC4761998中, 但在实施中发现不少问题
质检部门对检测提出要求。复合膨胀剂由于掺入减水剂、防冻剂等化学外加剂, 膨胀剂使用砂浆检验, 化学外加剂使用混凝土检验。检测十分繁杂, 而结果往往相佐。如膨胀剂规定碱含量≤0.75%, 由于减水剂 (泵送剂) 、早强剂和防冻剂中含有硫酸钠, 故碱含量往往超标, 由于复合膨胀剂中掺入减水剂, 容易蔽盖了膨胀剂本身的质量问题。
混凝土搅拌站提出:由于水泥品种不同, 按厂家推荐的复合膨胀剂掺量, 难以达到混凝土的坍落度要求, 有时坍落度损失大, 难以泵送, 这时, 搅拌站要增添泵送剂才能达到, 使用麻烦。基于上述两条理由, 新修改的JC4762001标准中, 已取消《复合膨胀剂》这种产品, 请使用单位明鉴。但是, 复合膨胀剂具有多功能和使用方便的优点。如用户愿意使用复合膨胀剂, 生产厂家可按用户要求提供产品, 但要做好现场售后服务工作。
3 设计中注意的问题
建筑结构抗裂抗渗控制是一个系统工程, 许多设计单位推荐使用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土作为一个防裂措施, 但部分技术人员对膨胀剂的正确使用不了解, 也存在一些误区。
在设计图纸上指明厂家和掺量是错误的, 合理的说明是:“采用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土、强度等级、抗渗标号、混凝土水中14d限制膨胀率大于0.015% (或者根据不同结构部位提出更高的膨胀率) 。”这样, 可以由用户选择膨胀剂厂家及其合理确定掺量, 达到设计要求。
混凝土变形 (膨胀和收缩) 与限制是一对矛盾的统一体。膨胀要通过钢筋和邻位约束才能在结构中建立预压应力。所以, 要求设计者采用细而密的配筋原则, 个别开口部和墙柱连接处由于应力集中易开裂, 应增添附加钢筋。由于墙体难施工、养护差, 受外界温差影响大, 易出现纵向裂缝。要求墙体的水平构造筋的间距小于150mm, 配筋率在0.5%左右, 在墙中部1m范围内, 水平筋的间距加密至80~100mm, 形成一道“暗梁”, 以平衡收缩应力;水平筋应放在受力竖筋外测, 确保混凝土保护层厚度。
4 施工中注意的问题
施工单位对建筑结构的裂缝十分头疼, 认为混凝土中加入膨胀剂就能迎刃解决, 这也是个误区。除了设计上保证合理配筋和补偿收缩混凝土的配合比保证足够的限制膨胀率外, 施工管理则是关键。
工地或搅拌站不按混凝土配合比掺入足够量的膨胀剂是普遍存在的现象, 由此造成浇筑的混凝土膨胀效应极低, 何以补偿收缩?因此, 确保膨胀剂掺量的准确性极为重要。
现场拌制混凝土的拌和时间要比普通混凝土延长30s, 以保证膨胀剂和水泥、减水剂 (泵送剂) 拌合均匀, 提高其匀质性。
混凝土布料, 震捣应按施工规范进行。
膨胀混凝土要有充分湿养护才能更好的发挥其膨胀效应, 对掺膨胀剂的混凝土提出更严格的养护要求, 养护期不小于14d。
边墙出现裂缝是个难题, 施工中应要求混凝土震捣密实、匀质。有的单位为加快施工进度, 浇筑混凝土12d内就拆模板, 其实这时混凝土的水化热升温最高, 早拆模板造成散热快, 增加了墙内外温差, 易于出现温差裂缝。施工实践证明, 墙体宜用保湿较好的胶合板制模, 混凝土浇完后, 在顶部设水管慢淋养护, 墙体宜在第5d拆模, 然后尽快用麻包片贴墙并喷水养护, 保湿养护1014d。
即使用补偿收缩混凝土浇筑墙体, 也要以30-40m分段浇筑。每段之间设2m宽膨胀加强带, 并设钢板止水片, 可在28d后用大膨胀混凝土回填, 养护不小于14d。
底板宜用蓄水养护, 冬季施工要用塑料薄膜和保温材料进行保温保湿养护;楼板宜用湿麻袋覆盖养护。
即使采取各种措施, 尤其C40以上混凝土, 墙体也难免不出现裂缝, 有的12d拆模板后就发现有裂缝, 这是混凝土内外温差引起的, 要设法降低水泥用量, 减少混凝土早期水化热。
混凝土浇筑完后, 建筑物进入使用阶段, 有些单位不注意维护保养, 在竣工之前就出现裂缝, 这是气温和湿度变化引起的, 因此, 地下室完成后, 要及时复土, 楼层尽快做墙体维护结构, 屋面要尽快作做防水保温层。
结束语
膨胀剂混凝土施工分析 篇3
该工程位于柳州市东环路, 为3层现浇混凝土框架结构, 建筑总高度17.5m, 总面积为20200m2。本工程屋面设计砼掺入水泥用量的10%AEA抗裂防水膨胀剂, 夹层、2~3层、屋面梁板设有加强带, 加强带砼掺入水泥用量的14%AEA抗裂防水膨胀剂, 砼为C40、C35、C30等浇筑区。
