膨脹加強(qiáng)帶的應(yīng)用原理與施工技術(shù)探討
2006-06-13 00:00
摘 要：介紹了在超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用膨脹加強(qiáng)帶的技術(shù)原理，并結(jié)合實(shí)際工程，闡述了膨脹加強(qiáng)帶的施工技術(shù)要點(diǎn)，總結(jié)了膨脹加強(qiáng)帶在超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用具有的優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：加強(qiáng)帶，膨脹劑，超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)
房屋受到溫度變化和混凝土收縮等因素的影響，會(huì)使房屋產(chǎn)生變形、開裂甚至破壞。為了防止房屋破壞，通常采用變形縫將房屋分成幾個(gè)獨(dú)立變形的部分，使各部分能獨(dú)立變形、互不影響。但是，在實(shí)際工程中，設(shè)置變形縫會(huì)使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工困難，材料用量較多，工程造價(jià)增加；并且在地震力作用下，各個(gè)部分相互碰撞，易造成震害，不但引起結(jié)構(gòu)局部破壞，還使建筑裝飾材料也造成破壞，增加了震后修復(fù)工作。
在超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶，不但有利于解決溫度變化和混凝土收縮等因素對(duì)房屋結(jié)構(gòu)安全的影響，而且具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1） 構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，周期短；
2） 材料用量較少，易于控制工程造價(jià)，經(jīng)濟(jì)性好；
3） 保持結(jié)構(gòu)的整體性，有利于結(jié)構(gòu)抗震。
因此，膨脹加強(qiáng)帶在超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用方面已產(chǎn)生較大的效應(yīng)。
1 技術(shù)原理
由于普通混凝土存在收縮導(dǎo)致開裂破壞，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般是以設(shè)置臨時(shí)性收縮變形縫的方法釋放大部分收縮應(yīng)力，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后再以較大膨脹量的混凝土回填此縫。膨脹加強(qiáng)帶的技術(shù)原理是在帶內(nèi)混凝土中摻加適量膨脹劑，通過(guò)水泥水化產(chǎn)物與膨脹劑的化學(xué)反應(yīng)，使混凝土產(chǎn)生適量膨脹，在鋼筋和臨位混凝土的約束下，在鋼筋混凝土中產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)的收縮拉應(yīng)力得到大小適宜的補(bǔ)償，從而達(dá)到防止混凝土結(jié)構(gòu)開裂破壞的目的。加強(qiáng)帶設(shè)置在混凝土收縮應(yīng)力發(fā)生最大的地方，通常是房屋長(zhǎng)度方向的中間，對(duì)于超過(guò)普通混凝土伸縮縫設(shè)置距離過(guò)長(zhǎng)的且要求連續(xù)無(wú)縫施工的混凝土結(jié)構(gòu)，可以在適當(dāng)部位設(shè)置多條膨脹加強(qiáng)帶。大量的工程實(shí)踐證明，采用膨脹加強(qiáng)帶，可以連續(xù)施工超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)不留縫而不裂，減少了分縫處理帶來(lái)的麻煩，大大縮短了工期，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
2 工程概況
某科技樓工程總長(zhǎng)78 m ，寬75 m ，地下室底板厚度0. 5 m ，側(cè)墻高6 m ，厚0. 3 m ，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C35 ，抗?jié)B等級(jí)S10 ；地下室頂板厚0. 2 m ，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30 。由于本工程為大型民用建筑，質(zhì)量要求十分嚴(yán)格，而且要求盡量縮短工期，以求盡快投入使用；又鑒于該工程地下室底板屬超長(zhǎng)超厚鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，如果采用常規(guī)的方法施工，估計(jì)會(huì)遇到許多技術(shù)難題。因此，根據(jù)工程情況和施工技術(shù)要求，本工程采用超長(zhǎng)連續(xù)無(wú)縫施工，在整個(gè)平面上設(shè)計(jì)“十”字形膨脹加強(qiáng)帶。
3 膨脹加強(qiáng)帶做法
膨脹加強(qiáng)帶的做法主要有三個(gè)要點(diǎn)：
1） 帶寬2. 0 m ，帶的兩側(cè)布置 5 mm 的密孔鋼絲網(wǎng)，將帶內(nèi)混凝土與帶外混凝土分隔開，鋼絲網(wǎng)垂直布置在上下層（或內(nèi)外層） 鋼筋之間，兩端分別綁扎在上下層（或內(nèi)外層） 鋼筋上。
