[关键词] 混凝土 膨胀加强带 施工方法
[摘 要] 膨胀加强带,不仅降低了地下工程外墙防水和回填土的施工难度,也免除了对后浇带的保护、清理及凿毛,减少了后期施工无形中增添的繁琐工序,确保了工程质量。本文介绍了在混凝土结构中应用膨胀加强带的技术原理,并结合实际工程,阐述了膨胀加强带的施工技术要点,提出了膨胀加强带在混凝土结构中应用的一些可值得借鉴的施工技术思路。
据大量事实验证,房屋受到温度变化和混凝土收缩等因素的影响,会使房屋产生变形、开裂甚至破坏。为了防止房屋破坏,通常采用变形缝将房屋分成几个独立变形的部分,使各部分能独立变形、互不影响。但是,在实际工程中,设置变形缝会使结构复杂,施工困难,材料用量较多,工程造价增加;并且在地震力作用下,各个部分相互碰撞,易造成震害,不但引起结构局部破坏,还使建筑装饰材料也造成破坏,增加了震后修复工作。在超长混凝土结构中设置膨胀加强带,不但有利于解决温度变化和混凝土收缩等因素对房屋结构安全的影响,而且具有构造简单,施工方便,周期短;材料用量较少,易于控制工程造价,经济性好;保持结构的整体性,有利于结构抗震。因此,膨胀加强带在混凝土结构应用方面已产生较大的效应。
一、工程概况
东钰9号2#、3#住宅楼工程位于长治市太行东街北侧(原长治市灯泡厂旧址院内北部)东临长治东客运中心,西临灯泡厂家属区,北为长治市经济适用房建筑群,南为太行东街。总建筑面积30743.64m2,地下二层,地上十四层,东西长139.4m,南北宽20m,高44.7m,结构安全等级二级,防水等级三级,地下室底板混凝土强度等级为C30P6,底板厚650mm,外墙混凝土强度为C30P6。
二、混凝土结构膨胀加强带的工程设计
图纸会审时与设计单位协商,确定将13轴-14轴处温度后浇带变更为膨胀加强带,从而降低了地下工程外墙防水和回填土的施工难度,也免除了对后浇带的保护、清理及凿毛,减少了后期施工无形中增添的繁琐工序,确保了工程质量。
三、混凝土结构膨胀加强带的工程原理
由于普通混凝土存在收缩导致开裂破坏,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,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,在钢筋和临位混凝土的约束下,在钢筋混凝土中产生一定的预压应力,使结构的收缩拉应力得到大小适宜的补偿,从而达到防止混凝土结构开裂破坏的目的。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,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。混凝土在膨胀时内部的钢筋或相邻边界对它的膨胀产生限制作用,同时在混凝土中产生相应的压力。这种压应力能够抵消导致混凝土开裂的全部或部分拉应力,从而避免或大大减轻混凝土结构的裂缝。
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而不裂,减少了分缝处理带来的麻烦,大大缩短了工期,取得的经济效益也是明显的。
UEA膨胀剂,是以高铝熟料为主要原料生产的具有良好膨胀源的混凝土膨胀剂。其特点是膨胀能量大、干缩小,掺入到混凝土中能补偿混凝土的收缩,从而达到抗渗防裂的目的。所谓超长混凝土结构,是指混凝土长度超过现行《混凝土结构设计规范GB50010~2002》规定的伸缩缝最大间距的混凝土结构。在混凝土中掺入UEA膨胀剂,以膨胀加强带取代后浇带,可实现超长混凝土结构的连续浇筑。其原理是:UEA膨胀剂在混凝土硬化过程中产生膨胀作用,由于钢筋和临位约束,在结构中建立起0.2~0.7Mpa的少量预压应力,以此来补偿混凝土在硬化过程中因温差和干缩产生的拉应力,从而防止裂缝出现,起到抗渗、防水的作用。使用这种方法可连续浇筑100~200m的超长结构.根据抗裂原理,只要控制混凝土的收缩与膨胀保存在一个相对的范围内,就能做到结构无缝或裂缝控制在规范允许范围内,满足工程的使用功能。在应力集中的膨胀加强带两侧设临时隔挡措施,防止混凝土流入加强带,底板加强带间适当增加水平构造钢筋10%~15%施工时,加强带外用掺8%~10%UEA的小膨胀混凝土,浇筑到加强带时,用掺12%~13%的UEA的大膨胀混凝土,其强度等级比两侧混凝土高一级,即5Mpa,到另一侧时,又改为浇筑掺8%~10%UEA小膨胀混凝土。如此循环下去,连续浇筑UEA混凝土,实现无缝施工。通过UEA的不同掺量,可使混凝土结构在长度方向获得相应大小的补偿收缩的膨胀能力。
四、混凝土结构膨胀加强带的施工
首先是原材料的选择。工程开始施工前同预拌混凝土搅拌站进行协商沟通,要求选用性能较稳定的P.O42.5普通硅酸盐水泥,以降低水化热。粗骨料选用碎石,级配为5~31.5mm连续级配,且含泥量,泥块含量,针片状含量,压碎指标等,符合建筑用粗骨料Ⅱ类质量要求,细骨料选用洁净的中砂,连续级配,细度模数为2.3~2.5,含泥量<1%,外加剂Ⅰ选用高效泵送剂,外加剂Ⅱ选用UEA高效能膨胀剂,掺和料选用Ⅱ级原状粉煤灰,其各项指标均符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596-1991中的Ⅱ级粉煤灰技术指标标准,以降低水化热,并且使其均匀缓慢释放,减少早期收缩,增加混凝土后期强度。
其次是基础底板和地下室剪力墙、楼板加强带施工。在施工过程中要注意把握以下三个环节。①基础底板。膨胀加强带的宽度为2M,基础底板加强带两侧隔挡措施用
12@100双向钢筋支架绑扎钢丝网,以保证混凝土接槎部位的质量、减少混凝土的剔凿及清扫等工作量。浇筑时要求连续作业,浇筑顺序为先西段用掺8%~10%UEA的小膨胀C30P6,然后膨胀加强带用掺12%~13%的UEA的大膨胀C35P8,最后东段用掺8%~10%UEA的小膨胀C30P6。膨胀加强带的混凝土浇筑振捣没有特殊要求。②地下室外墙加强带。地下室外墙加强带,由于墙体薄、面积大、养护困难、受风速和大气温度影响大,容易出现收缩裂缝,所以采用分段浇筑墙体。先用掺8%~10%UEA的小膨胀混凝土,养护14d后,再用掺12%~13%UEA的大膨胀混凝土浇筑加强带。外墙防水加做一道防水增加层。③楼板膨胀加强。±0.00以下楼板膨胀加强带仍按图纸设计的温度后浇带施工,后浇带宽度同膨胀加强带,养护14d后与地下室外墙用掺12%~13%UEA的大膨胀混凝土同时浇筑。±0.00以上楼板膨胀加强带按结构楼板正常施工。
通过在该工程上的实践,膨胀加强带不仅可以简化后续施工的繁琐工序,而且在加快施工进度的同时,也保证了工程质量,适用于基础跨度过长的工程。
□ 长治市建筑工程总公司 王震宇