(二) 怎样选用混凝土膨胀剂
膨胀剂主要功能是补偿混凝土硬化过程中的干缩和冷缩。为减免收缩开裂, 它可以应用于各种抗裂防渗混凝土, 尤其适用于与防水有关的地下、水工、海工、地铁、隧道和水电等钢筋混凝土结构工程。
选用膨胀剂时, 首先检验它是否达到《混凝土膨胀剂》建材行业JC476-2001标准。主要看三项:一是碱含量≤0.75%, 二是水中7d限制膨胀剂≥0.025%, 三是掺量≤12% (北京市建委规定掺量≤8%才能入市) 。现在许多省市已取消产品许可证, 更要加强质检。对于重大工程, 应到膨胀剂生产厂家考察其生产工艺线和化验仪器设备是否先进、齐全。在库房随机取样抽验, 防止假冒伪劣膨胀剂流入市场。现在膨胀剂牌号近30个, 同一品牌如UEA, 全国有25个厂生产, 不管哪家的膨胀剂, 都应通过用户自检或委托有资质单位复检, 合格者才能使用, 不合格者则拒用。甚至追究厂家的经济责任。
我国膨胀剂有三种类型:硫铝酸钙类 (如UEA、AEA、PNC、FS、PPT等) 氧化钙-硫铝酸钙类 (如CEA) 和氧化钙类。
(三) 施工中应注意的问题
1.工地或搅拌站不按混凝土配合比掺入足够膨胀剂易造成浇筑的混凝土的膨胀效应极低。应加强管理, 确保膨胀剂掺量的准确性。
2.现场拌制的混凝土的拌合时间要比普通混凝土延长30s, 以保证膨胀剂和水泥、减水剂拌合均匀, 提高其匀质性。
3.混凝土布料, 震捣要按施工规范进行。
4.膨胀混凝土要有充分湿养护才能更好地发挥其膨胀效应, 应对普通混凝土按规范充分养护。对膨胀混凝土则更应严格养护, 养护期不能小于14d。
5.边墙出现裂缝是个难题, 要求混凝土震捣密实、匀质。有的单位为加快施工进度, 浇筑混凝土1~2d内就拆模板, 这时混凝土的水化热温升最高, 早拆模板造成散热快, 增加了墙内外温差, 易于出现温差裂缝。施工实践证明, 墙体宜用保湿较好的胶合板支模, 混凝土浇完后, 在顶部设水管慢淋养护, 墙体宜在第5d拆模板, 然后尽快用麻包片贴墙并喷水养护, 保湿养护10~14d。
6.即使用补偿收缩混凝土浇筑墙体, 也要以30~40m分段浇筑, 每段之间设2m宽膨胀加强带, 并设钢板止水片, 可在28d后用大膨胀混凝土回填, 养护不小于14d。
7.底板宜用蓄水养护, 冬季施工时要用塑料薄膜和保温材料进行保温保湿养护;楼板宜用湿麻袋复盖养护。
8.即使采取各种措施, 尤其C40以上混凝土, 墙体也难免不出现裂缝, 有的1~2d拆模板就发现有裂缝, 这是混凝土内外温差引起的。要设法降低水泥用量, 减少混凝土早期水化热, 由于膨胀剂在1~3d的膨胀还没充分发挥出来, 有时难以完全补偿温差收缩。裂缝修补原则:小于0.2mm裂缝不用修补;大于0.2mm非贯穿裂缝, 可以凿开30~50mm, 用掺膨胀剂水泥砂浆修补;对于贯穿裂缝可用化学灌浆修补;为防止地下水有害离子对墙体的侵蚀, 并弥补缺陷, 建议在侧墙外壁用可湿作业的聚合物水泥基防水涂料作一层防水保护层。
9.混凝土浇筑完后, 建筑物进入使用阶段, 有些单位不注意维护保养, 在竣工之前就出现裂缝, 大多是气温和湿度变化引起的, 因此, 地下室完成后, 要及时复土, 楼层尽快做墙体维护结构, 屋面要尽快作防水保温层。
(四) AEA加强型膨胀剂无缝施工方法
1.加强型AEA特别突出的优点:
(1) 施工简单快捷, 防水等级高;
(2) 可以降低混凝土的水化热, 同时削减水化热的峰值, 尤其是对大体积混凝土抗裂非常有效;
(3) 减轻施工强度, 如后浇带的清理及浇灌;
(4) 缩短工期, 减少工程管理费用。
2.施工方案
(1) 加强带留置的位置及要求:根据图纸审定, 加强带的位置留在轴间, 带宽2m, 底板与各层楼板留置加强带的位置相同, 侧墙的加强带与底板相同并与底板连通。
(2) 加强带混凝土:无缝施工中, 加强带必须提供较大的收缩补偿, 因此其AEA掺量也较非加强带位置略有提高, 以获得大的膨胀能, 并比非加强带的混凝土强度提高一个等级。±0.00 (含±0.00) 以下非加强带位置混凝土掺量为8%, ±0.00以上非加强带位置混凝土掺量为8%, 加强带混凝土掺量均按10~14掺入。
