時(shí)間：2023-03-07 15:17:31
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中圖分類號(hào)：TU71文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
前言：隨著工程實(shí)體規(guī)模的不斷發(fā)展變化，各種施工材料、施工工藝也在不斷更新、改進(jìn)，大體積混凝土施工逐漸被應(yīng)用到建筑市場多類工程實(shí)體當(dāng)中，因此大體積混凝土施工工藝急需廣泛化、熟練化、適應(yīng)化。
現(xiàn)結(jié)合本人目前所在工程（承德市馬市街名城新時(shí)代廣場）的實(shí)際應(yīng)用情況，對補(bǔ)償收縮混凝土的實(shí)際應(yīng)用做如下見解。
工程概況：名城時(shí)代廣場工程為一綜合性商業(yè)和辦公大樓，總用地面積為10914平方米，最高處十五層，由東向西錯(cuò)層分別為九層、六層、三層，地下二層。建筑高度56.9米，建筑面積約61124.68平方米；本工程采用的基礎(chǔ)形式為獨(dú)立基礎(chǔ)+抗浮板。
一、膨脹加強(qiáng)帶的留設(shè)要求：
補(bǔ)償收縮混凝土澆筑方式和構(gòu)造形式
二、基礎(chǔ)及地下室混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和混凝土澆筑方案的確定：
抗浮板加獨(dú)立基礎(chǔ)東西向長123.5m，南北向?qū)?4.8m，厚0.40m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35P6；外墻（擋土墻）東西向長122.7m，南北向?qū)?4.0m及坡道與剪力墻相連的柱，采用C30P8混凝土；負(fù)一層局部埋地頂板設(shè)計(jì)為C30P6，其余部分頂板為C30，負(fù)二層頂板C30
為了便于地下室大體積混凝土的順利施工，保證混凝土澆筑質(zhì)量，本工程自±0.00以下混凝土（框架柱除外）采用摻特種外加劑取消后澆帶的方式施工，依據(jù)為現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50010-2010 P101、P102第8.1.1條和第8.2.3條P335-336混凝土工程實(shí)踐證明“超長結(jié)構(gòu)采取有效措施后可以避免發(fā)生裂縫”。本工程按JGJ/T178—2009表4.0.4執(zhí)行，所有混凝土都按膨脹加強(qiáng)帶配制（見JGJ/T178—2009表4.0.2執(zhí)行），任意部位都達(dá)到膨脹加強(qiáng)帶的效果，連續(xù)澆筑板式結(jié)構(gòu)可達(dá)到120m，墻體分段澆筑不超過60m。用RCMG-2型混凝土高效防水劑配制的混凝土正好能滿足膨脹加強(qiáng)帶要求。因此原設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度分別修正為：基礎(chǔ)C35P8；外墻及連墻柱C3OP8；地下室頂板C3OP8；梁柱結(jié)合處核心區(qū)C5OP8?；A(chǔ)抗浮防水板及地下室一層、二層混凝土澆筑方式：分段澆筑，結(jié)構(gòu)形式：間歇式膨脹加強(qiáng)帶；擋土墻混凝土澆筑方式：分段澆筑，結(jié)構(gòu)形式：后澆式膨脹加強(qiáng)帶（即留設(shè)2000mm寬后澆帶）。
三、補(bǔ)償收縮混凝土施工過程控制
1）基礎(chǔ)及頂板混凝土澆筑
依據(jù)工程實(shí)際，劃分3個(gè)施工段，即一段1-5軸；二段5-9軸；三段9-15軸
A、必須嚴(yán)格控制商品混凝土運(yùn)輸過程控制和時(shí)間控制，避免混凝土因停留時(shí)間過長或溫度影響發(fā)生離析現(xiàn)象。
B、混凝土澆筑前沖洗管道砂漿必須留置于大桶內(nèi)，然后讓工人用工具撒于柱根或散于板上，切忌一次性全部澆筑于同一部位。
C、混凝土澆筑后，應(yīng)及時(shí)振搗，在2h內(nèi)必須振搗完畢。否則應(yīng)按規(guī)范規(guī)定留置施工縫。振動(dòng)棒的振搗采用梅花式插入點(diǎn)，每棒移動(dòng)間距不得超過300mm，插入深度即筏板（頂板、梁）厚度，每棒震動(dòng)時(shí)間10-15秒，以混凝土表面不反應(yīng)有氣泡為準(zhǔn)，不得震動(dòng)時(shí)間過長，超過20秒后，混凝土?xí)霈F(xiàn)分層離析。震動(dòng)棒的震動(dòng)直徑為400mm，操作者必須曉得震動(dòng)棒的每棒效應(yīng)，以便保證混凝土施工質(zhì)量。第一次振搗完畢后2h左右在混凝土初凝前進(jìn)行二次振搗，將混凝土內(nèi)部水泡全部振出，增加混凝土密實(shí)度。另外，在頂板混凝土施工時(shí)還要增加一道平板振動(dòng)器振搗工序。
D、到場混凝土必須檢測其坍落度，坍落度過小，會(huì)增加施工難度，且容易對管道造成阻塞；坍落度過大，混凝土終震流動(dòng)面積較大，重復(fù)澆筑時(shí)需二次振搗。當(dāng)坍落度過小時(shí)，嚴(yán)禁放灰人員私自向罐車內(nèi)放水稀釋，應(yīng)由技術(shù)人員查明情況后利用減水劑等外加劑對混凝土坍落度進(jìn)行調(diào)和，如確實(shí)是混凝土存在質(zhì)量問題，則進(jìn)行退場處理。
E、混凝土振搗密實(shí)后，利用框架柱鋼筋上的結(jié)構(gòu)50線通長拉線，按標(biāo)桿檢查混凝土上平，然后用大杠刮平、表面用木抹子搓平，在混凝土初凝時(shí)再用木抹子搓一遍，最后用鐵抹子抹面，并覆蓋薄膜。面層找平要恰時(shí)，不能過早，過早收面會(huì)導(dǎo)致在混凝土硬化過程中由于水化熱吸收大量水分而造成龜裂，但也不可以過晚，過晚會(huì)由于混凝土初凝影響收面質(zhì)量，且干燥的面層不能與覆蓋的薄膜緊貼，起不到養(yǎng)護(hù)效果。需要注意的是，在因不及時(shí)收面而造成混凝土初凝給收面造成難度時(shí)嚴(yán)禁作業(yè)人員向混凝土面層灑水濕潤再進(jìn)行抹壓。
F、混凝土澆筑過程中，必須對鋼筋成品進(jìn)行有意識(shí)的保護(hù)，管道要用馬鐙支起，不允許管道直接壓在鋼筋上，作業(yè)人員作業(yè)時(shí)要鋪設(shè)馬道，不能隨意踩踏鋼筋，柱鋼筋要用套管按根嵌套包裹，避免混凝土漸到鋼筋上。而且要留設(shè)專門看筋、看模、人員，水電、消防、空調(diào)人員也應(yīng)在現(xiàn)場對各自施工成品進(jìn)行看護(hù)。保證各成品施工質(zhì)量。
G、施工縫要按照規(guī)范要求進(jìn)行留設(shè)（即板跨度1/3彎矩最小處），下次澆筑時(shí)要對施工縫進(jìn)行鑿毛處理，并澆水濕潤，但施工縫處用止水膠條時(shí)不可澆水，否則止水膠條遇水先膨脹，失去止水效果。當(dāng)施工縫處用止水鋼板時(shí)要將止水鋼板上的混凝土渣鑿除干凈，澆撒一層與混凝土灰砂比相同的水泥砂漿，然后再進(jìn)行澆筑。
H、為了便于施工，框架柱混凝土提前澆筑，澆筑高度為柱頭處最低梁底標(biāo)高，帶梁板混凝土澆筑前，對梁柱相交處的核心區(qū)進(jìn)行C50P8混凝土澆筑。如圖：
核心區(qū)混凝土澆筑要充分，并略高于板混凝土面層，不可低于h高度，當(dāng)因振搗原因使核心區(qū)混凝土下沉?xí)r必須用相同標(biāo)號(hào)混凝土進(jìn)行二次補(bǔ)筑，嚴(yán)禁澆筑梁板時(shí)用低標(biāo)號(hào)混凝土進(jìn)行統(tǒng)一澆筑。核心區(qū)混凝土澆筑完成后，在混凝土初凝前對旁邊梁板混凝土進(jìn)行澆筑，在梁板混凝土澆筑時(shí)要將快易接口網(wǎng)拆除，并對此部位的混凝土加強(qiáng)振搗，使兩部分的混凝土充分密實(shí)，避免梁體產(chǎn)生裂縫而影響工程質(zhì)量，同時(shí)，梁板混凝土澆筑時(shí)可提前對模板進(jìn)行澆水濕潤。
2）墻體混凝土澆筑
A、墻體高度超過2m時(shí)一般要進(jìn)行分層澆筑，在澆筑上層混凝土?xí)r，振動(dòng)棒至少要插到第一次澆筑高度下5cm，每次振搗要嚴(yán)格控制振搗間距和振搗時(shí)間，由于一般建筑物墻體高度至少在3m-4m之間，因此振搗對混凝土澆筑質(zhì)量影響甚大，必須控制到位，間距適中，插入深度到位，快插慢拔。
B、墻體后澆帶用高于墻體一個(gè)標(biāo)號(hào)，即C35P8混凝土進(jìn)行澆筑，待加強(qiáng)帶兩側(cè)混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%后即可進(jìn)行。
C、其他注意事項(xiàng)同梁板混凝土澆筑。
四、補(bǔ)償收縮混凝土成品養(yǎng)護(hù)：
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.088
1 引言
通過建筑學(xué)者的研究和工程師對大量混凝土工程的工程實(shí)踐，結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)的材料性能，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，裂縫問題是不可避免的。而混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中出現(xiàn)的裂縫在一定的范圍內(nèi)也是可以接受的，只要采取有效的措施來控制裂縫的的危害。鋼筋混凝土規(guī)范也明確規(guī)定[1]：在不同環(huán)境條件下，允許鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在一定寬度的裂縫。引起鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的原因很復(fù)雜，是由設(shè)計(jì)、施工、材料、環(huán)境及管理等眾多因素相互影響的綜合性問題，控制裂縫的產(chǎn)生要采取綜合的辦法，從設(shè)計(jì)方面、材料方面、施工方面的措施等綜合研究，相互配合，從而采取有效的措施來控制裂縫的產(chǎn)生，使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中盡可能的不出現(xiàn)裂縫，或裂縫的數(shù)量和寬度在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，避免有害裂縫的產(chǎn)生，確保工程質(zhì)量。
隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的加速，超長混凝土結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代工程建設(shè)中的應(yīng)用越來越廣泛，平面尺寸超長，寬度超寬，面積超大的建筑迅速出現(xiàn)，特別是一些大城市隨著交通問題和停車問題的日趨嚴(yán)重，地鐵的建設(shè)和地下停車場的建設(shè)逐漸增多，超長混凝土地下結(jié)構(gòu)對裂縫的控制更加嚴(yán)格。超長混凝土結(jié)構(gòu)為了防止裂縫的產(chǎn)生，更好的適用于地下建筑，一般采取不設(shè)縫或少設(shè)縫的無縫施工技術(shù)措施。在超長混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用方面我國已經(jīng)有大量的工程實(shí)踐案例，中國建筑材料科學(xué)研究院發(fā)明的《超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)與施工方法》（專利號(hào)931171126）提出了用補(bǔ)償收縮混凝土代替后澆帶的無縫施工技術(shù)。
用補(bǔ)償收縮混凝土代替后澆帶的無縫施工技術(shù)設(shè)計(jì)思路是“抗放兼施，以抗為主”，通過補(bǔ)償收縮混凝土中的膨脹劑產(chǎn)生的膨脹作用，使得混凝土受到鋼筋和鄰位外界的約束，產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力，該預(yù)應(yīng)力可以抵消由于混凝土收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力，防止混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫。“無縫”只是相對的，是指結(jié)構(gòu)的少縫或無縫，如鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)置的后澆帶。
2 補(bǔ)償收縮混凝土膨脹加強(qiáng)帶
通過對超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工技術(shù)的研究我們發(fā)現(xiàn)在眾多超長混凝土結(jié)構(gòu)施工方式中采取無縫施工技術(shù)是最為廣泛的一種方法，無縫施工技術(shù)采取的是用摻加適量膨脹劑的混凝土膨脹加強(qiáng)帶代替后澆帶，來達(dá)到預(yù)防混凝土開裂的目的。膨脹加強(qiáng)帶是指通過在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)的后澆帶部位澆筑由膨脹劑或膨脹水泥拌制的補(bǔ)償收縮混凝土，來達(dá)到延長構(gòu)件連續(xù)澆筑長度，防止混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。通過國內(nèi)外學(xué)者的大量研究和試驗(yàn)，補(bǔ)償收縮混凝土能夠避免或者大大減少混凝土構(gòu)件的開裂，并具有良好抗?jié)B性能的特點(diǎn)。摻加在補(bǔ)償收縮混凝土中的混凝土膨脹劑是在膨脹水泥的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種混凝土外加劑，在施工現(xiàn)場中直接摻加在硅酸鹽水泥中即可拌制成膨脹混凝土。補(bǔ)償收縮混凝土在膨脹加強(qiáng)帶中的使用重點(diǎn)要注意其膨脹劑的摻量和限制膨脹率，在實(shí)踐工程中，超長混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員和施工人員通過大量試驗(yàn)并結(jié)合具體工程來配制補(bǔ)償收縮混凝土。
2.1 混凝土膨脹劑
