探讨超长混凝土结构无缝施工技术

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　　[摘要] 通过工程实例介绍超长钢筋混凝土结构采用膨胀加强带替代后浇带的施工技术要点，说明只要设计合理，严格施工，超长钢筋混凝土结构实现无缝施工不仅是可行的，而且有更好的整体防水效果。
　　[关键词]:ZY膨胀剂;超长混凝土结构;无缝施工;
　　1工程概况
　　该工程5#地下车库长106 .8m，宽77.3m，顶板厚550mm，地下车库混凝土设计标号为C30，P6。
　　本工程为超长钢筋混凝土结构，若按一般方法施工，为了减少混凝土的收缩开裂，需每隔20―40m留一条后浇带。而根据规范规定，后浇带需42d以后(待混凝土收缩基本稳定)，才能用膨胀混凝土将后浇带回填，这样显然会延长工期；而且由于后浇带混凝土浇筑的时间差，在新老混凝土连接处常常产生塑性收缩或干燥收缩裂缝。设置后浇带的初衷是防止结构产生裂缝，但由于种种原因，常常是人为地在后浇带处造成两条贯穿裂缝，易引起漏水，造成钢筋锈蚀，进而影响结构安全，处理不好常常会成为渗漏的隐患；此外后浇带混凝土与先浇混凝土的结合比较薄弱，会影响结构的整体性和安全性。
　　由于业主在工期上要求比较紧，同时为了提高结构的整体性，保证工程的防水质量，经业主和设计同意，决定本工程地下车库采用超长钢筋混凝土结构无缝施工技术和自防水技术，用膨胀加强带代替后浇带，实现超长钢筋混凝土结构的无缝施工。
　　2膨胀混凝土
　　要想不设伸缩缝，必须设法降低混凝土的水化热和收缩，控制混凝土因温差或收缩引起的拉应变不大于混凝土的极限拉伸，混凝土才可以不设伸缩缝而不导致开裂。
　　无缝施工的思路是以“抗放兼施, 以抗为主”为原则，其基本原理是根据收缩应力的分布，用相应的膨胀应力予以补偿。在收缩应力较大的部位掺加膨胀剂做成膨胀加强带，其它部位拌制微膨混凝土从而取消后浇带，实现无缝施工。
　　膨胀混凝土是解决混凝土开裂比较理想的材料，在混凝土中掺加适量的ZY膨胀剂，通过水泥的化学反应，使混凝土产生适量膨胀，在钢筋和临位限制下，在钢筋混凝土中建立0.2~1.0MPa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。根据结构不同的部位，调整ZY掺加量，在结构收缩应力最大的部位采用大膨胀混凝土(即用膨胀加强带)，在结构收缩应力较小的部位采用微膨胀混凝土，以使混凝土的收缩拉应力得到大小适宜的补偿(膨胀加强带示意图见图1)。采用这种办法，不留后浇带，实现混凝土连续浇筑，可以大大加快施工进度，减少后浇
　　带处理给施工带来的麻烦和给工程质量带来的隐患，提高结构的整体性和安全性，并可节约工期和施工管理费用。
　　
　　
　　图1膨胀加强带示意图
　　
　　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，从而达到混凝土结构自防水的目的。
　　3ZY膨胀剂性能特点简述
　　ZY膨胀剂是用回转窑生产的特制膨胀熟料、石膏和膨胀稳定剂共同粉磨而制成的第四代膨胀剂。ZY的膨胀效能更高、质量更稳定、含碱量低、对混凝土坍落度影响小，是一种掺量低、技术先进的硫铝酸钙类混凝土膨胀剂。
　　ZY产品独特的性能特点：
　　(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。在同性能条件下，ZY的掺量相对于一般膨胀剂可以减少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。因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，真正做到等量替代水泥。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，可大幅度提高结构自防水功能。
　　4膨胀混凝土施工技术要求
　　4．1膨胀加强带的设置