(3) 加强带混凝土浇筑:本工程混凝土浇筑方量大, 为减少冷缝及施工缝的出现, 应注意控制好AEA加强型混凝土的质量, 对于骨料及水泥、AEA加强型等应满足下列要求: (1) AEA加强型掺量要准确, 计量误差在±1%以内, AEA加强型达到JC476-2001各项指标要求; (2) 水泥:质量稳定的、未过期的32.5以上等级的水泥; (3) 碎石或卵石:含泥量小于1%; (4) 细骨料:含泥量小于3%的中粗砂; (5) 其它外加剂:达到国家规定的品质指标, 使用前要作适应性试验; (6) 水:可饮用水或符合混凝土的洁净水; (7) 在混凝土浇筑前, 加强带内与非加强带的混凝土须用钢丝网 (5~8mm方孔筛网) 隔离区分, 以避免相互掺合, 钢丝网绑扎一定要牢固, 浇筑时, 先从带外一头向另一头推进, 浇到加强带时, 改变AEA加强型掺量, 浇完加强带再浇非加强带的混凝土, 混凝土施工按有关规范进行操作。
(4) 养护要求。AEA加强型混凝土无缝设计及施工要求, 膨胀达到最佳效果, 养护至关重要, 混凝土终凝后2h即可进行保湿养护 (采用麻袋或草席覆盖) , 覆盖条件不能满足时, 应采用经常淋水养护方式, 确保在养护期内混凝土表面处于湿润状态, 养护期为14天。底板属大体积混凝土, 降温速率不能过大, 养护以蓄水养护效果最佳。
(五) 结束语
膨胀剂是解决混凝土收缩开裂的有效外加剂, 国家在建筑技术政策中对防水混凝土的使用采取支持的方针, 这将会给膨胀剂的生产和使用提供更有利的空间。因此掌握膨胀剂的正确使用是十分紧迫和必要的。用膨胀剂配制防水混凝土实现补偿收缩作用和结构的抗裂防渗是有效的, 但不是万能的。只有在科学理论的指导下, 正确应用膨胀剂, 精心组织施工, 协调各方面影响因素, 才能取得理想的效果。
摘要：混凝土膨胀剂在施工中已采用, 但并未普及。因此, 在施工过程中如何控制用量、施工、后期保养等依然存在不少问题。文章以实践经验谈了在施工过程中混凝土膨胀剂使用的体会。
膨胀剂混凝土施工分析 篇4
在工程建设中无膨胀剂混凝土墙体防裂施工技术的运用是一个重要的技术问题, 其中主要有很多的技术难点和重点。在结构设计、混凝土原材料选择、混凝土配合比、施工方法等方面, 需要从业人员加强学习和练习。确保无膨胀剂混凝土墙体防裂施工技术的运用准确、规范、安全。同时加强对施工后的养护和检测。努力提高自身素质做好无膨胀剂混凝土墙体防裂施工技术的运用工作。认真仔细地检查不可出现任何纰漏, 避免出现任何的工作失误。本文结合实际工作经验的基础之上, 深入浅出的分析和探讨了工程建设中无膨胀剂混凝土墙体防裂施工技术中的应用重点, 对以后的工作做出参考和借鉴。
2施工技术措施
2.1结构设计
为了尽可能的避免混凝土裂缝的产生, 我们应选择中低等级强度的混凝土比如C40和P8等级抗渗能力的混凝土。混凝土因为其自身的特点, 它的抗拉能力很差, 经常会因为温度和水分的巨大变化而抵抗不了这其中的应力而产生裂缝。所以应尽量减少用水量和尽量避免温度的剧烈变化。为了加强混凝土自身的抗裂性、约束应力、避免裂缝的产生, 我们应该给其在结构上增添适当的配筋和一定标准的预应力钢绞线和防裂网片。在地下混凝土的厚度很大, 一点裂缝不出现是很难的。所以我们要在墙内侧每相隔12米就设置竖向的诱导缝。墙体内侧水平筋断开, 并相应设置补强筋, 诱导缝缝宽20毫米, 深150毫米, 人为划定薄弱区, 使表面温度裂缝有规律地产生在划定位置, 从而减少其他部位裂缝产生后浇带需在两侧混凝土浇筑完毕60天后开始封闭, 使单段混凝土收缩充分发展变化后浇筑掺加少量微膨胀剂混凝土浇筑, 减少裂缝产生。
2.2混凝土原材料选择
水泥采用中低水化热低碱水泥, 配制大体积混凝土所用水泥7天的水化热不大于250KJ/KG;细骨料采用低碱天然砂, 其含泥量宜控制在1.5%左右, 细骨料的级配为中砂, 其细度模量宜为2.50, 平均粒径宜为0.38毫米;配制混凝土所用的粗骨料为低碱机碎石或卵石, 其含泥量宜控制在1%以内, 连续级配宜为5-40毫米;掺加粉煤灰的质量等级为二级, 矿粉为磨细矿粉, 外加剂选用高效减水剂, 有效减少水用量;不掺加任何类型微膨胀剂。
2.3混凝土配合比