混凝土膨脹劑在超長混凝土結(jié)構(gòu)中的使用起到了至關(guān)重要的作用，混凝土膨脹劑的類型較多，我國使用比較廣泛?；炷僚蛎泟┌椿瘜W(xué)成分可以分為五類：氧化鈣類、硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣-氧化鈣類、氧化鎂類、氧化鐵類。國內(nèi)外絕大多數(shù)生產(chǎn)硫鋁酸鈣類膨脹劑，它以8%～12%摻入水泥中（等量取代水泥），形成鈣礬石（C3A?3CaSO4?32H2O）膨脹結(jié)晶。我國主要生產(chǎn)和使用的也是硫鋁酸鈣類膨脹劑。該膨脹劑在摻加過程中它等量取代水泥進(jìn)行混凝土的攪拌，一般情況下的摻量以8%～12%摻入水泥中，形成鈣礬石膨脹結(jié)晶。通過與水泥其他成分反應(yīng)，而生產(chǎn)鈣礬石晶體，鈣礬石的最大特點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生體積膨脹。該膨脹會(huì)全部抵消或部分抵消混凝土硬化過程中的收縮，同時(shí)混凝土膨脹受到鋼筋的約束，對鋼筋產(chǎn)生拉應(yīng)力，在混凝土中產(chǎn)生壓應(yīng)力，相當(dāng)于預(yù)應(yīng)力混凝土的特性，可以很好的防止鋼筋混凝土構(gòu)件的開裂。
將膨脹劑按內(nèi)摻法（替代等量膠凝材料）摻入混凝土或水泥砂漿中，由膨脹能建立起的預(yù)壓應(yīng)力可大致抵消混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力，使混凝土趨于致密及不裂或少裂，達(dá)到防滲漏目的。
2.2 補(bǔ)償收縮混凝土
補(bǔ)償收縮混凝土是指在施工現(xiàn)場摻加了各種膨脹劑拌制的混凝土，通過在混凝土水化過程中膨脹劑發(fā)生膨脹來抵抗混凝土的收縮，達(dá)到防止混凝土開裂的目的。用來補(bǔ)償混凝土的收縮而拌制的補(bǔ)償收縮混凝土的自應(yīng)力值較小，其自應(yīng)力值大小一般有兩種情況：一用于補(bǔ)償因混凝土收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力時(shí)，為0.2～0.7MPa；二用于后澆帶、膨脹加強(qiáng)帶和接縫工程的填充時(shí)，為0.5～1.0MPa。在這兩種情況下使用的補(bǔ)償收縮混凝土混凝土，由于自應(yīng)力很小，故在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一般不考慮自應(yīng)力的影響。為了使得補(bǔ)償收縮混凝土發(fā)揮補(bǔ)償收縮的性能，在膨脹劑的選擇上和膨脹劑的摻加量上要根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和膨脹劑的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來綜合考慮，同時(shí)也要根據(jù)具體工程來確定混凝土的限制膨脹率，確保補(bǔ)償收縮混凝土的補(bǔ)償收縮性能，保證工程質(zhì)量。
補(bǔ)償收縮混凝土對于提高能混凝土構(gòu)件的防水抗?jié)B性能，應(yīng)用非常廣泛，一般情況下宜用于混凝土結(jié)構(gòu)自防水工程，混凝土結(jié)構(gòu)接縫的填充，采取連續(xù)施工的超長混凝土結(jié)構(gòu)，和易產(chǎn)生裂縫的大體積混凝土結(jié)構(gòu)等工程中。
補(bǔ)償收縮混凝土的質(zhì)量除應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》GB50164的規(guī)定外，還應(yīng)符合設(shè)計(jì)所要求的混凝土的強(qiáng)度等級(jí)要求、以及滿足膨脹要求的限制膨脹率、膨脹劑的摻量的要求，和符合結(jié)構(gòu)使用要求的抗?jié)B等級(jí)和耐久性等技術(shù)指標(biāo)。
3 補(bǔ)償收縮混凝土在超長結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
3.1 超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工的意義
超長混凝土無縫施工技術(shù)是在混凝土中摻加一定量的膨脹劑補(bǔ)償收縮混凝土作為結(jié)構(gòu)材料，通過其在水硬化過程中產(chǎn)生膨脹作用，該膨脹由于受到結(jié)構(gòu)鋼筋等的約束，而產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力，來抵抗混凝土由于溫度和收縮變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力，防止混凝土結(jié)構(gòu)的收縮裂縫或把裂縫控制在無害裂縫的范圍內(nèi)。其特點(diǎn)是
（1）以“膨脹加強(qiáng)帶”而取消后澆帶與伸縮縫，補(bǔ)償收縮混凝土能連續(xù)澆筑施工，提高混凝土結(jié)構(gòu)的整體性，對有整體防水要求的地下混凝土結(jié)構(gòu)，提高了其防水性能。
（2）后澆帶一般需經(jīng)過42d以后才能進(jìn)行混凝土澆筑，采用補(bǔ)償收縮混凝土無縫施工技術(shù)，減少了施工中對后澆帶的處理這一繁瑣的施工環(huán)節(jié)，減化了施工程序，加快模板周轉(zhuǎn)，縮短了建設(shè)工期，降低了工程造價(jià)。
（3）通過大量的實(shí)踐研究，采用補(bǔ)償收縮混凝土膨脹加強(qiáng)帶，
（下轉(zhuǎn)第113頁）
（上接第104頁）
可以很好的防止混凝土結(jié)構(gòu)的溫度裂縫和收縮裂縫，增強(qiáng)了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和使用年限。
3.2 超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工應(yīng)用
超長混凝土無縫施工技術(shù)是用膨脹加強(qiáng)帶代替后澆帶，預(yù)防混凝土的開裂。在廣大建筑學(xué)者的共同努力和施工技術(shù)人員的不斷探索中，無縫施工技術(shù)越來越多的成功應(yīng)用到各建筑工程中。無縫施工技術(shù)的成功使用可以有效地避免按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)置的伸縮縫，提高超長混凝土結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性、防水防滲性及抗震性，同時(shí)也可以縮短工期，降低工程造價(jià)。
國內(nèi)對超長混凝土結(jié)構(gòu)的分析研究從王鐵夢在20世紀(jì)50年代提出了有條件取消伸縮縫，以及“抗放兼施，以抗為主”的設(shè)計(jì)原則，到吳中偉、游寶坤等研制了一系列混凝土膨脹劑，成功的應(yīng)用到工程實(shí)際，并取得了良好的效果。這一階段超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工技術(shù)的施工，主要依靠對混凝土材料和施工技術(shù)的研究分析，采取一定的措施進(jìn)行控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，超長混凝土結(jié)構(gòu)收縮模型的建立，大型結(jié)構(gòu)有限元程序的應(yīng)用，超長混凝土結(jié)構(gòu)在收縮和溫度作用下的受力特點(diǎn)的分析計(jì)算，設(shè)計(jì)者可以有的放矢的進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和配筋。從而使超長混凝土結(jié)構(gòu)的使用更加廣泛。
海南省政府辦公大樓為超長混凝土結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)軸線總長度158m、總寬度38m，地下室底板軸線總長度158m、總寬度41m，地下建筑面積5866m2，在施工過程中采取總長度方向上無縫施工和預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)，有效地控制了裂縫的產(chǎn)生。
合肥“新地中心”建筑面積約70萬m2，地下室單層面積約6萬m2，長278m，寬213m，整個(gè)地下室采用補(bǔ)償收縮混凝土無縫施工技術(shù)，不設(shè)置永久伸縮縫。在超長地下室設(shè)計(jì)過程中，考慮大體積混凝土水化熱的影響，降低地下室地板和外墻厚度；在施工過程中，綜合考慮混凝土原材料、環(huán)境溫差及膨脹劑的所產(chǎn)生的收縮變形、溫度變形和徐變的影響，計(jì)算分析了膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)置間距和限制膨脹率的取值。通過合理的設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶，結(jié)合有效的結(jié)構(gòu)措施和施工措施，成功的實(shí)現(xiàn)了該超長地下室的無縫設(shè)計(jì)。
4 小結(jié)
通過大量工程實(shí)踐，補(bǔ)償收縮混凝土在超長混凝土結(jié)構(gòu)的有效使用，超長構(gòu)件不設(shè)置施工縫，提高了混凝土結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性，縮短了建設(shè)工期，降低了工程造價(jià)。在施工過程中應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求來配置補(bǔ)償收縮混凝土，強(qiáng)化施工環(huán)節(jié)，保證超長混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。
在人們生活水平的逐步提高的過程中，對居住的水平也有了提高。在混凝土裂縫控制方法中，利用補(bǔ)償收縮混凝土控制混凝土裂縫的方法是成功控制許多超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工裂縫的方法之—。這種材料的運(yùn)用，為施工單位提供了控制房屋質(zhì)量的有效保證。
一、補(bǔ)償收縮混凝土控制裂縫的原理
現(xiàn)時(shí)市場上的膨脹劑大部分都是硫鋁酸鹽型膨脹劑，其膨脹源是鈣礬石（C3A·3CaSO4·32H2O）。為配制補(bǔ)償收縮混凝土.最常用的方法是在混凝土中摻加膨脹劑。摻加膨脹劑配制的補(bǔ)償收縮混凝土與普通混凝土一樣，必須循設(shè)計(jì)、施工、材料三者緊密結(jié)合的方式來解決混凝土的裂縫問題。而認(rèn)為只要摻加了膨脹劑，就能控制混凝土不產(chǎn)生裂縫的概念是錯(cuò)誤的。因?yàn)椋谠O(shè)計(jì)配筋和施工合理的條件下，衡量補(bǔ)償收縮混凝土補(bǔ)償收縮能力的最重要的指標(biāo)是混凝土的限制膨脹率。在應(yīng)用中，必須根據(jù)采用的水泥、外加劑等原材料情況，以及設(shè)計(jì)上的配筋分布和配筋率情況、工程部位的約束狀態(tài)、構(gòu)件的尺寸、混凝土的標(biāo)號(hào)、施工面積、混凝土的塌落度、是否摻加粉煤灰、膨脹劑的質(zhì)量等進(jìn)行合理的抗裂混凝土配合比設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)和試配補(bǔ)償收縮混凝土配合比時(shí)，除對混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B等指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)外，最重要的是進(jìn)行混凝土限制膨脹率的測試，根據(jù)工程不同部位約束的大小，來設(shè)計(jì)混凝土限制膨脹率的大小，從而確定膨脹劑的合理摻量。
當(dāng)混凝土膨脹時(shí)受到鋼筋或其他限制物的限制，鋼筋則因混凝土的膨脹而伸長，此時(shí)在鋼筋中產(chǎn)生拉應(yīng)力，在混凝土中相應(yīng)產(chǎn)生壓應(yīng)力，這種壓應(yīng)力能夠抵消導(dǎo)致混凝土開裂的全部或部分拉應(yīng)力，在混凝土中產(chǎn)生0.2MPa～0.8MPa預(yù)壓應(yīng)力，能有效地補(bǔ)償混凝土的干縮和冷縮，從而避免混凝土的開裂。同時(shí)，大量的鈣礬石晶體填充了混凝土的毛細(xì)孔縫，改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，使毛細(xì)孔變細(xì)、減小，增加了致密性，顯著提高了混凝土的抗裂防滲性能及耐久性和抵抗周圍環(huán)境介質(zhì)侵蝕的能力。適用于結(jié)構(gòu)自防水、抗裂防水混凝土和超長混凝土結(jié)構(gòu)的無縫施工等場合。
二、補(bǔ)償收縮混凝土的配合比設(shè)計(jì)
在進(jìn)行補(bǔ)償收縮混凝土的配合比設(shè)計(jì)時(shí)，除應(yīng)進(jìn)行常規(guī)的試驗(yàn)外，還應(yīng)增加對混凝土的限制膨脹率的設(shè)計(jì)、測試內(nèi)容。
1、膨脹劑的選擇
目前市場上膨脹劑的品種很多，質(zhì)量存在參差不齊，甚至還存在不合格、假冒、偽劣的產(chǎn)品。在合格的膨脹劑中，產(chǎn)品的性能也不盡相同，其膨脹率的大小存在高低之別。有的膨脹劑雖然膨脹率高，但干空的收縮率很大，存在膨脹與收縮“落差”太大的現(xiàn)象。因而在選擇膨脹劑時(shí)，必須檢驗(yàn)膨脹劑的膨脹率。只有對膨脹劑的質(zhì)量有了充分的了解，才能選擇適宜的膨脹劑。
2、補(bǔ)償收縮混凝土配合比設(shè)計(jì)原則
研究表明，在固定膨脹劑摻量的情況下，混凝土的限制膨脹率遠(yuǎn)小于砂漿的限制膨脹率，而砂漿的限制膨脹率又遠(yuǎn)小于凈漿的限制膨脹率，這是因?yàn)橛绊懟炷恋南拗婆蛎浡实囊蛩剡h(yuǎn)多于砂漿凈漿，除砂、石、水泥品種、水灰比、砂率等對混凝土的限制膨脹率有影響外.以下因素對混凝土的限制膨脹率起著顯著的作用，如膨脹劑的摻量、外加劑、混凝土塌落度、混凝土凝結(jié)時(shí)間、混凝土標(biāo)號(hào)及每立方米混凝土中水泥的用量、粉煤灰摻量等。