2） 帶內(nèi)增設(shè)10 %～15 %的水平溫度鋼筋，均勻布置在上下層（或內(nèi)外層） 鋼筋上，水平溫度鋼筋垂直于膨脹加強(qiáng)帶長(zhǎng)度方向進(jìn)行分布，兩端各伸出膨脹加強(qiáng)帶2. 0 m ，并固定在上下層（或內(nèi)外層） 鋼筋上。
3） 帶內(nèi)采用設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)比相鄰非加強(qiáng)帶混凝土強(qiáng)度等級(jí)高一級(jí)的混凝土進(jìn)行澆筑，外摻適量膨脹劑。
本工程膨脹加強(qiáng)帶的做法如圖1 所示，帶內(nèi)混凝土外摻12 %（占膠凝材料總質(zhì)量） 膨脹劑，比帶外混凝土膨脹劑摻量高2 %（帶外混凝土膨脹劑摻量為10 %） 。
4 施工要點(diǎn)
4. 1 配合比
4. 1. 1 原材料
1） 水泥：強(qiáng)度等級(jí)不小于325 ，本工程采用的水泥強(qiáng)度等級(jí)為425 ；
2） 砂：中粗砂，細(xì)度模數(shù)2. 6～2. 9 ，含泥量小于1 %；
3） 石子：5 mm～31. 5 mm 連續(xù)級(jí)配碎石或碎卵石，含泥量小于1 %；
4） 粉煤灰：二級(jí)分選粉煤灰；
5） 防水劑：江西武冠材料股份有限公司產(chǎn)WG-HEA 高效抗裂防水劑。
4. 1. 2 HEA 泵送混凝土要求
1）坍落度：出機(jī)坍落度16 cm～18 cm，經(jīng)1 h 后為14 cm～16 cm，以滿足泵送要求；
2） 凝結(jié)時(shí)間：4 h～6 h ；
3） 限制膨脹率：水養(yǎng)14 d ，膨脹率大于0. 03 %；
4. 1. 3 HEA 設(shè)計(jì)參數(shù)
膠凝材料總質(zhì)量： B = C + HEA + FA （ C 為水泥、HEA 為防水劑、FA 為粉煤灰） 。
HEA 摻量： HEA = HEA / B = 12 %。
混凝土配合比經(jīng)過(guò)試配合格后才能使用，并按JCJ 55-2000普通混凝土配合設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
4. 2 混凝土的拌制與質(zhì)量控制
施工單位和混凝土攪拌站對(duì)使用的輸送和計(jì)量設(shè)備進(jìn)行檢查，確保施工期間的正常使用，進(jìn)場(chǎng)的原材料進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)，必須符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)加強(qiáng)管理，有明確的生產(chǎn)記錄，并對(duì)混凝土質(zhì)量控制要求如下：
1） 各種原材料必須符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并檢驗(yàn)合格后才能入庫(kù)。
2） 定期校驗(yàn)計(jì)量設(shè)備，水泥、粉煤灰、用水量、HEA、減水劑計(jì)量誤差不得超過(guò)±1 % ，石子不得超過(guò)±2 %。
3） 投料順序?yàn)椋荷?、石、水泥、HEA、粉煤灰、水，攪拌時(shí)間應(yīng)比普通混凝土延長(zhǎng)30 s～60 s。
4） 由于砂、石材料的含水率經(jīng)常變化，因此拌和混凝土應(yīng)以坍落度為準(zhǔn)，施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁更改配合比所設(shè)計(jì)的含水量。
5） 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)按國(guó)家有關(guān)規(guī)定留取混凝土試塊。
4. 3 混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)
4. 3. 1 混凝土的澆筑
混凝土的澆筑采用連續(xù)施工方式施工。施工時(shí)，按計(jì)劃開始從一側(cè)澆筑混凝土，分層梯式前進(jìn)，每層混凝土振搗密實(shí)，不得漏振或過(guò)振。加強(qiáng)帶外混凝土采用小膨脹混凝土澆筑，當(dāng)澆筑到加強(qiáng)帶時(shí)采用上述配合比的混凝土施工，澆筑至另一側(cè)時(shí)又改用小膨脹混凝土澆筑，如此循環(huán)下去，直至連續(xù)澆筑完畢。
4. 3. 2 混凝土的養(yǎng)護(hù)
混凝土的收縮變形主要發(fā)生在早期，因此前期的養(yǎng)護(hù)工作至關(guān)重要。在混凝土初凝前，用木壓子抹壓表面，以防出現(xiàn)裂縫。其養(yǎng)護(hù)時(shí)間從混凝土初凝后開始，采用蓄水或蓋麻袋澆水，保濕保溫養(yǎng)護(hù)14 d ，既保證混凝土水化用水又控制混凝土內(nèi)外溫差在25 ℃以內(nèi)。混凝土的養(yǎng)護(hù)是保證混凝土質(zhì)量的最重要的措施之一，養(yǎng)護(hù)期間必須有專人負(fù)責(zé)，杜絕出現(xiàn)干燥情況，確?；炷劣不捻樌M(jìn)行。
5 結(jié)語(yǔ)
在超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)中采用膨脹加強(qiáng)帶，可以連續(xù)施工超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)而不留縫，減少了分縫處理帶來(lái)的麻煩，大大縮短了工期，體現(xiàn)了構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便的設(shè)計(jì)理念。
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