影响混凝土的坚固稳定而产生裂缝有多方面的因素, 这其中温度、含水量、结构方式是主要原因。同时还有基础沉降的问题而导致的裂缝。所以我们在混凝土的保养上尤其注意尽量避免混凝土的温差过大, 会因为温度应力而导致裂缝。还有就是不可以对其浇筑过多的水分, 水量太大或失去水分时混凝土很容易因收缩而变形, 而后出现裂缝。结构上设计的不恰当也会直接因为约束力的作用引起裂缝的发生。针对本工程特点, 在专家论证会基础上, 总结和借鉴以往工程经验, 经过多次优化, 最终确定本工程配合比。水灰比控制在0.40-0.50, 砂率控制在40%~45%之间, 胶凝材料总量在460KG/立方米左右, 混凝土初凝时间在8小时以上;并且采用“双掺法”加入粉煤灰及矿粉, 掺加适当高效减水剂;控制混凝土碱含量, 使混凝土碱含量不大于3kg/m3。
2.4施工方法
2.4.1采用按段一次施工到顶的方法施工。我们要使用混凝土泵送的方式, 一层一层的浇筑, 每层的浇筑高度要保持一定的范围之内。当浇筑到达2米的时候应该停止混凝土浇筑的工作1到2个小时, 以便混凝土能够达到更好的凝固效果并增加了它自身的强度。然后待其充分稳定落实之后, 再继续浇筑作业, 这样可以有效避免裂缝的出现。墙体一般都具有一定的高度, 浇筑时我们可以从墙体的内测来作业, 由内测振捣, 使其不断的更加密实, 防治因墙体过高而操作不便。而使墙体疏松不牢固。基本上每施工段最多采用2台泵车及配管、布料杆进行浇筑施工, 核心区长112米墙体, 采用4台臂长48米汽车泵进行浇筑, 明确浇筑区域及顺序, 统一进行指挥, 保质、保量进行施工。
2.4.2由于墙体厚度大, 为保证高度大的墙体振捣密实到位, 均采用振捣人站在墙体内侧进行振捣, 间距3米左右一处, 便于控制浇筑高度、振捣时间、振捣位置, 以保证振捣质量。
2.4.3部分墙体施工期间正处于冬施期间, 混凝土采用综合蓄热法进行养护, 利于混凝土自身水分进行养护。墙模板外围用50毫米厚高密度阻燃聚苯板做保温围挡, 将苯板置于竖肋及背楞之间, 保温苯板注意不得损坏, 且绑扎牢固。注意做好大模板边缘部位和穿墙螺栓处的保温, 在螺栓四周苯板处可用丝绵塞严, 以免形成冷桥。墙混凝土浇筑完成后, 按竖向钢筋空隙尺寸, 将防火草帘卷成不同小卷, 覆盖在墙、柱上口, 填充钢筋空隙。混凝土很容易因为温差变化过大而产生裂缝, 这种对温差的敏感性不止表现在外部温度的明显变化上, 还有内外温差的变化上。为了避免内外温差变化过大, 产生温度应力引起裂缝, 我们可以在墙体的表面盖上一层塑料布, 保持塑料布内部墙体的温度, 让其不会有剧烈的温度变化, 温差将会有效的控制在25度以内。因为墙体的表面积很大暴露在空气中很容易产生快速的降温作用。所以为墙体加盖塑料布保持墙体的湿度和温度很有必要。
2.4.4采用电子测温仪及测温导线测量混凝土内部温度, 墙体每施工段设置测温点, 在最不利部位设置, 由专职测温人员测量。墙体测温点每点位设置上、中两个测设点, 中点位在墙体中间区域, 上点位在墙体距地2/3以上部位, 且靠进外皮20厘米处。通过温度监测发现, 墙体混凝土在早期温度应力变化阶段呈稳步变化, 始终内外温度之差未大于25度, 与表面温差也在允许范围之内。
结束语
综上所述, 要想解决墙体防裂的施工中无膨胀剂混凝土墙体技术的运用难点, 必须对其中的详细运用方法加以深刻的学习和掌握。加强每位施工人员的技术水平和并且一定要合理规范的进行相关操作, 注重细节。保证居民的生命财产安全是我们每一位从业人员的责任和职业道德。无膨胀剂混凝土墙体防裂的施工技术的运用, 有着其自身独特的复杂性原因。我们要掌握好建筑结构的设计, 做好混凝土原材料的选择, 选择好混凝土配合比, 以及对具体施工的技术措施全面掌握。养成良好的工作步骤和工作习惯, 做到准备充分、施工有序、操作准确。切实有效地在墙体防裂问题上掌握好无膨胀剂混凝土墙体技术的应用, 提高建筑的质量, 防治墙体裂缝的发生。
摘要：随着经济社会不断发展, 建筑事业也在我国各地如火如荼的进行着, 并成为经济发展的火车头。建筑领域之中, 无膨胀剂混凝土墙体防裂施工技术的运用始终是一个较难掌握的问题。无膨胀剂混凝土墙体防裂的施工技术在运用时主要有以下几个方面需要认真学习和领会:结构设计、混凝土原材料选择、混凝土配合比、施工方法等。同时我们要注重保养和验收。为了以后工作保质保量的完成, 结合实际工作经验, 对无膨胀剂混凝土墙体防裂施工技术的一些重点进行分析总结, 熟练掌握相关技术、提高操作水平、保障建筑质量以及促进建筑行业健康发展。
关键词：混凝土,墙体,裂缝
参考文献
膨胀剂混凝土施工分析 篇5
1.1 材料介绍