　　所谓“无缝设计”是个相对概念，根据结构情况，可无缝或少缝，以掺加ZY膨胀剂的补偿收缩混凝土为基本材料，以加强带取代后浇带连续浇筑超长混凝土结构。根据本工程混凝土结构的应力分析并结合设计要求，确定膨胀加强带与原设计图纸上的后浇带位置相同，用2m宽加强带代替后浇带，实现连续浇筑(图2)。考虑到加强带混凝土的强度比原混凝土强度要更高，配合比不同膨胀剂的掺量也加大，也可用间歇式后浇膨胀加强带施工方法，后浇膨胀加强带须在两侧混凝土浇筑完毕7d后才能回填(图3、4)。膨胀加强带边缘每侧设密孔铁丝网，目的是防止不同配比的混凝土流入加强带内。施工时，先浇注带外小膨胀混凝土(掺6%~8％ZY)，浇到加强带时，改用大膨胀混凝土(掺8%~10％ZY)。
　　4．2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50 cm，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。
　　4．3膨胀混凝土施工
　　4．3．1膨胀混凝土配合比、原材料计量
　　膨胀混凝土的配合比(见表1)。水泥、砂、石、外加剂、膨胀剂、粉煤灰、水必须经过计量后才能投入搅拌机，计量误差应符合下列要求：水泥、外加剂、膨胀剂、粉煤灰、水为土1；砂、石为±22。
　　
　　表1 膨胀混凝土配合比（kg•m-3）
　　
　　
　　图4边墙后浇膨胀加强带示意图
　　4．3．2混凝土搅拌
　　混凝土搅拌时间，用自落式搅拌机比不掺外加剂的普通混凝土延长30 s以上，用强制式搅拌机则延长10 s以上。应严格控制搅拌时间，确保混凝土搅拌均匀。
　　4．3．3混凝土的浇筑
　　浇筑前，模板及钢筋间的所有杂物须清理干净。浇筑混凝土时，在每个浇筑带的前后布置两道震动器，第一道布置在混凝土的卸料点，主要解决混凝土上部的振实；第二道布置在混凝土坡角处，确保下部混凝土的密实。为防止混凝土集中堆积，先振捣出料口处的混凝土，形成自然流淌坡度，然后全面振捣，并按照施工规范严格控制振捣时间、振动棒的移动间距和插入深度。每个浇筑带的宽度应根据现场混凝土的用量、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―30 s，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，以避免振捣不密实，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。
　　4．3．4二次抹面
　　在完成ZY混凝土浇筑工序后，为防止混凝土在硬化过程中出现表面龟裂现象，要及时进行二次抹面处理工序：在混凝土初凝以后、终凝之前，先人工用木抹子拍打，使混凝土的浆液渗出；然后再用力进行抹压，直至抹压平整，随即用塑料薄膜覆盖。
　　4．3．5养护
　　ZY混凝土的养护非常重要，这是由于ZY混凝土中形成的膨胀结晶――钙钒石需要大量的水，否则就影响膨胀效能。因此在每一块混凝土浇筑、抹面完成后，能上人时，及时用塑料薄膜覆盖其表面，再铺上麻袋片或草席，混凝土硬化3―4h后，顶板筑堰蓄水3―5cm进行养护，养护期不少于14d。以上养护措施的实施对地下室应用超长无缝结构的成功起到了非常重要的作用。养护工序完成后的顶板混凝土不能长时间暴晒，应及时作柔性防水层和保温层。
　　4．3．6接茬处理
　　在ZY混凝土施工中，接茬的处理很重要。在顶板施工中，膨胀加强带的施工可采取连续施工，也可采用间歇施工，若需要停顿施工时，其茬口要留在膨胀加强带的一侧，下次施工前把硬茬清理干净，充分润湿后，用大膨胀混凝土填充加强带，然后再继续浇筑ZY混凝土。
　　5结语
　　超长无缝混凝土结构是以补偿收缩混凝土为结构材料，以加强带取代后浇带连续浇筑超长钢筋混凝土结构的一种新工艺。本工程实践表明，以ZY膨胀加强带取代后浇带，可实现超长构筑物的连续浇注作业，不但可在地下工程和自来水、污水处理工程中应用，获得整体防水的效果，缩短施工期，而且对于非防水的现浇建筑楼板的施工，同样可以达到克服有害裂缝、加快施工进度、减少模板周转的显著效果，是一种切实可行的方法，而且具有一定的经济及社会效益。
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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