1）膨脹劑的摻量。有些觀點(diǎn)認(rèn)為，只要摻加了膨脹劑.配制的混凝土就是微膨脹混凝土。這是一個(gè)錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。因?yàn)榕蛎泟搅坎蛔慊蚺蛎泟┑呐蛎浡势蜁r(shí)，其所產(chǎn)生的少量的鈣礬石晶體僅起填充混凝土的毛細(xì)孔的作用，即提高了混凝土的抗?jié)B性，所產(chǎn)生的微膨脹非常小，補(bǔ)償收縮混凝土收縮的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，混凝土剩余的收縮變形遠(yuǎn)大于混凝土的極限延伸率。只有生成較多的鈣礬石晶體產(chǎn)物時(shí)，混凝土才會(huì)產(chǎn)生良好的微膨脹性。膨脹劑摻量越低，混凝土的限制膨脹率越小。提高膨脹劑的摻量能顯著提高餛凝土的膨脹率。因而，應(yīng)根據(jù)所配制的混凝土的限制膨脹率的大小來確定膨脹劑的摻量。
2）外加劑。混凝土外加劑標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，一等品外加劑28天的混凝土收縮率比不大于125%，合格率28天的混凝土收縮率比不大于135%。一般在推薦摻量下，28天摻外加劑的混凝土與空白混凝土的收縮率比在115—129%的范圍內(nèi)。從以上可知，外加劑是增大混凝土收縮的，并且，摻量越大，混疑土的收縮越大。目前.大多數(shù)工程采用泵送混凝土施工，外加劑已成為混凝土的第五組分。因而在配制泵送補(bǔ)償收縮混凝土?xí)r，應(yīng)適當(dāng)提高膨脹劑的摻量。
3）混凝土塌落度?；炷恋乃涠仍酱?，在同一膨脹摻量下.混凝土的限制膨脹越小。故采用泵送混凝土?xí)r，要配制抗裂性好的補(bǔ)償收縮混凝土，必須提高膨脹的摻量。
4）混凝土凝結(jié)時(shí)間?；炷恋哪Y(jié)時(shí)間太短，水泥的水化反應(yīng)較快，混凝土的早期收縮現(xiàn)象較大，混凝土的凝結(jié)時(shí)間太長，膨脹劑的膨脹能大都分消耗在塑性階段。膨脹劑的混凝土的凝結(jié)時(shí)間宜控制在l0—20小時(shí)的范圍內(nèi)，一般厚度的構(gòu)件采用下限，大體積混凝土采用上限。
5）混凝土標(biāo)號(hào)和每方混凝土中的水泥用量?？v觀混凝土的裂縫情況，低標(biāo)號(hào)的混凝土開裂較輕，高標(biāo)號(hào)的混凝土開裂較重?；炷翗?biāo)號(hào)越高，每方混凝土中的水泥用量越大，混凝土的收縮越大，因此，必須相應(yīng)提高膨脹劑的摻量。
6）粉煤灰。在混凝土中摻加適量的粉煤灰，可明顯改善混凝土的和易性，降低大體積混凝土的水化熱，控制混凝土的溫差收縮應(yīng)力。但粉煤灰對混凝土干縮率的影響目前還沒有統(tǒng)一的觀點(diǎn)，有的人認(rèn)為粉煤灰增大混凝土的干縮率，有的人認(rèn)為基本無影響。不管粉焊灰是增大還足不影響混凝土的干縮率，它對摻膨脹劑的混凝土的膨脹率是有影響的。在配制補(bǔ)償收縮混凝土?xí)r，必須把粉煤灰的量計(jì)入到膠凝材料中，即計(jì)算膨脹劑摻量時(shí)，應(yīng)把粉煤灰的量一并加到水泥中計(jì)算。否則，混凝土的限制膨脹率明顯偏低。
因此，在配制補(bǔ)償收縮混凝土配合比時(shí)，應(yīng)增加混凝土限制膨脹率的檢測項(xiàng)目，對混凝土是否確實(shí)具有微膨脹性進(jìn)行實(shí)際檢測。只有這樣，才能更好地或用補(bǔ)償收縮混凝土來控制混凝土的裂縫。同時(shí)，在進(jìn)行補(bǔ)償收縮混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，膨脹劑的摻量要根據(jù)所要求的限制膨脹率進(jìn)行確定。
三、補(bǔ)償收縮混凝土的施工及養(yǎng)護(hù)方法
中圖分類號(hào)：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1 前言
多年來，工程界常為混凝土的收縮開裂所煩惱，提出了“抗”“放”結(jié)合的治理原則，人們開發(fā)了混凝土膨脹劑、纖維等多種抗裂新材料和先進(jìn)的施工技術(shù)，取得了諸多成果。我們從膨脹劑這種抗裂材料入手，在邯鄲的工程中逐步推廣。文中重點(diǎn)介紹的9項(xiàng)大型工程，從建（構(gòu)）筑物的結(jié)構(gòu)特征、施工季節(jié)、針對性技術(shù)措施等多方面，反映邯鄲地區(qū)應(yīng)用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)的情況。實(shí)踐表明，補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)在邯鄲得到了工程界認(rèn)可和應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)混凝土抗裂與結(jié)構(gòu)自防水的一種有效途徑。
2工程概況
將9項(xiàng)工程的基本設(shè)計(jì)參數(shù)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)歸納列表，給出設(shè)計(jì)與施工簡況，從中可以看出補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)對于不同的工程均具有良好的適應(yīng)性。
⑴結(jié)構(gòu)7層以下的住宅樓多為磚混結(jié)構(gòu)，如世嘉名苑；8層以上的住宅樓、商貿(mào)樓、商住樓多為框架結(jié)構(gòu)，如新世紀(jì)商貿(mào)廣場、水景南岸。
⑵地下室多為1～3層。但龍湖人防為單層地下工程，叢臺(tái)路學(xué)校為5層地上工程。
⑶結(jié)構(gòu)尺寸與形狀建（構(gòu)）筑物外形多為矩形或近似正方形，長寬比范圍1.5～10，龍湖人防及叢臺(tái)路學(xué)校為L型。
建（構(gòu)）筑物具有大面積、大體積的特點(diǎn)，如新世紀(jì)商貿(mào)廣場單層面積4700m2，建（構(gòu)）筑物具有較長或超長的特點(diǎn)，
建（構(gòu)）筑物具有較厚或超厚的特點(diǎn)，如新世紀(jì)商貿(mào)廣場底板厚800mm，云頂公館筏板厚1000mm，招賢大廈底板厚3000mm。
⑷施工季節(jié)大型工程工期較長，如新世紀(jì)商貿(mào)廣場施工工期為300天，橫跨4季，夏季要求緩凝，冬季要求防凍。
⑸混凝土強(qiáng)度等級(jí)范圍大，C25～C55，多為C30；抗?jié)B標(biāo)號(hào)P6～P8。
⑹多單位參與，多專業(yè)結(jié)合 。該9項(xiàng)工程的設(shè)計(jì)單位包括清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、亞太建筑、河北莊宸、河北昆侖、邯鄲大友及煤炭部邯鄲設(shè)計(jì)院等。施工單位有中煤第69工程處（新世紀(jì)商貿(mào)廣場）、江蘇蘇中建設(shè)集團(tuán)（云頂公館）、邯鄲第3建安公司（世貿(mào)休閑）等多家。
3技術(shù)要點(diǎn)及方案的制訂實(shí)施
3.1預(yù)備工作
在工程設(shè)計(jì)中與施工前，要針對具體工程制訂技術(shù)方案，首先需作好3項(xiàng)預(yù)備工作。
①掌握補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)特點(diǎn)與要求，正確理解設(shè)計(jì)意圖，與設(shè)計(jì)專業(yè)相結(jié)合。所制訂的技術(shù)方案應(yīng)以有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及其文件為基礎(chǔ)。
②針對混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)及構(gòu)件狀態(tài)進(jìn)行抗裂計(jì)算，確定混凝土配合比的依據(jù)，并確定采用的輔助措施。
③吸收設(shè)計(jì)、建設(shè)、施工及監(jiān)理多方的建議，特別是施工方的意見，根據(jù)施工力量組織、混凝土供給能力等，與施工組織方案緊密結(jié)合。
④技術(shù)方案制訂者必須進(jìn)行現(xiàn)場交底。
⑤必要時(shí)請中國建筑材料科學(xué)研究院、石家莊市太行特種水泥與防水工程研究所的專家現(xiàn)場指導(dǎo)。
3.2混凝土試配
①材料選用
水泥，主要選用P.O普通硅酸鹽水泥和P.S礦渣硅酸鹽水泥
膨脹劑，確定為FEA，定點(diǎn)由石家莊市功能建材有限公司提供。
摻合料，主要為粉煤灰和礦粉，摻入量一般為20%左右。
②限制膨脹率指標(biāo)
根據(jù)GBJ50119規(guī)范和工程的具體要求設(shè)定混凝土限制膨脹率指標(biāo)，如新世紀(jì)商貿(mào)廣場底板混凝土14d水中限制膨脹率指標(biāo)為2.0×10-4，加強(qiáng)帶混凝土為3.0×10-4。
③混凝土工作性能
對于面積大、體積大及超厚的構(gòu)件，凝結(jié)時(shí)間可再延長一些。這有利于推遲水化熱的升高速度、提高有效膨脹[3]。
3.3后澆帶與加強(qiáng)帶的關(guān)系處理
技術(shù)方案的關(guān)鍵與核心部分是正確處理后澆帶與加強(qiáng)帶的關(guān)系，應(yīng)遵循具體情況、具體分析的原則。對9項(xiàng)工程中該種關(guān)系的處理使用了下述3種方式。
①全連續(xù)澆筑新世紀(jì)商貿(mào)廣場原設(shè)計(jì)用后澆帶將底板分成6塊，后改為長度方向（92m）設(shè)2條、寬度方向（48m）設(shè)1條加強(qiáng)帶的方案，實(shí)現(xiàn)了全連續(xù)澆筑。
②全間歇澆筑龍湖人防工程構(gòu)件呈L型，原設(shè)計(jì)每32m留1條后澆帶，后全部改為間歇式加強(qiáng)帶，即在兩側(cè)混凝土澆筑完成后14d再澆筑加強(qiáng)帶，既提前了工期、又利于施工組織。
③連續(xù)和間歇澆筑相結(jié)合云頂公館6#～7#樓間，在制訂方案中仍然保留原設(shè)計(jì)中的1條后澆帶；樓盤地下室邊墻外部為車庫地面，在邊墻外側(cè)1m處設(shè)1條間歇式加強(qiáng)帶；其他區(qū)間，每30m左右設(shè)1條連續(xù)澆筑的加強(qiáng)帶。
3.4加強(qiáng)帶設(shè)置注意事項(xiàng)
①建（構(gòu)）筑物分為地下、地上兩部分時(shí)，都采用相同的澆筑方式時(shí)，兩部分的同豎向位置混凝土板（頂、樓）與墻應(yīng)同軸線設(shè)加強(qiáng)帶。
②配制溫度筋。
③使用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)比兩側(cè)高5MPa，14d水中限制膨脹率比兩側(cè)至少高出1×10-4。
④底板厚度大于600mm時(shí)，須在加強(qiáng)帶兩側(cè)設(shè)密孔鋼絲隔離網(wǎng)；小于600mm時(shí)，可以不設(shè)，但應(yīng)考慮泵送混凝土的流淌斜度和距離，在距離加強(qiáng)帶規(guī)定帶寬側(cè)邊外1m時(shí)提前更換混凝土配合比。
3.5關(guān)于結(jié)構(gòu)自防水
摻膨脹劑的混凝土，作結(jié)構(gòu)自防水，可靠性強(qiáng)，也為很多地下和水中工程所證明。如新世紀(jì)商貿(mào)廣場。
3.6混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)
主要強(qiáng)調(diào)下述4個(gè)方面，要求施工方執(zhí)行。
①及時(shí)進(jìn)行保水養(yǎng)護(hù)。
②冬季施工應(yīng)及時(shí)進(jìn)行保水、保溫聯(lián)合養(yǎng)護(hù)，以防內(nèi)外層溫差過大。
③對板、墻、梁的交接部位，或構(gòu)件的異型部位，實(shí)施二次振搗，防止塑性裂紋。
④將周墻、長墻作為澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)的重點(diǎn)，加強(qiáng)施工管理與監(jiān)督。
4出現(xiàn)問題及應(yīng)對措施
⑴云頂公館6#～7#樓間后澆帶，3個(gè)月后發(fā)現(xiàn)滲水。原因是橡膠止水帶安放欠嚴(yán)格。補(bǔ)救措施是：將裂縫鑿寬，成“V”型槽，用止水靈封堵，再涂刷FCC聚合物防水涂料。
⑵世貿(mào)休閑廣場施工時(shí)，混凝土坍損快。原因是使用了新入倉的新磨的散裝水泥和FEA。應(yīng)對措施是：調(diào)整泵送劑組成（增加緩凝與保塑成份）及摻量。
⑶某工程曾采用現(xiàn)場拌制混凝土，樓板有約10m2部位強(qiáng)度明顯偏低，檢查認(rèn)為可能的原因是水泥或FEA的計(jì)量出現(xiàn)失誤。解決措施是加強(qiáng)計(jì)量人員及物資采購管理，并盡快更換為商品混凝土。
⑷連續(xù)澆筑的加強(qiáng)帶混凝土出現(xiàn)過供應(yīng)滯后現(xiàn)象，解決措施是：準(zhǔn)確計(jì)算混凝土需要量和供給量，混凝土的凝結(jié)時(shí)間要給施工留出一定余地。
⑸混凝土表面的抹壓、振搗等操作均有不規(guī)范處，應(yīng)對措施是：現(xiàn)場進(jìn)行技術(shù)交底時(shí)，要求施工方加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，提高工人技術(shù)素質(zhì)和質(zhì)量意識(shí)。
5結(jié)語
⑴應(yīng)用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)，可以同時(shí)收到抗裂與結(jié)構(gòu)自防水的雙重效果，從膨脹劑這種抗裂材料入手，“抗”“放”結(jié)合，是解決混凝土收縮開裂的一種有效途徑。
⑵根據(jù)工程具體情況，正確處理連續(xù)澆筑式加強(qiáng)帶、間歇式加強(qiáng)帶與后澆帶的關(guān)系，是保證工程質(zhì)量、施工進(jìn)度與效益的關(guān)鍵。
⑶在應(yīng)用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)的過程中，不應(yīng)放松對混凝土澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)等施工操作的要求，并及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以求進(jìn)一步提高與完善。
【參考文獻(xiàn)】