膨胀混泥土顾名思义, 就是在条件允许的范围内混凝土产生适度的膨胀, 利用这种膨胀可以有效的降低混凝土的裂缝。但这种膨胀并不是自身所能够形成的, 而是通过添加一种ZY的膨胀剂, 经过一系列的水泥化学反应才能产生膨胀效果, 这种膨胀剂还受钢筋和位置的局限, 只有当钢筋的预压应力值达到0.2～1.0MPa时, 此时因收缩产生的拉应力, 才能起到防止混凝土开裂。此时需要注意的就是, 因结构不同, ZY的膨胀剂添加量也是有所不同的, 收缩力强或者是弹性很大的地方都应该加大ZY的膨胀剂的使用, 相反在收缩力很小或者是弹性不是很大的地方就可以采用较少的ZY的膨胀剂, 这样做的好处就是不仅仅能节省材料的使用, 更能保证去质量。
1.2 ZY性能特点简介
(1) 膨胀效能高:掺6%zY的限制膨胀率远大于掺市售UEA12%的限制膨胀率, 可在混凝土中建立0.2～0.7MPa的自应力值, 补偿混凝土收缩, 增强钢筋混凝土结构的抗裂能力。 (2) 碱含量低:ZY碱含量R20≤0～3%, 混凝土不会因ZY的掺入而产生任何碱--骨料反应。 (3) 掺量低:在混凝土中掺入6%左右ZY即可达到预期的膨胀效果, 而一般膨胀剂掺量为12%左右, 同性能条件下, ZY的掺量相对于一般膨胀剂可减少50%左右, 其可比价格有明显优势。 (4) 施工性能好:ZY对混凝土坍落度没有影响, 对水泥及其它混凝土外加剂适应性更好, 适用于商品混凝土和现场泵送混凝土。 (5) 超高活性:系提取物料旋窑高温烧成, 充分参与水化反应, 因而能等量取代水泥。减少水泥用量。 (6) 增强性能好:ZY对混凝土早期强度有增强作用, 后期强度稳定增长, 真正做到等量代替水泥, 而一般膨胀剂会降低混凝土早期强度。 (7) 大大提高了混凝土抗渗性:其抗菌素渗标号达P20～P30, 可大幅度提高结构自防水功能。
1.3 工作原理
膨胀混凝土在硬化过程中产生膨胀作用, 在钢筋和邻位约束下, 钢筋受拉。而混凝土受压, 当钢筋拉应力与混凝土压应力平衡时, 则:
设μ=As/Ac, 则:
式中, σc-混凝土预压应力 (Mpa)
As-钢筋截面积,
μ-配筋率 (c/o) ,
Ac-混凝土截面积,
Es-钢筋弹性模量 (Mpa) ,
ε2-混凝土的限制膨胀率 (%)
由 (1) 式可见, σc与ε2成正比关系, 而限制膨胀率ε2随UEA掺量增加而增加, 所以, 通过调整UEA掺量, 可使混凝土获得0.2～0.7MPa的预压应力, 根据水平法向力σx分布曲线, 设想在应力量大地方施加较大的膨胀应力σx, 而在两侧施加较小的膨胀应力。
2 膨胀混凝土施工技术
2.1 施工工艺流程
为保证后浇带混凝土质量, 施工程序如下:清理→将钢筋认真整理、调直, 检查模板是否漏浆, 预埋管件及模板→微膨胀混凝土配制→后浇带侧面均匀刷素水泥浆一遍→混凝土浇筑→养护。
2.2 施工技术要点
2.2.1 膨胀加强带的设置
在进行膨胀加强带设置的同时, 可以将其在两侧设置固定的铁丝网, 这样做的目的是为了更好的防止混凝土因缝隙不同, 配比不一致而导致的渗入, 从而影响加强带的稳定。因此, 在施工时, 必须注重混凝土的浓度, 配比, 在浇筑过程中外侧混凝土可以加入6%～8%的ZY膨胀剂, 加强带部位可以加入8%～10%的ZY膨胀剂。这主要是因为混凝土结构的受应力不同, 所以在浇筑的过程中要特别的注意结构和设计的要求, 不能将其所有的浇筑都控制在一定的范围值内, 这样很容易影响建筑施工的质量, 同时还会因为其程序错误而导致建筑施工的延期, 为此在考虑加强膨胀带稳定度的同时必须清楚的了解, 它与设计图纸之间的关系, 以及相应的位置变化, 一般会使用2m宽的膨胀带来代替, 最终的目的就是实现连续浇筑。但这样都不能很好的实现对膨胀带的加强, 其中有一种有效的方法就是“无缝设计”, 顾名思义就是不希望混凝土之间产生大量的缝隙与裂缝, 但这只是传统意义上的说法, 现实中是不存在无缝设计的, 只能说将裂缝降到最低, 根据结构情况, 将ZY膨胀剂作为基本的混凝土补偿材料。
2.2.2 绑扎钢筋的注意事项
膨胀加强带 (后浇膨胀加强带) 部分要增加部分温度应力的补偿钢筋, 增加的补偿钢筋的位置垂直于加强带, 设置间距为水平构造筋的两倍, 补偿钢筋要延伸到加强带两侧50cm, 其材质与构造筋相同。直径要小于构造筋1、2个规格, 顶板上膨胀加强带部分的补偿钢筋直接绑扎在其对应的面筋上, 而墙板后浇膨胀加强带部分的补偿钢筋须绑扎在其对应的面筋和底筋上。加强带的两侧用免拆模板网或密孔铁丝网拦起, 并采用钢筋绑扎牢固, 其中墙体的后浇膨胀加强带的两侧设钢板止水板或橡胶止水带, 铺设的铁丝网搭接部分不超过5cm。
2.2.3 膨胀混凝土施工
通常来讲, 在浇筑混凝土之前, 可以在浇筑带的两侧布置震动器, 这样做的主要目的就是为了保证混凝土浇筑的比较均匀, 不易堆积。第一次布设时, 可以选择在混凝土的卸料点处, 这样做的好处就是能够解决混凝土振实过程中受力均匀。第二次布设时, 可以选择在混凝土的坡角处, 这样做的好处就是能够解决密实度的问题。防止混凝土因为受力不均而引起的堆积。在一切准备就绪好以后, 就可以对混凝土进行搅拌。但是这里需要注意的就是搅拌的时间必须符合其建筑施工的要求, 时间不能过长也不能过短, 这样都会影响混凝土的使用。
每个浇筑带的宽度应根据现场混凝土的方量、结构物的尺寸、供料速度、泵送工艺等情况预先计算好, 避免冷缝的出现。自防水混凝土的振捣必须密实, 不能漏振、欠振、过振。振捣时间宜为20～30s, 以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准。振捣时快插慢拔, 振点布置要均匀, 在施工缝、预埋件处加强振捣, 以免振捣不密实, 造成渗水通道。振捣时应尽量不触及模板、钢筋、止水带、以防止其位移、变形。
3 结束语
膨胀剂混凝土施工分析 篇6
1 工程概况
该工程每个水池长47.45m，宽22.45m，池内净高3.15m。水池底板为现浇钢筋混凝土，柱、壁、顶全部为预制装配，部分浇制，现浇底板及预制柱、梁、壁板均采用C25混凝土，抗渗等级为S6级。每块预制壁板宽1.80m，高3.20m，壁厚250mm，壁板与杯口之间及壁板间竖向接缝采用C30微膨胀混凝土灌缝(图1、2)。池壁内外及底板均用水泥砂浆抹面，顶盖的槽板上面做40mm厚细石混凝土找平层。
2 微膨胀混凝土试验
微膨胀混凝土是用微膨胀水泥配制的混凝土，微膨胀水泥是普通水泥中掺入适量的矾土水泥和生石膏，经混合均匀而成的。微膨胀混凝土在施工前首先应根据设计要求作配合比试验。
工程设计要求的微膨胀自应力控制值;预制壁板板缝为2kg/cm2(约0.2MPa)，预制壁板与底板的杯口接缝为1kg/cm2(约0.1MPa)，限制膨胀率为2/万～3/万。设计对原材料的要求：水泥和矾土水泥均应符合现行国家标准，采用32.5普通水泥，石膏采用生石膏磨细(比表面积为4000～4500cm2/g)，砂采用含泥量不大于3%的中砂或中粗砂，碎石采用粒径为5～15mm，质地坚硬、级配良好的碎石，其含泥量不大于1%。
根据设计要求，经试验作出的配合比为：
(1)微膨胀水泥配合比(单位：kg):
水泥50：矾土水泥3.74：石膏粉3.74;
(2) C30微膨胀细石混凝土配合比：
微膨胀水泥1：水0.55：中砂1.98：碎石2.65。
按现行施工规范要求，矾土水泥不得与硅酸盐水泥混合使用，而在该工程施工中，微膨胀水泥是用硅酸盐水泥加入膨胀剂矾土水泥和生石膏粉配制成的，其中硅酸盐水泥是起强度作用的强度组分，膨胀和强度既有对立的一面，又有统一的一面，膨胀是前提，强度是保证，缺一不可。只有在一定的条件下(即一定的配合比和一定的养护条件)，膨胀和强度之间可暂时统一起来，表现为膨胀增加的同时，强度也有所增加(或者强度不降低)。因此，微膨胀混凝土在施工前必须根据设计要求做好试验，在施工中要严格按照试验报告提出的配合比和养护条件去做，才能使微膨胀混凝土达到设计要求的膨胀率和强度。
3 施工方法与注意事项
3.1 准备工作
灌缝前现将杯槽凿毛，清除槽内的垃圾、表面上的水泥薄膜和松动石子或软弱混凝土层，然后冲洗干净，充分浇水湿润，但残留在混凝土表面的积水必须清除。
安装预制壁板前要把壁板接缝处的接合部位全部凿毛并冲洗干净，每块壁板安装到设计位置后，其两侧都用钢楔固定牢固。
3.2 微膨胀水泥的配制
在清扫干净的水泥地面配制微膨胀水泥, 具体做法是先将按照配合比计量好的32.5普通水泥、矾土水泥和生石膏粉拌合三遍。为了使其掺合得更均匀, 搅合以后再用细筛筛一遍, 然后装入塑料袋内, 并用磅秤随装随过秤, 按每袋50kg分装, 随即将袋上口扎紧, 存放在仓库内, 贮存期不宜超过14天。
3.3 微膨胀混凝土的配制及施工注意事项
微膨胀混凝土配制的质量，直接影响水池的抗渗性能和结构安全，所以微膨胀混凝土所用原材料必须符合设计要求，并要严格按照试验报告提出的配合比配制。