自20世紀(jì)80年代開始，混凝土膨脹劑在國內(nèi)的一些工程中得到了使用，對于膨脹劑的認(rèn)識(shí)也在不斷的加深中。利用膨脹劑水化產(chǎn)生的化學(xué)預(yù)應(yīng)力與機(jī)械預(yù)應(yīng)力相結(jié)合的需要，能較好地解決大面積和特殊混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題。進(jìn)入21世紀(jì)以來，國內(nèi)大面積混凝土梁板結(jié)構(gòu)和高強(qiáng)度混凝土結(jié)構(gòu)采用膨脹技術(shù)已有了較大的使用和發(fā)展。盡管是這樣的，補(bǔ)償收縮混凝土在各地的使用中還是出現(xiàn)了各種質(zhì)量問題。由于混凝土裂縫控制是綜合性的系統(tǒng)工程，處理必須從設(shè)計(jì)、施二、材料等方面都要采取相應(yīng)解決措施。現(xiàn)就目前國內(nèi)比較成熟的利用膨脹劑配制的補(bǔ)償收縮混凝土控制裂縫的方法，結(jié)合工程實(shí)踐提出一些措施供參考。
1 混凝土收縮的必然性與裂縫的可控性
控制混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫，有許多工程和成功經(jīng)驗(yàn)的介紹，其中王鐵夢教授提出的“抗與放”的技術(shù)措施是應(yīng)用較多有效的實(shí)用技術(shù)，該技術(shù)允許增加變形的能力，以減小收縮應(yīng)力，“放”其變形。增加允許應(yīng)力變化的能力，“抗”其變形。在大多數(shù)情況下，應(yīng)用抗放結(jié)合理論是建立在混凝土的開裂必然出現(xiàn)的基礎(chǔ)上的。
混凝土膨脹劑及應(yīng)用的實(shí)踐及發(fā)展，為混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制增加了新的活力。建材研究院游寶坤教授指出：“應(yīng)該用系統(tǒng)的觀點(diǎn)解決混凝土工程裂縫問題”的見解是有獨(dú)特意義的。
塑性收縮出現(xiàn)在澆筑后終凝之前，這時(shí)混凝土泌水減少，表面蒸發(fā)的水分不能得到及時(shí)的補(bǔ)充，而混凝土尚處在塑性狀態(tài)，略微受一點(diǎn)拉力表面就會(huì)出現(xiàn)分布不規(guī)則不均勻的――龜裂。產(chǎn)生裂縫以后混凝土表面及體內(nèi)水分蒸發(fā)進(jìn)一步加快，于是裂縫迅速發(fā)展擴(kuò)大，混凝土由于環(huán)境溫差收縮也容易引起開裂。當(dāng)溫度上升時(shí)混凝土的彈性模量還很小，只有一小部分熱膨脹轉(zhuǎn)化成壓應(yīng)力，而這個(gè)時(shí)期混凝土還有很大的松弛應(yīng)力使壓應(yīng)力減小。
干燥收縮最容易體現(xiàn)到，水泥加水凝結(jié)后，水分消耗蒸發(fā)后，形成孔隙。研究表明：這部分絕對體積大約占混凝土總量的8％左右，如混凝土單位用量350ks／m3，則形成孔隙體積約25L／m3之火。而混凝土的自收縮與干燥收縮一樣，是由于水分的遷移引起的。但它不是由于水分向外界蒸發(fā)散失，而是因?yàn)樗嗨瘯r(shí)消耗水分造成凝膠孔內(nèi)水分的減少。產(chǎn)生其自身的干燥作用，混凝土內(nèi)部的濕度相對降低，體積則減小。
混凝土構(gòu)造進(jìn)入使用期間，上述幾種收縮變形巳基本完成?；炷两Y(jié)構(gòu)的變形還是要受到環(huán)境溫度和濕度的影響，主要構(gòu)造鋼筋和混凝土后期的強(qiáng)度來抵抗結(jié)構(gòu)的脹縮變形。同時(shí)混凝土的收縮與膠凝材料的物理化學(xué)反應(yīng)和環(huán)境的溫度濕度有關(guān)，有階段性和疊加的效應(yīng)。
2 摻合料對補(bǔ)償混凝土的影響
在混凝土中摻入適量的外摻合料，可顯著的改善混凝土的和易性，降低混凝土的內(nèi)部水化熱，控制混凝土的溫差效應(yīng)。就目前使用最廣泛的粉煤灰而言，盡管在混凝土中有很多的優(yōu)越性能，但對于補(bǔ)償收縮混凝土來說，粉煤灰會(huì)降低膨脹率，隨著粉煤灰摻量的增加，膨脹率降低的幅度也會(huì)增大。
粉煤灰本身是沒有活性的，其活性的激發(fā)需要消耗水泥水化過程中產(chǎn)生的Ca(OH)2。這可以降低混凝土中的堿度，對抗蝕和抗碳化蝕有利。然而在補(bǔ)償收縮混凝土中，有利的同時(shí)也產(chǎn)生了弊端。目前大多數(shù)膨脹劑是硫鋁酸鈣類，膨脹劑產(chǎn)生膨脹的原因在于形成鈣礬石晶體，填充、堵塞混凝土中的空隙，進(jìn)而產(chǎn)生膨脹。
3 切實(shí)重視加強(qiáng)對膨脹混凝土的養(yǎng)護(hù)
補(bǔ)償收縮混凝土養(yǎng)護(hù)的重要性是不容置疑的。從以上的水化熱反應(yīng)式中就可直觀了解到膨脹劑的膨脹性能發(fā)揮需要大量的水。對于水平構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)，無論是澆水、覆蓋還是蓄水養(yǎng)護(hù)都能達(dá)到較好的效果，養(yǎng)護(hù)方法已得到普遍的采用和認(rèn)可。但對于豎向如墻體或梁柱側(cè)面，何時(shí)拆模并用什么樣的方式養(yǎng)護(hù)，多年來一直有些爭論。但爭論的意見主要是：(1)澆筑后1d松開模板，從頂端澆淋水，4～5d后再拆模，拆除模板后再養(yǎng)護(hù)至14d。此種觀點(diǎn)認(rèn)為如果1～2d拆模，這時(shí)混凝土的水化熱溫度開始上升，拆模后造成大的散熱面，加劇內(nèi)外溫差。因此在4～5d后混凝土高溫已過拆模養(yǎng)護(hù)合適。(2)模板置留時(shí)間不得低于7d，7d后養(yǎng)護(hù)至14d。此觀點(diǎn)為：采用這種養(yǎng)護(hù)方法，既能減少混凝土本身水分散失，又能保證混凝土在早期處于一個(gè)相對比較穩(wěn)定的溫度。避免了風(fēng)和太陽暴曬等外界因素影響。(3)模校48h后拆除，淋水養(yǎng)護(hù)14d。此種意見認(rèn)為：在混凝土溫升最高前拆除模板，淋水養(yǎng)護(hù)既能保證膨脹劑水化所需水分，又能降低混凝土中心最高溫度，減弱溫度應(yīng)力。
以上幾種養(yǎng)護(hù)方式都選擇避開混凝土水化溫度的最高時(shí)期(3～4d)，這是正確的，避免在混凝土內(nèi)外溫差最大時(shí)期拆模。經(jīng)過大量工程實(shí)踐，筆者還發(fā)現(xiàn)意見(1)理論上最可行，但施工中很難做到，模板緊貼墻體，以上面淋水難以滲透進(jìn)去。
在北方冬季，如果過早拆模，內(nèi)外溫差較大，澆水又可能導(dǎo)致混凝土遭受凍害，因此需要對混凝土保溫養(yǎng)護(hù)，即可按意見(2)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。雖然這樣做會(huì)因水分不足導(dǎo)致膨脹效果降低，但由于冬季混凝土水分蒸發(fā)量少，冷縮也小，與高溫季節(jié)相比，所需要的膨脹也較小。
夏季或南方氣候，混凝土及空氣溫度都高，水分蒸發(fā)加快，若不及時(shí)澆水及散熱，不但膨脹劑因缺水無法發(fā)揮膨脹效果，混凝土在干縮、自收縮和隨后的冷縮作用下，必然會(huì)出現(xiàn)開裂。在許多工程也曾經(jīng)多次見過，摻有膨脹劑的地下墻體或鋼筋混凝土水池拆模后就已看到大量裂縫的現(xiàn)實(shí)。因此，在夏天混凝土需在升溫峰值前拆模，然后淋水養(yǎng)護(hù)，既保證提供充足的補(bǔ)充用水，這層水膜能以穩(wěn)定的速度及時(shí)散熱，降低混凝土整體溫度，同時(shí)也阻擋了陽光、風(fēng)對表面水分的影響。上述意見(3)的養(yǎng)護(hù)方法較好。
結(jié)語
綜上所述，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是諸多因素導(dǎo)致的，在各種嘗試防裂的措施中，膨脹劑及鋼筋混凝土超長無縫設(shè)計(jì)控制裂縫的技術(shù)，通過在許多工程實(shí)踐應(yīng)用中，證明是行之有效的。但在具體采用中還是存在許多問題，以上從混凝土的收縮、摻合料、強(qiáng)度、養(yǎng)護(hù)幾方面結(jié)合工程實(shí)踐應(yīng)用探討了膨脹劑的具體問題，期望提高補(bǔ)償收縮混凝土的應(yīng)用水平，促進(jìn)混凝土膨脹劑行業(yè)有新的更好的發(fā)展。
中圖分類號(hào)： TV543 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
影響混凝土裂縫的因素錯(cuò)綜復(fù)雜,為解決混凝土裂縫問題,設(shè)計(jì)、施工、材料等方面都采取了種種措施;但裂縫還是經(jīng)常產(chǎn)生;雖然細(xì)小的裂縫不會(huì)對結(jié)構(gòu)的安全性帶來嚴(yán)重影響,面且規(guī)范中也允許構(gòu)筑物有一定范圍的裂縫,但是,如能控制混凝土不產(chǎn)生裂縫,也會(huì)大大提高混凝土工程的耐久性和抗?jié)B漏水或抗腐蝕性介質(zhì)對鋼筋的銹能力。因此,對混凝土的裂縫進(jìn)行控制日益受到工程界的重視。
一、補(bǔ)償收縮混凝土控制裂縫的原理
現(xiàn)時(shí)市場上的膨脹劑大部分都是硫鋁酸鹽型膨脹劑, 其膨脹源是鈣礬石(C3A.3CaSO4.32H2O)。為配制補(bǔ)償收縮混凝土。最常用的方法是在混凝土中摻加膨脹劑。摻加膨脹劑配制的補(bǔ)償收縮混凝土與普通混凝土一樣,必須循設(shè)計(jì)、施工、材料三者緊密結(jié)合的方式來解決混凝土的裂縫問題。而認(rèn)為只要摻加了膨脹劑,就能控制混凝土不產(chǎn)生裂縫的概念是錯(cuò)誤的。因?yàn)?在設(shè)計(jì)配筋和施工合理的條件下,衡量補(bǔ)償收縮混凝土補(bǔ)償收縮能力的最重要的指標(biāo)是混凝土的限制膨脹率。在應(yīng)用中,必須根據(jù)采用的水泥、外加劑等原材料情況,以及設(shè)計(jì)上的配筋分布和配筋率情況、工程部位的約束狀態(tài)、構(gòu)件的尺寸、混凝土的標(biāo)號(hào)、施工面積、混凝土的塌落度、是否摻加粉煤灰、膨脹劑的質(zhì)量等進(jìn)行合理的抗裂混凝土配合比設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)和試配補(bǔ)償收縮混凝土配合比時(shí),除對混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B等指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)外,最重要的是進(jìn)行混凝土限制膨脹率的測試,根據(jù)工程不同部位約束的大小,來設(shè)計(jì)混凝土限制膨脹率的大小,從而確定膨脹劑的合理摻量。
當(dāng)混凝土膨脹時(shí)受到鋼筋或其他限制物的限制,鋼筋則因混凝土的膨脹而伸長,此時(shí)在鋼筋中產(chǎn)生拉應(yīng)力,在混凝土中相應(yīng)產(chǎn)生壓應(yīng)力,這種壓應(yīng)力能夠抵消導(dǎo)致混凝土開裂的全部或部分拉應(yīng)力,在混凝土中產(chǎn)生0.2MPa～0.8MPa預(yù)壓應(yīng)力,能有效地補(bǔ)償混凝土的干縮和冷縮,從而避免混凝土的開裂。同時(shí),大量的鈣礬石晶體填充了混凝土的毛細(xì)孔縫,改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu),使毛細(xì)孔變細(xì)、減小,增加了致密性,顯著提高了混凝土的抗裂防滲性能及耐久性和抵抗周圍環(huán)境介質(zhì)侵蝕的能力。適用于結(jié)構(gòu)自防水、抗裂防水混凝土和超長混凝土結(jié)構(gòu)的無縫施工等場合。
二、補(bǔ)償收縮混凝土的配合比設(shè)計(jì)
在進(jìn)行補(bǔ)償收縮混凝土的配合比設(shè)計(jì)時(shí),除應(yīng)進(jìn)行常規(guī)的試驗(yàn)外,還應(yīng)增加對混凝土的限制膨脹率的設(shè)計(jì)、測試內(nèi)容。
1、膨脹劑的選擇
目前市場上膨脹劑的品種很多,質(zhì)量存在參差不齊,甚至還存在不合格、假冒、偽劣的產(chǎn)品。在合格的膨脹劑中,產(chǎn)品的性能也不盡相同,其膨脹率的大小存在高低之別。有的膨脹劑雖然膨脹率高,但干空的收縮率很大,存在膨脹與收縮“落差”太大的現(xiàn)象。因而在選擇膨脹劑時(shí),必須檢驗(yàn)膨脹劑的膨脹率。只有對膨脹劑的質(zhì)量有了充分的了解,才能選擇適宜的膨脹劑。
2、補(bǔ)償收縮混凝土配合比設(shè)計(jì)原則
研究表明,在固定膨脹劑摻量的情況下,混凝土的限制膨脹率遠(yuǎn)小于砂漿的限制膨脹率,而砂漿的限制膨脹率又遠(yuǎn)小于凈漿的限制膨脹率,這是因?yàn)橛绊懟炷恋南拗婆蛎浡实囊蛩剡h(yuǎn)多于砂漿凈漿,除砂、石、水泥品種、水灰比、砂率等對混凝土的限制膨脹率有影響外,以下因素對混凝土的限制膨脹率起著顯著的作用,如膨脹劑的摻量、外加劑、混凝土塌落度、混凝土凝結(jié)時(shí)間、混凝土標(biāo)號(hào)及每立方米混凝土中水泥的用量、粉煤灰摻量等。
1)、膨脹劑的摻量
有些觀點(diǎn)認(rèn)為,只要摻加了膨脹劑,配制的混凝土就是微膨脹混凝土。這是一個(gè)錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。因?yàn)榕蛎泟搅坎蛔慊蚺蛎泟┑呐蛎浡势蜁r(shí),其所產(chǎn)生的少量的鈣礬石晶體僅起填充混凝土的毛細(xì)孔的作用,即提高了混凝土的抗?jié)B性,所產(chǎn)生的微膨脹非常小,補(bǔ)償收縮混凝土收縮的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,混凝土剩余的收縮變形遠(yuǎn)大于混凝土的極限延伸率。只有生成較多的鈣礬石晶體產(chǎn)物時(shí),混凝土才會(huì)產(chǎn)生良好的微膨脹性。膨脹劑摻量越低,混凝土的限制膨脹率越小。提高膨脹劑的摻量能顯著提高餛凝土的膨脹率。因而,應(yīng)根據(jù)所配制的混凝土的限制膨脹率的大小來確定膨脹劑的摻量。
2)、外加劑
混凝土外加劑標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,一等品外加劑28天的混凝土收縮率比不大于125%,合格率28天的混凝土收縮率比不大于135%。一般在推薦摻量下,28天摻外加劑的混凝土與空白混凝土的收縮率比在115—129%的范圍內(nèi)。從以上可知,外加劑是增大混凝土收縮的,并且,摻量越大,混疑土的收縮越大。目前,大多數(shù)工程采用泵送混凝土施工,外加劑已成為混凝土的第五組分。因而在配制泵送補(bǔ)償收縮混凝土?xí)r,應(yīng)適當(dāng)提高膨脹劑的摻量。
3)、混凝土塌落度
混凝土的塌落度越大,在同一膨脹摻量下,混凝土的限制膨脹越小。故采用泵送混凝土?xí)r,要配制抗裂性好的補(bǔ)償收縮混凝土,必須提高膨脹的摻量。
4)、混凝土凝結(jié)時(shí)間
混凝土的凝結(jié)時(shí)間太短,水泥的水化反應(yīng)較快,混凝土的早期收縮現(xiàn)象較大,混凝土的凝結(jié)時(shí)間太長,膨脹劑的膨脹能大都分消耗在塑性階段。膨脹劑的混凝土的凝結(jié)時(shí)間宜控制在l0—20小時(shí)的范圍內(nèi),一般厚度的構(gòu)件采用下限,大體積混凝土采用上限。
5)、混凝土標(biāo)號(hào)和每方混凝土中的水泥用量
縱觀混凝土的裂縫情況,低標(biāo)號(hào)的混凝土開裂較輕,高標(biāo)號(hào)的混凝土開裂較重?；炷翗?biāo)號(hào)越高,每方混凝土中的水泥用量越大,混凝土的收縮越大,因此,必須相應(yīng)提高膨脹劑的摻量。
6)、粉煤灰
在混凝土中摻加適量的粉煤灰,可明顯改善混凝土的和易性,降低大體積混凝土的水化熱,控制混凝土的溫差收縮應(yīng)力。但粉煤灰對混凝土干縮率的影響目前還沒有統(tǒng)一的觀點(diǎn),有的人認(rèn)為粉煤灰增大混凝土的干縮率,有的人認(rèn)為基本無影響。不管粉焊灰是增大還足不影響混凝土的干縮率,它對摻膨脹劑的混凝土的膨脹率是有影響的。在配制補(bǔ)償收縮混凝土?xí)r,必須把粉煤灰的量計(jì)入到膠凝材料中,即計(jì)算膨脹劑摻量時(shí),應(yīng)把粉煤灰的量一并加到水泥中計(jì)算。否則,混凝土的限制膨脹率明顯偏低。
前言：隨著鋼筋砼結(jié)構(gòu)的長大化和復(fù)雜化，砼結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)的機(jī)率大大增加，通常采取的技術(shù)措施設(shè)置后澆帶。而隨著補(bǔ)償收縮砼應(yīng)用技術(shù)的不斷完善，用膨脹加強(qiáng)帶取代后澆帶的大跨度鋼筋砼結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)施工新技術(shù)也得以大量推廣使用。但該無縫設(shè)計(jì)與施工方法不是萬能的，在設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)的各個(gè)階段少有不慎，該無縫設(shè)計(jì)施工方案都可能失敗。本文結(jié)合工程實(shí)例介紹補(bǔ)償收縮混凝土無縫設(shè)計(jì)施工中應(yīng)注意的問題，以供交流、探討。
1超長鋼筋砼結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)與施工方法的原理：
在鋼筋砼結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力最大的地方給予較大的膨脹應(yīng)力，加強(qiáng)帶一般設(shè)在后澆帶處。帶寬2m，帶的兩側(cè)分別架設(shè)密孔鐵絲網(wǎng)，目的是防止不同配比的砼流入加強(qiáng)帶內(nèi)。施工時(shí)，先澆帶外小膨脹砼（摻入8-10%SY-G），澆到加強(qiáng)帶時(shí)，改用大膨脹砼（摻入12-15%SY-G），帶內(nèi)砼強(qiáng)度等級(jí)比兩側(cè)砼高1個(gè)等級(jí)。如此連續(xù)澆筑下去，以實(shí)現(xiàn)無縫施工。
2鋼筋砼結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題
2.1摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮砼在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，試驗(yàn)室應(yīng)考慮水泥、粉煤灰活性、各地砂石質(zhì)量差異，結(jié)合試驗(yàn)中得到的技術(shù)參數(shù)，確定水泥、粉煤灰單方用量，再計(jì)算膨脹劑的摻量。
2.2不同結(jié)構(gòu)部位的抗裂要求不同。底板、樓板相對于剪力墻受到的約束較小，則樓板砼的限制膨脹率相對較小，膨脹劑的摻量較少；而剪力墻因受到樓板、結(jié)構(gòu)柱的約束較大，則其砼的限制膨脹率較大，相應(yīng)的膨脹劑摻量較大；而加強(qiáng)帶內(nèi)砼的膨脹劑摻量則更大。
2.3大多數(shù)設(shè)計(jì)圖紙對混凝土的限制膨脹率沒有提出具體要求，造成膨脹劑少摻或誤摻，達(dá)不到補(bǔ)償收縮的作用。當(dāng)采用膨脹劑時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)圖紙上應(yīng)注明“補(bǔ)償收縮混凝土水中養(yǎng)護(hù)14d的混凝土限制膨脹率”。
2.4由于剪力墻受施工和環(huán)境溫濕度等因素影響較大，容易出現(xiàn)縱向收縮裂縫，混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高，開裂機(jī)率越大。工程實(shí)踐表明，墻體的水平構(gòu)造鋼筋的配筋率宜在0.4～0.6%，間距應(yīng)小于150mm，采取細(xì)而密的配筋原則，水平構(gòu)造筋宜放在豎向受力筋的外側(cè)，以利于控制墻體有害裂縫的產(chǎn)生。
2.5混凝土脹縮變形與限制條件有關(guān)，而墻與柱的配筋率相差較大，由于應(yīng)力集中原因，在離柱子1～2m的墻體上易出現(xiàn)縱向收縮裂縫。工程實(shí)踐表明，應(yīng)在墻柱連接處設(shè)水平附加筋，長度為2000mm，插入柱子中300mm，插入墻體中大于1500mm，該處配筋率提高10～15%，有利于分散墻柱間的應(yīng)力集中，避免縱向裂縫的出現(xiàn)。
3.鋼筋砼結(jié)構(gòu)無縫施工中應(yīng)注意的問題
3.1施工單位認(rèn)為使用補(bǔ)償收縮砼施工，砼結(jié)構(gòu)裂縫問題就能迎刃而解是錯(cuò)誤的，除了設(shè)計(jì)配筋合理和補(bǔ)償收縮砼的配合比保證足夠的限制膨脹率外，施工管理則是關(guān)鍵。
3.2膨脹劑摻量有意和無意少摻是補(bǔ)償收縮砼使用的誤區(qū)?，F(xiàn)實(shí)中某些商品砼廠家從經(jīng)濟(jì)利益出發(fā)，有故意少摻或不摻膨脹劑的現(xiàn)象，這樣，膨脹砼就失去了補(bǔ)償收縮作用，開裂現(xiàn)象仍然產(chǎn)生。
3.3有些項(xiàng)目拘泥于膨脹劑的推薦摻量，如某膨脹劑產(chǎn)品推薦摻量為8%～12%，在特殊結(jié)構(gòu)部位用戶卻不敢超過12%，這也是施工使用中的誤區(qū)。如后澆帶或膨脹加強(qiáng)帶要用大膨脹率的膨脹砼填充，要求砼膨脹率達(dá)到0.035%～0.045%，要摻入14%～15%膨脹劑才能達(dá)到。如只限于摻12%就不能滿足設(shè)計(jì)要求，仍可能開裂。
3.4補(bǔ)償收縮砼的拌和時(shí)間要比普通砼延長30秒，以確保膨脹劑和水泥、減水劑等拌和均勻，以提高其勻質(zhì)性。
3.5補(bǔ)償收縮砼的布料、振搗必須按施工規(guī)范嚴(yán)格進(jìn)行，并采取可靠措施嚴(yán)防膨脹加強(qiáng)帶內(nèi)砼流入帶外，帶外砼流入加強(qiáng)帶內(nèi)。
3.6剪力墻砼裂縫的控制是個(gè)難點(diǎn)，即使使用補(bǔ)償收縮砼澆筑墻體，也要以30～40m分段澆筑。每段之間設(shè)2m寬膨脹加強(qiáng)帶，并設(shè)止水鋼板，可在28天后用大膨脹砼回填澆筑，施工中應(yīng)嚴(yán)格要求砼振搗密實(shí)、勻質(zhì)，且保濕養(yǎng)護(hù)不少于14d。
4補(bǔ)償收縮砼養(yǎng)護(hù)、維護(hù)中應(yīng)注意的問題：
4.1補(bǔ)償收縮砼要有充分濕養(yǎng)護(hù)才能更好的發(fā)揮其膨脹性能，補(bǔ)償收縮。膨脹劑與水泥的水化反應(yīng)大部分在14天完成，因此對摻膨脹劑的砼養(yǎng)護(hù)期的要求不低于14天。
4.2施工單位為加快施工進(jìn)度，剪力墻澆筑砼12小時(shí)內(nèi)就拆除模板，而此時(shí)砼的水化熱升溫最高，早拆模板造成散熱快，增加墻內(nèi)外溫差，易出現(xiàn)溫差裂縫。實(shí)踐證明，剪力墻宜用保濕較好的膠合板制模，砼初凝后在墻頂部設(shè)水管慢淋養(yǎng)護(hù)，墻體宜在6天后拆模，然后用麻布貼墻并噴水保濕養(yǎng)護(hù)14天。
4.3底板宜用蓄水養(yǎng)護(hù)，冬季施工要用塑料薄膜和保溫材料進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)，樓板宜采用濕麻袋覆蓋養(yǎng)護(hù)。
5工程實(shí)踐
以某地下停車場工程為例，該停車場工程共地下三層，基坑開挖深度8.9m，平面結(jié)構(gòu)長118m、寬58.5m，屬超長鋼筋砼結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)方案在長向的3等分點(diǎn)設(shè)有2條膨脹加強(qiáng)帶，用以代替后澆帶。該項(xiàng)目實(shí)施過程中發(fā)生如下事項(xiàng)：①在墻柱連接處1～2m范圍內(nèi)未設(shè)水平附加筋；②施工圖會(huì)審時(shí)，設(shè)計(jì)單位同意了施工方提出的將加強(qiáng)帶寬度由2000修改為800，并實(shí)施；③施工剪力墻加強(qiáng)帶砼時(shí)，普通砼流入加強(qiáng)帶內(nèi)較多，高膨脹率砼也部分流到帶外，且使用的是連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶澆筑方法；④剪力墻在完成澆筑砼12h后拆模，對墻體未采取保濕養(yǎng)護(hù)措施，只是進(jìn)行了簡單的淋水養(yǎng)護(hù)，且養(yǎng)護(hù)時(shí)間不足14d；⑤剪力墻完成后，未及時(shí)進(jìn)行后續(xù)施工，未及時(shí)回填覆土。
負(fù)三層、負(fù)二層剪力墻拆模后約10天，部分墻面在每跨的三等分處出現(xiàn)了縱向裂紋、裂縫，個(gè)別裂縫由樓面上30cm處延伸至上層結(jié)構(gòu)梁底，有的裂縫出現(xiàn)了滲漏水現(xiàn)象，后經(jīng)專業(yè)防水堵漏公司高壓注漿解決了剪力墻滲水質(zhì)量問題。針對該種情況，在負(fù)一層剪力墻鋼筋砼施工中加強(qiáng)了施工管理力度，并進(jìn)行了14d的保濕養(yǎng)護(hù)，后經(jīng)檢查驗(yàn)證該層剪力墻面僅有4條細(xì)小裂紋。
這是一個(gè)失敗的補(bǔ)償收縮砼工程實(shí)踐案例，這說明了在超長鋼筋砼結(jié)構(gòu)中使用膨脹加強(qiáng)帶代替后澆帶的無縫設(shè)計(jì)施工方案，從設(shè)計(jì)、施工到養(yǎng)護(hù)的每個(gè)階段都必須嚴(yán)格按照補(bǔ)償收縮砼應(yīng)用技術(shù)規(guī)程的要求實(shí)施，稍有不慎，就可能給工程造成難以挽回的損失。
結(jié)語
砼結(jié)構(gòu)的裂縫控制是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及到材料、設(shè)計(jì)和施工和養(yǎng)護(hù)四個(gè)方面。在材料方面，關(guān)鍵措施是在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，依據(jù)工程的特點(diǎn)、部位，合理確定膨脹抗裂劑的摻量和砼配合比，配制出膨脹性能大、補(bǔ)償收縮性能好、施工容易、強(qiáng)度有保證的補(bǔ)償收縮砼。在施工時(shí)，針對工程特點(diǎn)和膨脹砼的特性，采取合理的澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)等措施，只有采取了得當(dāng)?shù)木C合措施，才能收到實(shí)效。需要指出的是，不是在砼中摻入膨脹抗裂劑后裂縫的問題都能解決，不應(yīng)該片面強(qiáng)調(diào)材料單一因素的作用，而應(yīng)把合理的材料選擇與嚴(yán)密的設(shè)計(jì)方案，科學(xué)的砼配合比，嚴(yán)格的施工組織和完善的工藝措施相結(jié)合，才能確保砼的施工質(zhì)量，達(dá)到補(bǔ)償收縮砼的結(jié)構(gòu)抗裂目的。
參考文獻(xiàn)
Abstract: ordinary concrete is a very useful building materials, because of its lower limit elongation, in under the action of dry shrinkage, creep, temperature, etc is easy cause craze, leading to concrete engineering, reinforcement corrosion, leakage, affect the use function and service life. Think in terms of the raw materials of concrete, the reasonable use of expansive agent is one of the key to solve the problem. This article describes the concrete expansion agent, this paper analyzes the compensation shrinkage concrete expansion agent preparation and use of the limit, and puts forward appropriate right problems that should be paid attention to the use of concrete expansion agent and shrinkage of concrete cracks in the solution of the problem, for the design, construction and concrete mixing plant technical staff reference.