灌缝时使用插入式振动器将混凝土振捣密实，振捣时间要比普通混凝土适当加长。杯槽中固定壁板的钢楔取出后，要特别注意对钢楔坑的二次浇灌处理，以免钢楔坑处混凝土不密实，引起漏水。因为微膨胀混凝土凝固较快，所以每次搅合的微膨胀混凝土必须在30分钟内用完。
3.4 施工缝的留置与处理
壁板之间竖缝与杯槽的施工缝，留在杯槽以上10～20cm处(距底板55～65cm)，并在施工缝两面各20cm高的范围内按防水砂浆5层做法处理(图3)，以保证接缝严密不渗水。壁板之间竖缝两面的模板要一次支完，在浇灌竖缝混凝土时一次连续完成，不留施工缝。
3.5混凝土养护
在微膨胀混凝土浇捣完毕以后，待混凝土表面收水(用指甲划不出明显的划痕时)，即在两侧都盖上草袋并浇水养护，在隔3昼夜内，每隔2小时浇水一次，以后每日至少浇水6次，浇水养护的时间要保证在14天以上，要安排专人负责养护工作。
4 技术经济效果
4.1 节省模板和支模用工
由于该工程池壁采用预制装配混凝土板，仅板缝用微膨胀混凝土灌缝，所以与整体浇制混凝土大型水池相比，可节省大量模板和支模用工。该工程若采用整体浇制混凝土池壁，仅池壁的模板接触面就达1762m2，按定额计算需用木材70m2，但在板缝内浇制微膨胀混凝土，池壁模板的接触面只有190m2，把预制壁板使用的模板也计算在内，仍可节省模板80%左右，按定额计算可节省木材56m3，支模用工也可节省80%左右。而且由于壁板可以提前预制，所以施工工期大大缩短，也为文明施工创造了有利条件。
4.2 抗渗性能好
膨胀剂混凝土施工分析 篇7
随着建筑业的发展, 由于各个建筑个体的具体情况及建筑物使用功能的要求, 某些工程中不允许采用伸缩缝等永久性缝, 从而导致超长混凝土结构的产生。因此, 如何控制其裂缝范围是保证工程质量的关键。
我国建筑材料科学研究院从20世纪50年代就开始膨胀混凝土的研究, 经多年研究证明, 膨胀混凝土是解决混凝土开裂比较理想的材料[1]。当混凝土开始收缩时, 其抗拉强度已增长到足以抵抗收缩引起的拉应力, 从而防止和减少收缩裂缝的出现。在混凝土中掺加适量的膨胀剂, 通过水泥的化学反应, 使混凝土产生适量膨胀, 在钢筋和邻位限制下, 钢筋混凝土中产生0.2 MPa～1.0 MPa的预压应力, 可大致抵消混凝土收缩时产生的拉应力, 防止混凝土开裂。同时, 水化反应生成的钙钒石晶体属针状、棒状晶体, 填充、切断、堵塞混凝土的毛细孔, 使混凝土的抗渗能力大大提高, 抗渗标号可达S30, 从而达到混凝土结构自防水的目的。因此, 膨胀加强带的设置是超长混凝土结构无缝施工技术的关键所在。
1 超长混凝土结构无缝施工的涵义
对于民用建筑地下结构连续结构的施工, 超长无缝施工是将结构无缝设计理论与工程施工方法相结合, 在结构施工时, 把混凝土结构裂缝设定在一定的范围内, 从而达到防水抗裂的要求。在民用建筑工程中, 无缝施工是释放收缩应力的后浇缝。其设计思路是“抗放兼备”“以抗为主”的原则[2]。采用补偿收缩或膨胀型外加剂补偿收缩混凝土作结构材料, 其在硬化过程中产生膨胀作用, 由于钢筋的邻位约束, 在结构中建立少量预压应力, 从而实现“抗”“放”的原则路线[3], “抗”的原则是通过对混凝土结构设计, 增强混凝土结构的约束, 通过膨胀剂的掺入, 增强混凝土的限制膨胀, 产生预压应力, 使其出现抵抗裂缝, 在施工时, 采取一些附加应力的方法, 抵抗混凝土裂缝的出现;另一方面对于混凝土结构产生的干缩与冷缩, 在设计时采用低水化热水泥, 在施工时采用膨胀加强带的方法, 使得在施工过程中出现的应力尽早释放, 从而减少裂缝, 这是“放”的原则。
2 膨胀加强带的设置
2.1 膨胀加强带的作用
膨胀混凝土在混凝土硬化过程中产生适当膨胀, 在钢筋的邻位约束下, 在混凝土中建立起一定的自应力, 其自应力值按式 (1) 计算:
其中, σc为混凝土自应力;ρ为截面配筋率;Es为钢筋的弹模;ζp为混凝土限制膨胀率。由式 (1) 可知, 在配筋率和钢筋弹性模量确定的情况下, 膨胀混凝土自应力与膨胀率成正比。这样膨胀加强带部位的自应力增大, 对温度收缩应力补偿能力增大, 防止超长结构开裂, 其原理如图1所示。