Key words: reinforced concrete; Expansive agent; Shrinkage of concrete;
中圖分類號(hào)：TU528.042文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104(2013)
一、混凝土膨脹劑
（一）混凝土膨脹劑及其分類
膨脹劑是在砂漿和混凝土中能通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生膨脹的外加劑。混凝土膨脹劑的主要功能是補(bǔ)償混凝土硬化過程中產(chǎn)生的干縮和冷縮?；炷僚蛎泟┯幸韵骂愋停?/p>
1、硫鋁酸鈣類
與水和水泥通過水化反應(yīng)而生成的鈣礬石混凝土膨脹劑。如明礬石膨脹劑，PPT、UEA、FS、AEA等。
2、氧化鈣類
與水和水泥通過水化反應(yīng)而生成的氫氧化鈣混凝土膨脹劑。如石灰膨脹劑。
3、硫鋁酸鈣-氧化鈣類
與水和水泥通過水化反應(yīng)而生成的鈣礬石和氫氧化鈣的混凝土膨脹劑。如CEA。
（二）混凝土膨脹劑作用原理
在自由條件下，將膨脹劑摻入混凝土中，使其與水泥產(chǎn)生水化反應(yīng)，能產(chǎn)生一定量的膨脹。在限制條件下，使膨脹能力轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力，相當(dāng)于提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，改善了內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)，從而推遲收縮的產(chǎn)生，較好地防止和減少收縮裂縫的出現(xiàn)。
（三）混凝土膨脹劑的適用范圍
1、補(bǔ)償收縮混凝土：地下、水中、海中、隧道等構(gòu)筑物，大體積混凝土（除大壩外），配筋路面合板、屋面與浴室?guī)浪?、?gòu)建補(bǔ)強(qiáng)、滲漏修補(bǔ)、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土、回填槽等。
2、填充用膨脹混凝土：結(jié)構(gòu)后澆縫、隧道堵頭、鋼筋與隧道之間的填充等。
3、填充用膨脹砂漿：機(jī)械設(shè)備的底座灌漿、地腳螺旋的固定、梁柱接頭、構(gòu)建補(bǔ)強(qiáng)、加固。
4、自應(yīng)力混凝土：僅用于常溫下使用的自應(yīng)力鋼筋混凝土壓力管。
5、混凝土膨脹劑的適用還應(yīng)特別注意：
含硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣－氧化鈣類膨脹劑配制的膨脹混凝土（砂漿）不得用于長期環(huán)境溫度為80℃以上的工程。 含氧化鈣類膨脹劑配制的膨脹混凝土（砂漿）不得用于海水或有侵蝕性水的工程。
摻膨脹劑的混凝土只適用于鋼筋混凝土工程和填充性混凝土工程。摻膨脹劑的大體積混凝土，其內(nèi)部最高溫度控制應(yīng)參照有關(guān)規(guī)范，混凝土內(nèi)外溫差宜小于25℃。摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土剛性屋面宜用于南方地區(qū)，其設(shè)計(jì)、施工應(yīng)按GB50207《屋面工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》進(jìn)行。
二、膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土的配制和使用限制
膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土的配制和使用受許多內(nèi)在與外在條件的限制，如果不能滿足使它發(fā)生作用的前提條件，就不能很好的發(fā)揮其作用。一般情況下的條件有：(1)約束條件(2)混凝土膨脹率(3)施工條件和技術(shù)(4)外加劑的種類和性質(zhì)(5)水泥和粗細(xì)骨料的情況等等。就混凝土本身的一些化學(xué)反應(yīng)過程而言，一直存有一些無法解釋或一些混凝土專家各有各的理論的情況。如有一方面或是幾方面考慮不周，都有可能導(dǎo)致開裂或是滲漏。
1、混凝土的約束分為內(nèi)部和外部約束,內(nèi)部主要指混凝土內(nèi)部變形受到內(nèi)部鋼筋的限制力；外部指混凝土的變形受到外部的模板、相鄰部位或構(gòu)件的阻擋與限制，以及各種情況產(chǎn)生和內(nèi)應(yīng)力和外應(yīng)力。在混凝土膨脹劑符合要求的情況下，如果約束力過小，而膨脹率過大會(huì)產(chǎn)生變形增大，使混凝土結(jié)構(gòu)疏松、強(qiáng)度降低，最終可能會(huì)引起開裂；所以相對而言混凝土膨脹率也不能太大。如果約束過大而混凝土膨脹率過小，則最終膨脹不足以補(bǔ)償干燥、冷縮、碳化等原因造成的收縮，同樣也有可能出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。
2、由于我們使用的水泥品種不同大多摻入混合材，活性不盡相同，膨脹劑摻入后水泥的膨脹率也不相同，其摻量應(yīng)根據(jù)實(shí)際水泥的情況來試配決定，而不能一味的按照廠家的說明統(tǒng)一摻入8%或是12%。一般膨脹劑應(yīng)用在混凝土中，都會(huì)與減水劑一起摻合使用，我們必須要考慮到減水劑與水泥是否適應(yīng)，所以在使用前一定要根據(jù)設(shè)計(jì)中的混凝土膨脹率要求、混凝土的施工坍落度要求進(jìn)行試配，并測定混凝土的限制膨脹率，確定合理的膨脹劑摻量值、減水劑的摻量和品種。當(dāng)然如果實(shí)際膨脹劑的膨脹率不夠、減水劑的減水率不能滿足要求，在試驗(yàn)室就很難配出合適的配比更不要說在施工現(xiàn)場了。
3、膨脹混凝土在正常工作中，是在有內(nèi)部和外部約束限制條件下使用的，除設(shè)計(jì)中應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，在墻體易出現(xiàn)收縮裂縫部位，其水平構(gòu)造的配筋率宜大于0.4%,水平間距宜小于150mm, 墻體的中部或頂端的300-400mm范圍內(nèi)水平筋間距宜為50-100mm。墻體與柱子連接部位宜插入長度￠8-10mm、1500-2000mm的加強(qiáng)鋼筋，插入柱子200-300mm，插入邊墻1200-1600mm，其配筋率應(yīng)提高到10%-12%。結(jié)構(gòu)開口部位和變形出入口部位應(yīng)增加配筋。施工中要注意養(yǎng)護(hù)，不要為了施工方便加大用水量，更不要趕進(jìn)度未等混凝土強(qiáng)度穩(wěn)定就進(jìn)行拆模，至使混凝土早期因應(yīng)力集中出現(xiàn)細(xì)小裂縫，成為潛在的危害。
4、前面提過膨脹劑和減水劑的選擇的重要性，膨脹劑品種很多，目前市場上用的最多的是鈣釩系列膨脹劑。實(shí)際工程存在很多問題，首先在膨脹劑的摻量上，配比報(bào)告中雖然明確了用量，但一些單位為節(jié)約成本原要摻11%，實(shí)際配比中摻6%或7%；甚至有的單位使用質(zhì)量差的品種或偽劣產(chǎn)品，這樣不光是混凝土膨脹率打折扣的問題，一定程度上這種配比或是材料就變得沒有任何意義了。在現(xiàn)場取樣時(shí)，我們見到了一個(gè)非常嚴(yán)重的問題，工人為了操作方便向攪拌車中加水，出料的坍落度至少在190mm，和泵送的自流平混凝土沒有什么區(qū)別。像這樣的混凝土加入再多的膨脹劑都于事無補(bǔ)，無法阻止的裂縫和質(zhì)量問題。這種現(xiàn)像很多施工現(xiàn)場都存在，只是后期好多實(shí)物填埋了看不到，所以就會(huì)出現(xiàn)開裂，滲漏等一系列的工程質(zhì)量問題。
5、膨脹劑的摻入會(huì)使混凝土的水化熱提高，容易產(chǎn)生溫度裂縫，所以在配制補(bǔ)償收縮混凝土?xí)r，水泥的用量不宜過大，選擇水泥時(shí)不得選用硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥和高鋁水泥。在粗細(xì)骨料的選擇上更要注意，粗骨料粒徑不宜大于30mm，減少細(xì)骨料作為填充料的量；要嚴(yán)格控制含泥量，因泥或泥塊中往往含有伊利石、蒙脫石、硅藻土等雜質(zhì)，這些物質(zhì)吸水后會(huì)大于原物質(zhì)的體積膨脹的幾倍，干燥后失水收縮就很容易產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。要嚴(yán)格控制云母含量、硫化物等。細(xì)度模數(shù)宜選用2.5以上的中砂，砂的細(xì)度對膨脹率的影響很大，砂過細(xì)比表面積增大，表面吸水率就會(huì)大幅提升，同樣重量的砂吸水量就會(huì)加大，因水泥化學(xué)反應(yīng)只需要12%-25%的用水量，多余的水份干燥后蒸發(fā)，就會(huì)在混凝土內(nèi)形成孔隙，失水收縮很容易產(chǎn)生裂縫。
三、補(bǔ)償收縮混凝土設(shè)計(jì)與施工
（一）膨脹率的限制
混凝土的限制膨脹率ε2在施工過程的質(zhì)量控制中起著重要作用。它與混凝土的強(qiáng)度成正相關(guān)關(guān)系?；炷翉?qiáng)度提高限制膨脹率也隨之提高。ε2數(shù)值越大,自應(yīng)力值越高,它的補(bǔ)償收縮、防裂抗?jié)B的能力就越強(qiáng)，反之，則正好相反。因此,限制膨脹率ε2是施工過程中工程防裂抗?jié)B的重要參數(shù)。
建筑結(jié)構(gòu)不同部位混凝土的抗裂規(guī)范也不盡相同。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)防水工程的混凝土最佳限制膨脹率如下：底板的混凝土限制膨脹率ε2=0.02%～0.025%,側(cè)墻的限制膨脹率ε2=0.03%～0.035%,后澆帶的限制膨脹率ε2=0.035%～0.045%。
（二）膨脹劑摻量控制
膨脹劑作為水泥的一部分其摻量的計(jì)算方法是按照等量替代膠凝材料的內(nèi)摻法。為達(dá)到補(bǔ)償收縮規(guī)定，在實(shí)際施工中,是根據(jù)不同的部位來確定摻入膨脹劑的數(shù)量的。摻量過少起不到作用，摻量過多不一定作用更好，反而可能會(huì)造成材料浪費(fèi)、增加成本，降低效益。例如：對于后澆帶或膨脹加強(qiáng)帶,需要用大膨脹混凝土填充,且需摻14%～15%的膨脹劑才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,如果摻入12%的膨脹劑就肯定不能滿足設(shè)計(jì)要求,還會(huì)引起混凝土開裂。
（三）配合比的控制
在實(shí)際的施工操作中，許多施工單位或攪拌站不根據(jù)混凝土配合比來摻入膨脹劑。雖然在試驗(yàn)室中的混凝土配合比是正確的，但許多施工單位和攪拌站專業(yè)的設(shè)備如膨脹劑計(jì)量裝置，施工人員就用斗代秤加料，憑自己的感覺摻入膨脹劑，這樣往往就造成了實(shí)際的配合比與實(shí)驗(yàn)室不符。例如實(shí)驗(yàn)室摻入U(xiǎn)EA12%，實(shí)際施工中卻只摻10％，膨脹劑起不到應(yīng)有的作用，混凝土不能實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償收縮的效果，最終造成開裂。因此在實(shí)際施工中必須加強(qiáng)膨脹劑摻入比例的監(jiān)理控制工作，使得配合達(dá)合乎施工規(guī)范。
（四）延長拌合的時(shí)間
實(shí)際施工中補(bǔ)償混凝土的拌合時(shí)間應(yīng)當(dāng)比普通混泥土?xí)r間要長，大約要多40秒鐘。這么做是為了使膨脹劑和水泥更好的融合，提高它的均質(zhì)性，保證混凝土和工程的質(zhì)量。不摻膨脹劑時(shí),混凝土是否均勻在表面上看不出,但摻膨脹劑后,由于膨脹劑在混凝土中分布不均勻,必然會(huì)因膨脹不均勻而引起開裂。有的工地預(yù)留摻膨脹劑的混凝土試塊在養(yǎng)護(hù)過程中有的發(fā)生開裂,顯然是因該部分拌和物含有過多膨脹劑。
結(jié)束語
近年來,混凝土膨脹劑得到了廣泛應(yīng)用,膨脹劑在各種抗裂防滲透工程應(yīng)用方面取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。但隨著用量的增大，補(bǔ)償收縮混凝土工程裂滲事故有隨用量激增而增多之勢，這是由于部分施工與技術(shù)人員對膨脹劑及其使用不夠了解，思想上存在一定的誤區(qū)造成的。因此要解決補(bǔ)償混凝土裂縫問題，就要工作人員了解膨脹劑，同時(shí)做好補(bǔ)償收縮混凝土的設(shè)計(jì)與施工管理。
為解決混凝土裂縫問題，提高混凝土抗裂、抗?jié)B能力，設(shè)計(jì)、材料、施工等方面都采取各種技術(shù)措施，就材料而言，國內(nèi)主要采用摻加膨脹劑以解決混凝土裂縫問題和提高抗?jié)B能力，如何確保混凝土膨脹劑在抗?jié)B混凝土中有效應(yīng)用，根據(jù)工程實(shí)踐，掌握抗?jié)B、抗裂補(bǔ)償收縮混凝土的膨脹機(jī)理，控制好材料、配比、施工環(huán)節(jié)的管理。
一、補(bǔ)償收縮混凝土的抗裂、抗?jié)B機(jī)理
補(bǔ)償收縮混凝土的膨脹劑能夠在混凝土拌制的過程中與水泥、水拌和后經(jīng)水化反應(yīng)生成鈣礬石（C3A?3CaSO4?32H2O），使混凝土產(chǎn)生體積膨脹，在一定的配筋和鄰位的約束條件下，能使混凝土內(nèi)部建立0.2～0.7MPa的預(yù)壓應(yīng)力，這一預(yù)壓應(yīng)力可大致抵消混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，從而使結(jié)構(gòu)不裂或把裂縫控制在無害裂縫（有防水要求，縫寬小于0.2mm）的范圍內(nèi)，對混凝土所產(chǎn)生的體積收縮起到補(bǔ)償作用。膨脹劑在水化過程中形成鈣礬石（C3A ?3CaSO4 ?32H20）為膨脹源，這種膨脹結(jié)晶是穩(wěn)定的水化物，填充于毛細(xì)孔縫中，使大孔變小孔，使總孔隙率減小，從而增加混凝土的密實(shí)性，這是補(bǔ)償收縮混凝土的抗?jié)B原理。
補(bǔ)償收縮混凝土的工作原理：當(dāng)砼膨脹時(shí)，砼中的鋼筋對它的膨脹產(chǎn)生限制作用，鋼筋本身也因與砼一起膨脹而產(chǎn)生拉應(yīng)力σs，同時(shí)砼中產(chǎn)生相應(yīng)的壓應(yīng)力σc。
當(dāng)鋼筋拉應(yīng)力與混凝土壓應(yīng)力平衡時(shí)，則
Ac?σc=As?σs=As?Es?ε2
設(shè) μ=As/Ac則σc=μ?Es?ε2
式中：σc--混凝土預(yù)壓應(yīng)力，MPa； As--鋼筋截面積； μ--配筋率，%； Ac--混凝土截面積； Es--鋼筋彈性模量，MPa； ε2--混凝土的限制膨脹率（也即鋼筋伸長率）%。
由上式可見，σc與ε2成正比例關(guān)系，可以通過調(diào)整膨脹劑的摻量，使混凝土獲得不同的預(yù)壓應(yīng)力。
因此，混凝土中通過添加膨脹劑可大幅提高抗?jié)B等級(jí)，確保其滿足抗?jié)B、抗裂的要求。
二、控制混凝土膨脹劑的品質(zhì)，掌握膨脹混凝土的膨脹規(guī)律。
混凝土膨脹劑作為克服混凝土收縮開裂的一種外加劑，衡量其性能的主要指標(biāo)是膨脹的大小和轉(zhuǎn)入空氣中的回縮落差，因此膨脹劑的優(yōu)劣直接影響混凝土的補(bǔ)償收縮能力，而且直接關(guān)系到工程質(zhì)量。
摻混凝土膨脹劑能否達(dá)到補(bǔ)償收縮的要求，還應(yīng)掌握其膨脹特點(diǎn)：①對水泥品種適應(yīng)性，試驗(yàn)表明，用礦渣水泥內(nèi)摻10%膨脹劑14天限制膨脹率達(dá)0.026%，用普通水泥內(nèi)摻10%膨脹劑14天限制膨脹率達(dá)0.013%，轉(zhuǎn)入空氣中180天的收縮值為-0.011%，而礦渣水泥早期膨脹與轉(zhuǎn)入空氣中的收縮疊加起來未出現(xiàn)負(fù)變形，說明膨脹劑在礦渣水泥中配制補(bǔ)償收縮混凝土效果好（也可普通水泥加礦粉）。②膨脹劑在混凝土中經(jīng)水化反應(yīng)生成較多的結(jié)晶水化物鈣礬石（C3A ?3CaSO4 ?32H20）使混凝土產(chǎn)生較大的膨脹，這就是混凝土養(yǎng)護(hù)需要足夠水分的原因。經(jīng)不同養(yǎng)護(hù)條件對混凝土膨脹效能的試驗(yàn)表明，試件在7天齡期時(shí)，由于試件全部浸在水中，其限制膨脹率相差無幾，7天后，因空干養(yǎng)護(hù)水份不足，其限制膨脹率隨齡期增加出現(xiàn)負(fù)增長，并且加快。而濕養(yǎng)試件，其最高限制膨脹量一般在28天達(dá)到最高，超過28天齡期，仍呈微膨脹趨勢；7天后自然養(yǎng)護(hù)（模擬現(xiàn)場每天澆水2次），由于早期得不到充足的水份，混凝土試件的限制膨脹率在3天就出現(xiàn)負(fù)增長。
三、合理設(shè)計(jì)配合比
抗?jié)B、抗裂補(bǔ)償收縮混凝土的設(shè)計(jì)原則為采取有效的技術(shù)措施和可靠的工程經(jīng)驗(yàn)，降低水化熱，控制混凝土的早期溫度、提高混凝土的和易性、減少泌水性、減少氣泡含量、減少混凝土的早期收縮（主要是塑性收縮和自收縮）裂縫和減少混凝土的干縮。選擇原材料方面：優(yōu)先選用抗裂效果好的膨脹劑；優(yōu)先選用收縮較小、低堿的普通硅酸鹽水泥；摻入緩凝型的復(fù)合外加劑，推遲放熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間，降低溫峰值；膠凝材料體系設(shè)計(jì)，在保證一定膠凝材料總量前提下，通過降低水泥用量，并摻加一定數(shù)量的礦物摻合料，降低水化熱。
四、抗?jié)B、抗裂補(bǔ)償收縮混凝土拌制及運(yùn)輸
由于加入膨脹劑，抗?jié)B、抗裂補(bǔ)償收縮混凝土攪拌時(shí)間應(yīng)延長至少30S，防止膨脹在混凝土中因分布不均勻?qū)е屡蛎洸痪鶆蜷_裂。生產(chǎn)安排要保證施工的連續(xù)性，且混凝土澆筑過程中不出現(xiàn)冷縫為準(zhǔn)，同時(shí)運(yùn)輸過程中不得出現(xiàn)離析現(xiàn)象。
五.抗?jié)B、抗裂補(bǔ)償收縮混凝土的澆筑
1底板的澆筑：根據(jù)伸縮縫或后澆帶的位置分塊澆筑，澆筑時(shí)應(yīng)由一側(cè)向另一側(cè)，或由中間向兩側(cè)或由兩側(cè)向中間，單獨(dú)一塊底板應(yīng)一次澆筑完成，不留施工縫。澆筑方式應(yīng)采用斜向趕漿法。插入式振動(dòng)捧插入方法應(yīng)采用交錯(cuò)式或平行式，但不能混用，插入間距不大于450mm，在澆筑底板與墻板連接部位時(shí)，應(yīng)在底板澆筑完成后稍停0.5-1小時(shí)，待沉實(shí)后方可澆搗墻板連接部，且在搓平時(shí)此處不能用力刮空，避免在連接處出現(xiàn)爛脖子現(xiàn)象。
2墻板的澆筑：應(yīng)按底板的分塊分別澆筑。澆筑時(shí)從中心部位相對依次分層均勻澆筑，每層澆筑高度300-400mm，其目的是使模板均勻受力，防止模板向一側(cè)傾斜。振搗時(shí)振動(dòng)捧的間距應(yīng)不大于450mm，振動(dòng)時(shí)間為30秒左右，同時(shí)注意觀察被振搗混凝土表面的氣泡是否排光。墻板應(yīng)一次澆搗完，避免留設(shè)水平施工縫，嚴(yán)禁留設(shè)垂直施工縫。
3頂板的澆筑：其順序及操作工藝同底板。
4預(yù)埋套管、預(yù)留孔位置混凝土的澆筑：一般采用相同等級(jí)的細(xì)石混凝土澆筑，且應(yīng)在其底部開設(shè)澆筑振搗孔，以利于排氣及澆搗，澆筑后再將孔預(yù)以封閉。
六、抗?jié)B、抗裂補(bǔ)償收縮混凝土的養(yǎng)護(hù)
養(yǎng)護(hù)對其抗?jié)B抗裂性能影響極大。特別澆筑后14d水泥硬化速度快，水化生成鈣礬石將毛細(xì)孔堵塞，切斷毛細(xì)通道，使水泥石致密，強(qiáng)度和抗?jié)B性能迅速提高，強(qiáng)度增長幾乎可達(dá)28d強(qiáng)度的80%，14d后水化變慢，強(qiáng)度增長趨緩，因此在混凝土澆搗完畢，完成收水后應(yīng)覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。有條件的地方底板及頂板以蓄水養(yǎng)護(hù)，墻板以噴淋養(yǎng)護(hù)為最佳。
七、施工縫的留設(shè)及后澆帶混凝土的施工
1施工縫的留設(shè)：底板、頂板以橡膠止水帶或后澆帶分塊一次澆筑完成，一般不得留設(shè)施工縫，底板與墻板之間施工縫，宜留設(shè)在高出底板上表面200-300mm以上的墻上。同時(shí)，如墻上設(shè)有套管或孔洞時(shí)，則施工縫應(yīng)設(shè)在距套管或孔洞不少于300mm處，施工縫的留設(shè)多樣，一般留設(shè)凹縫，且滲水線路較長，墻板一般不留設(shè)施工縫，如必須留設(shè)，則應(yīng)留在結(jié)構(gòu)變形接縫處或后澆帶處。
Abstract: combining the shanxi sports center stadium project examples, this paper introduces the concrete construction of the compensation to ring stand comprehensive technology.
Keywords: ring to stand, compensation shrinkage, concrete engineering, comprehensive technology
中圖分類號(hào)：TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
山西體育中心體育館，建筑面積27220m2，該工程?hào)|西長170m，南北最寬處110m，坐席數(shù)8102席，主館中間為90×50m比賽場地，最長環(huán)向長度可達(dá)420m?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30。看臺(tái)設(shè)計(jì)在場內(nèi)四周環(huán)形設(shè)計(jì)，除柱外全部采用補(bǔ)償收縮混凝土。且環(huán)向看臺(tái)結(jié)構(gòu)較薄，又超長, 沒有可供自由伸縮的兩端部，且底部有樁基和支撐柱，缺少可供滑移的條件，對裂縫控制尤為不利。由于看臺(tái)結(jié)構(gòu)防水要求高，采用補(bǔ)償收縮混凝土是集結(jié)構(gòu)承重和防水于一體，可有效滿足體育場、館看臺(tái)的防水和承重需求。
一、施工特點(diǎn)
1、混凝土試配時(shí)摻加UEA混凝土膨脹劑，使混凝土產(chǎn)生適量的微膨脹，以補(bǔ)償混凝土的收縮。膨脹劑具有低堿、高效、后期膨脹較小、強(qiáng)度增進(jìn)較大的特點(diǎn)，在配置微膨脹混凝土中可抑制堿骨料反應(yīng)，對混凝土的長期耐久性有利，抗?jié)B防水效果良好。
2、設(shè)計(jì)鋼筋混凝土采用有限元溫度應(yīng)力計(jì)算，配置溫度筋。
3、施工中通過增設(shè)補(bǔ)償收縮混凝土加強(qiáng)帶的方法，實(shí)現(xiàn)無縫施工技術(shù)。
4、看臺(tái)混凝土澆筑時(shí)采取一系列控制措施，有效控制了裂縫的產(chǎn)生。
二、施工工藝流程及操作要點(diǎn)
1、施工工藝流程
加強(qiáng)帶的劃分微膨脹混凝土的配置微膨脹混凝土攪拌微混凝土的輸送微膨脹混凝土的澆注微膨脹混凝土的養(yǎng)護(hù)
2、操作要點(diǎn)
2.1、加強(qiáng)帶的設(shè)置及澆筑方法
體育中心體育館工程看臺(tái)屬超長結(jié)構(gòu)，為了防止砼收縮和溫差產(chǎn)生裂縫，原設(shè)計(jì)留置八條后澆帶，從保證工程質(zhì)量和滿足建設(shè)單位工期要求等方面綜合考慮，我們通過調(diào)研考察，并與設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位協(xié)商，在看臺(tái)施工中采用了補(bǔ)償收縮砼并設(shè)膨脹加強(qiáng)帶的方法，實(shí)現(xiàn)了無縫施工。原設(shè)計(jì)后澆帶寬800mm，現(xiàn)改為2500mm寬的加強(qiáng)帶，內(nèi)摻膨脹劑，其原理是通過補(bǔ)償收縮砼的膨脹效應(yīng)以抵御砼產(chǎn)生的收縮裂縫和溫度裂縫。環(huán)向看臺(tái)砼澆筑順序：連續(xù)式---膨脹加強(qiáng)帶混凝土與兩側(cè)混凝土同時(shí)澆筑；間歇式---膨脹加強(qiáng)帶混凝土與一側(cè)相鄰混凝土同時(shí)澆筑，而另一側(cè)是施工縫，這樣連續(xù)循環(huán)施工，避免留設(shè)后澆帶，從而實(shí)現(xiàn)了無縫施工。
2.2、補(bǔ)償收縮混凝土試配
1）、膨脹劑的摻量
環(huán)向看臺(tái)結(jié)構(gòu)，板厚度較薄，且處于露天狀態(tài)，受環(huán)境影響較大，因此需對砼裂縫嚴(yán)格控制?；炷僚渲脮r(shí)膨脹劑摻量需根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中對不同結(jié)構(gòu)部位的限制膨脹率指標(biāo)要求，采用實(shí)際工程使用的材料，經(jīng)試驗(yàn)室進(jìn)行配合比試配后確定。并在澆筑地點(diǎn)制作限制膨脹率試驗(yàn)的試件，用于進(jìn)行限制膨脹率試驗(yàn)。
2）、混凝土坍落度
根據(jù)理論和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，補(bǔ)償收縮混凝土的凝結(jié)時(shí)間略快，塌落度偏低、塌落度損失略大。膨脹劑摻量一定條件下，混凝土的坍落度越大，混凝土的膨脹率越小。故采用泵送混凝土?xí)r，要控制好混凝土坍落度。根據(jù)泵送要求，經(jīng)試驗(yàn)，確定坍落度控制在140～160mm之間。
2.3、補(bǔ)償收縮混凝土攪拌
嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間，確?；炷涟韬衔锞鶆颉＜皶r(shí)測定砂、石的含水量，以便及時(shí)調(diào)整混凝土級(jí)配，嚴(yán)禁隨意增減用水量。
2.4、補(bǔ)償收縮混凝土的輸送
混凝土攪拌完成后，采用地泵或汽車泵直接泵送到至作業(yè)面，以確保將混凝土規(guī)定時(shí)間內(nèi)運(yùn)至澆筑地?；炷了涠葥p失較大時(shí)，摻入適量減水劑恢復(fù)塌落度，對強(qiáng)度和膨脹效果幾乎沒有影響。
2.5、混凝土的澆筑
2.5.1、在澆筑混凝土前，模板及鋼筋上的雜物、泥土和鋼筋上的油污等，清洗干凈，模板澆水濕潤，但其底部不能有積水現(xiàn)象。
2.5.2、看臺(tái)區(qū)域混凝土澆筑時(shí)，采用自下而上分段澆筑。澆筑及振搗看臺(tái)密肋梁和看臺(tái)踏步板的混凝土?xí)r，為防止混凝土拌合物沿密肋梁一側(cè)吊模模板底部翻涌漏漿，縱向看臺(tái)密肋梁與踏步板銜接部分（高度取踏步板，上表皮標(biāo)高以下范圍內(nèi)）混凝土同時(shí)澆筑。
2.5.3、對于預(yù)留插筋或預(yù)埋管件（如看臺(tái)側(cè)面的通風(fēng)管）應(yīng)采取固定措施，澆筑時(shí)不得碰撞，保證其位置正確，澆筑后再復(fù)查其位置，在砼終凝前進(jìn)行校正。
2.5.4、混凝土振搗不宜多振，也不得少振和漏振，振搗時(shí)間為10秒至30秒?；炷帘砻骐S振搗隨按標(biāo)高線抹平，混凝土澆筑后適時(shí)進(jìn)行三次以上的抹面，最后一遍在混凝土表面收水時(shí)完成，以減少表面塑性裂紋，混凝土強(qiáng)度未達(dá)到1.2MPa前嚴(yán)禁上人。
2.6、混凝土的養(yǎng)護(hù)
看臺(tái)板混凝土澆筑完畢后，應(yīng)立即采用塑料薄膜覆蓋并定時(shí)灑水對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保證混凝土水化作用所需要的濕度條件，使混凝土在不缺水的情況下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在高溫條件下施工時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)；當(dāng)日平均氣溫低于5℃時(shí)，看臺(tái)表面用塑料薄膜加阻燃棉被加彩條布養(yǎng)護(hù)，不得澆水。這樣既可減少溫度產(chǎn)生的裂縫，也可降低由于混凝土的收縮而產(chǎn)生的約束應(yīng)力，有效控制裂縫。
三、質(zhì)量控制要點(diǎn)
1、應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2002中的有關(guān)條文規(guī)定。為此，工程技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)工程具體情況，編制分項(xiàng)施工方案，向施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，貫徹執(zhí)行上述規(guī)范中的條文。
2、原材料的質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求，并按規(guī)定檢測，計(jì)量準(zhǔn)確，誤差應(yīng)控制在規(guī)范容許的范圍內(nèi)。應(yīng)注意攪拌均勻，加強(qiáng)均勻性檢測，膨脹劑摻量的均勻性標(biāo)準(zhǔn)按離差系數(shù)值控制。
表7.2
中圖分類號(hào):TU92
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1008-0422(2009)12-0120-02
1引言
現(xiàn)代建筑物正朝著大底盤、超長超高、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的方向發(fā)展,施工技術(shù)也在不斷地發(fā)展,如以膨脹加強(qiáng)帶取代后澆帶以實(shí)現(xiàn)超長結(jié)構(gòu)的無縫施工是一項(xiàng)近年來興起且廣泛應(yīng)用的建筑施工新技術(shù),它在預(yù)防地下室滲漏、減少施工工期、降低造價(jià)等方面作用明顯,因此,對加強(qiáng)帶補(bǔ)償收縮混凝土設(shè)計(jì)與施工技術(shù)進(jìn)行分析探討具有極強(qiáng)的理論和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
2工程概況
湖南永泰房地產(chǎn)開發(fā)有限公司開發(fā)的山水庭院一期工程項(xiàng)目,框剪結(jié)構(gòu),地上11層(共分六棟),地下2層,總建筑面積63391.91m2,其中地下室負(fù)2層長155.5m,寬58.2m,底板厚50cm,負(fù)一層長133.5m,寬68.6m,底板厚45cm,設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30,抗?jié)B等級(jí)為P6。
由于考慮樓盤交付時(shí)間的要求,施工工期較短,按原設(shè)計(jì)底板留置后澆帶的施工方案會(huì)增加施工成本及延長工期,經(jīng)開發(fā)商、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工四方研究論證,在保證工程質(zhì)量的前提下,決定采用“間歇式”無縫施工的技術(shù)方案。
3取消后澆帶的理論依據(jù)分析
根據(jù)原設(shè)計(jì)意圖,此后澆帶設(shè)置是為了釋放部分混凝土的收縮和變形,屬于伸縮后澆帶。根據(jù)《建筑物裂縫控制》中提出的混凝土裂縫間距計(jì)算公式:
式中,H――板或墻的計(jì)算厚度或高度(mm);
――混凝土的極限拉伸(×10-4);
E――混凝土的彈性模量(×104MPa);
C――地基對混凝土的約束系數(shù)(N/mm);
α――混凝土的熱膨脹系數(shù)(1×10-5/℃);
T――綜合溫差(℃);
arcch――雙曲余弦的反函數(shù)。
由上式可知:伸縮縫間距設(shè)計(jì)的重要影響因素是混凝土的溫差和收縮值變形。一般總是αT大于,如果我們采取措施,使趨近于
,則式中arcch值∞,可無需設(shè)置伸縮縫,這就要降低混凝土溫差和收縮值,或提高混凝土的極限拉伸。于是,采用微膨脹混凝土是一種有效的技術(shù)途徑。
研究表明:膨脹混凝土的主要變形有冷縮率St、干縮率Sd、受拉徐變率Ct、極限延伸率Sk、混凝土的限制膨脹率,其中,St及Sd是有害變形,Ct及是有益變形,當(dāng)D=-(St+Sd-Ct)≤Sk時(shí),混凝土處于受壓狀態(tài)不會(huì)產(chǎn)生裂縫。
摻有UEA-y的鋼筋混凝土在硬化過程中混凝土產(chǎn)生一定的膨脹,鋼筋約束混凝土的膨脹而受拉,而混凝土未充分膨脹受壓,鋼筋拉力與混凝土的壓力相互平衡。
設(shè)為混凝土預(yù)壓應(yīng)力(MPa)、As為鋼筋截面積、μ――配筋率(%)、Ae為混凝土截面積、Es為鋼筋彈性模量(MPa)、為混凝土膨脹率,則有Ae? =As? = As?Es?