图1中, 超长混凝土使用普通混凝土的温度收缩应力曲线为ABCDE, 其应力从两边向中间增长到B, D两点时, σ≥f (混凝土抗拉强度) , 开始发生开裂, 释放能量;仅采用小掺量膨胀混凝土进行补偿的超长混凝土结构, 能够抵消部分温度收缩应力, 其温度收缩应力曲线为FGHIJ, 应力从两边向中间随结构长度延伸而增长, 达到G, I两点时, σ≥f, 开始发生开裂, 掺膨胀剂的混凝土达到开裂时的结构长度较普通混凝土延长, 起到一定补偿作用[4]。当大面积采用小掺量膨胀剂混凝土, 适当部位局部加大膨胀剂量形成膨胀加强带, 对超长混凝土结构进行叠加式重复补偿时, 其温度应力曲线为FKLMJ, 当温度应力从两边向中间逐渐增长, 到达膨胀加强带部位 (K, M) 时, 由于加强带部位储存较大自应力 (或膨胀能) 对其进行补偿, 使其应力降低, 然后随长度增加重新增长, 但最终结构中部最大应力值小于混凝土抗拉强度, 即σ≤f, 保证超长混凝土结构不开裂, 这就是膨胀加强带的主要作用。
2.2 膨胀加强带数量的确定
膨胀加强带的数量及位置的确定应根据超长混凝土结构的特点、温度收缩应力的大小进行综合分析, 在工程误差要求的前提下, 将次要因素忽略, 简化其应力曲线, 以便进行计算。结合研究和工程应用, 以图1为计算模式进行分析。
在图1中, 当普通膨胀混凝土温度收缩应力从两边增长到G, I两点时, 两点的拉应力达到混凝土的抗拉强度, 如再增长结构就会发生开裂, 必须在G, I两点增设膨胀加强带, 进一步降低拉应力, 增设加强带后, G, I两点的拉应力降低到K, M点, 温度收缩应力从K, M两点重新增长, 但结构中点L处最大拉应力不超过混凝土抗拉强度, 结构不会发生开裂。这样G, L, I三个临界点拉应力为:
则:
联立以上四式, 可得:
由式 (6) 即可确定膨胀加强带的数量。其中, n为膨胀加强带的数量;f为混凝土的抗拉强度, MPa;E为混凝土的弹性模量;α为混凝土的线膨胀系数, 1×10-5;μ为泊松比, 取0.15 (单向受力时可不考虑) ;cosh为双曲余弦函数;Cx为水平阻力;H为结构长条板板厚;L为结构长条板板长。
2.3 膨胀加强带的布置原则
1) 加强带的数量及位置必须根据公式计算, 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2 m～3 m;
3) 膨胀加强带的位置宜布置在拉应力较大、配筋变化及截面突变的部位及应力集中部位;
4) 结构长度达到70 m以上时, 无论计算是否需要加强带, 都均要设置加强带。
2.4 膨胀加强带的构造形式
1) 连续式膨胀加强带构造。
如图2所示, 在收缩应力集中的位置, 设置膨胀加强带, 其宽度2 m～3 m, 带两侧架设密孔铁丝网, 目的是为防止两侧混凝土流入加强带。施工时, 带外侧用小膨胀混凝土, 到加强带时改用大膨胀混凝土, 到加强带另一侧时, 又改为小膨胀混凝土。如此循环下去, 可连续浇筑100 m～150 m的超长混凝土结构, 不留硬结茬, 并在不同结构部位使用不同膨胀性能的混凝土。
2) 底板间歇式膨胀加强带构造。
当混凝土供应或施工力量达不到连续作业要求而无法连续施工时, 可采用如图2所示的间歇式膨胀加强带做法。为提高底板后浇加强带部位的防水效果, 留置阶梯缝, 即先浇混凝土留置阶梯口 (绑扎两道钢板网) , 硬茬需做附加防水处理:底板两头端口竖向加橡胶止水条或钢板, 该止水条或钢板应从垫层竖向一直延伸到与外墙钢板相接, 防止水平方向水的渗入。下次施工需间隔3 d以上, 待混凝土达到足够强度后, 再浇膨胀加强带大膨胀混凝土, 紧接着浇小膨胀混凝土。
3) 后浇膨胀加强带构造。
当混凝土无法连续施工时, 也可以先浇筑加强带两侧的小膨胀混凝土, 两边硬茬均留置阶梯缝。间隔3 d以上, 待混凝土达到足够强度再浇加强带大膨胀混凝土。浇带两头端口竖向加橡胶止水条或钢板, 该止水条或钢板应从垫层竖向一直延伸到与外墙钢板相接, 防止水平方向水的渗入。
3 结语
超长混凝土结构的裂缝大部分是由于混凝土的收缩造成的。利用膨胀混凝土的补偿收缩性能, 可以减少甚至抵消混凝土的收缩应力, 从而减少收缩裂缝的产生。因此, 随着限制膨胀率的增大, 后浇缝的间距可以逐渐加大, 直至大于结构总长, 即实现无缝施工。因此膨胀混凝土的设置即是超长混凝土结构无缝施工的要点。
摘要：首先分析了超长混凝土结构无缝施工中采用膨胀加强带防止混凝土开裂的作用原理, 详细研究了膨胀加强带的设置方法和原则, 并分析了膨胀加强带的三种常用构造形式, 通过设置膨胀加强带, 减少了收缩裂缝的产生。
关键词：超长混凝土结构,膨胀加强带,无缝施工
参考文献
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