,即=μ?Es? 。
可見在配筋率和鋼筋彈性模量確定的情況下,膨脹混凝土自應(yīng)力與膨脹率成正比。這樣膨脹加強(qiáng)帶的自應(yīng)力增大,對溫度收縮應(yīng)力補(bǔ)償能力也增大,從而防止了超長結(jié)構(gòu)的開裂。限制膨脹率隨著UEA-y摻量的增加而增加,可以通過調(diào)整UEA-y的摻量使混凝土獲得不同的預(yù)壓應(yīng)力。
4補(bǔ)償收縮混凝土抗裂計(jì)算
4.1混凝土中心最高溫度計(jì)算
Tmax=(W1Ql+W2Q2+ W3Q3)/rhC(2)
式中:W1、W2、W3分別為單方混凝土、水、UEA-y、粉煤灰用量,見表1。
Q1、Q2、Q3分別為上述材料的水化熱,相應(yīng)取值為320、300、150kJ/kg。
rh――混凝土容重,取2400kg/m3;
C――混凝土比熱容,取0.96kJ/kg℃。
計(jì)算Tmax =(288×320+35×300+50×150)/2400÷0.96=47.8(℃)
混凝土底板沿長度方向的散熱可以忽略,只考慮沿高度方向一維散熱,散熱系數(shù)取0.6,則水泥水化熱引起的溫升值T1=47.8×0.6=28.7℃,混凝土的平均入模溫度T2=22℃,預(yù)計(jì)混凝土中心最高溫度T3= T1+ T2=28.7+22=50.7℃。
4.2混凝土極限拉伸率計(jì)算
C30混凝土Rt=2.0MPa,配筋率μ=0.56%,鋼筋直徑d=16mm
=0.5Rf(1+ /d)×10-4
=0.5×2.0×(1+0.56/1.6)×10-4
=1.35×10-4
徐變使混凝土極限拉伸增加,提高了混凝土的極限變形能力。計(jì)算混凝土的實(shí)際極限拉伸率Sk= (1+0.5)=2.03×10-4。
4.3溫差變形率計(jì)算
施工期間預(yù)計(jì)環(huán)境溫度平均為T4=20℃
混凝土結(jié)構(gòu)在升溫時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生壓力,而降溫過程中產(chǎn)生拉應(yīng)力,由于混凝土受到鋼筋和基礎(chǔ)約束,取約束系數(shù)R=0.6。最不利的情況是,設(shè)混凝土中心最高溫度降至環(huán)境溫度時(shí),產(chǎn)生冷縮最大值為:
St=1.0×10-5×(T3- T4)×R=1.84×10-4
4.4計(jì)算干燥收縮率
Sd(t)=3.24×10-4 (1-e-0.01t)m1m2…mn
式中的m1m2…mn為影響因素,t為時(shí)間。
水泥品種:m1=1.00;水泥細(xì)度:m2=1.20;骨料:m3=1.00;水灰比:m4=1.10;
水泥漿量:m5=1.20;養(yǎng)護(hù)時(shí)間:m6=1.10;環(huán)境濕度:m7=0.90;約束:m8=0.6
代入公式得:Sd(28)=0.75×10-4。
4.5混凝土的限制膨脹率
考慮試驗(yàn)室與施工現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)條件的差別,本工程混凝土的限制膨脹率設(shè)計(jì)值 =2.9×10-4。
4.6混凝土最終變形值
補(bǔ)償收縮混凝土最終收縮變形D=- St- Sd =2.9×10-4-1.84×10-4-0.75×10-4=0.31×10-4
由于混凝土最終變形為正,混凝土呈受壓狀態(tài),所以混凝土不會(huì)開裂。
5地下室底板超長結(jié)構(gòu)加強(qiáng)帶設(shè)置
加強(qiáng)帶設(shè)計(jì)原理是在結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力最大的地方給予相應(yīng)的膨脹應(yīng)力補(bǔ)償。本工程具體做法,UEA-y加強(qiáng)帶底寬2m,上寬2.4m,帶的一側(cè)為臺(tái)階型,帶之間增加1/3的水平構(gòu)造鋼筋,帶的兩側(cè)分別鋪設(shè)密孔鐵絲網(wǎng),防止小膨脹混凝土流入加強(qiáng)帶。加強(qiáng)帶的混凝土采用C35/P8,施工縫應(yīng)鑿毛清冼干凈,用摻UEA-y=13%的混凝土澆入加強(qiáng)帶,隨后用小膨脹混凝土澆注帶外地段,見圖1、圖2。
6補(bǔ)償收縮混凝土混凝土配合設(shè)計(jì)
本工程地下室有汽車停車場、配電房,且面積較大,絕對不能有漏水?；炷翍?yīng)有足夠的補(bǔ)償收縮性能,故選用三摻技術(shù)來設(shè)計(jì)該工程混凝土配合比。
6.1原材料選用
(1)水泥:采用散裝32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥,水泥7d水化熱不大于270kJ/kg,C3A含量在8%以下,3d強(qiáng)度19.2MPa,28d強(qiáng)度39.2MPa。
(2)砂:采用本地質(zhì)地堅(jiān)硬,級(jí)配良好的天然河砂,細(xì)度模數(shù)為2.6~2.8,含泥量不大于l%,能有效地減少用水量,水泥用量也可相應(yīng)減少,降低了混凝土溫升并減少了混凝土的收縮。
(3)石子:采用本地5~40mm連續(xù)級(jí)配的機(jī)制碎石,含泥量不大于1%,針片狀含量不大于10%,空隙率少于40%。
(4)UEA-y高效膨脹劑:可在結(jié)構(gòu)中建立 σc=0.2~0.7MPa的預(yù)壓應(yīng)力,來補(bǔ)償混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的收縮引起的拉應(yīng)力。
(5)粉煤灰:選用I級(jí)灰,細(xì)度為10%,燒失量2.5%,28d抗壓強(qiáng)度比78%,由于粉煤灰的火山灰活性作用,孔的細(xì)化作用,內(nèi)核作用和、吸附作用,可以提高混凝土的力學(xué)性能與耐久性,并改善混凝土的和易性。
(6)木質(zhì)素磺酸鈣:降低單方混凝土的用水量,減少混凝土干縮量,輕微引氣能提高混凝土的抗?jié)B性能,對耐久性有利。在木質(zhì)素磺酸鈣溶液中加入硫酸鹽活性激發(fā)劑,能加速粉煤灰的火山灰反應(yīng)。
6.2施工配合比的確定
混凝土單方水泥用量越大,用水量越多,則收縮變形越大。摻人微引氣的減水劑不僅使混凝土的和易性明顯改善,同時(shí)又減少了約8%左右的拌合用水,減水后使混凝土回縮量減小。
混凝土骨料中的砂采用中砂,根據(jù)有關(guān)資料及試驗(yàn)表明:當(dāng)采用細(xì)度模數(shù)為2.8、平均粒徑為0.381的中砂,比采用細(xì)度模數(shù)為2.1、平均粒徑為0.336的細(xì)砂,每1m混凝土可減少用水量20~25kg,水泥用量可相應(yīng)減少25~35kg。
在配合比設(shè)計(jì)時(shí),考慮摻加適量的I級(jí)粉煤灰及高效膨脹劑,用適量I級(jí)粉煤灰取代水泥,可使水泥的顆粒級(jí)配更加合理化。在I級(jí)粉煤灰的微填充效應(yīng)和形貌效應(yīng)作用下,能使混凝土水單方用量適當(dāng)減少,加上I級(jí)粉煤灰的自生收縮是膨脹變形,這對混凝土抗裂是有利的;摻加一定量的高效膨脹劑來補(bǔ)償混凝土收縮引起的拉應(yīng)力。
通過試驗(yàn)室六個(gè)配合比各項(xiàng)性能的綜合評價(jià),確定了施工配合比,見表1、表2。
混凝土拌合物和易性好,不離析,不泌水,混凝土強(qiáng)度、膨脹率均達(dá)到試配要求。
7地下室底板超長結(jié)構(gòu)加強(qiáng)帶混凝土施工工藝
7.1混凝土攪拌及運(yùn)輸
施工現(xiàn)場采用750自落式攪拌機(jī)一臺(tái),砂、石、水、減水劑電子計(jì)量,水泥、UEA-y、粉煤灰由專人計(jì)量投放,混凝土攪拌采用減水劑后摻法,攪拌時(shí)間為2min,坍落度嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求控制在4.0~6.0cm,定時(shí)檢測混凝土坍落度,間接控制水灰比。當(dāng)砂、石含水率發(fā)生變化時(shí),及時(shí)調(diào)整施工配合比,使混凝土的工作性能達(dá)到最佳狀態(tài)。
混凝土運(yùn)輸采用拖拉機(jī)水平運(yùn)輸、塔吊垂直運(yùn)輸相結(jié)合。
7.2混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)
由于南邊圍護(hù)發(fā)生問題,I加強(qiáng)帶改為“Z”字型。底板澆筑后進(jìn)行兩次壓面再進(jìn)行表面拉毛,以消除混凝土沉降裂縫及表面塑性收縮微裂縫。
混凝土表面具體處理程序:初凝前一次抹壓臨時(shí)覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)混凝土終凝前1～2h掀膜兩次抹壓覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)。混凝土終凝后設(shè)專人澆水養(yǎng)護(hù),保證混凝土表面潮濕狀態(tài),養(yǎng)護(hù)時(shí)間10~14d。
7.3混凝土施工質(zhì)量評價(jià)
由于各部門積極配合,工程進(jìn)展順利,底板混凝土澆筑完成至今已有3年多,未發(fā)現(xiàn)裂縫和滲漏現(xiàn)象,底板試塊留置41組,平均強(qiáng)度34.8MPa,最小值為30.2MPa,混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差Sfcu=2.86。
8結(jié)語
通過以上工程實(shí)踐表明,地下室底板超長結(jié)構(gòu)不設(shè)后澆帶采用補(bǔ)償收縮混凝土加強(qiáng)帶是可行的,補(bǔ)償收縮混凝土配合比應(yīng)綜合考慮混凝土的強(qiáng)度及限制膨脹率兩個(gè)指標(biāo),以滿足工程要求。加強(qiáng)帶處應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力的構(gòu)造筋,利用三摻技術(shù),可明顯改善混凝土的性能,提高混凝土早期抗裂能力,加快施工速度,縮短工期,降低造價(jià)。
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