淺談補(bǔ)償收縮混凝土的應(yīng)用

李傳奇

補(bǔ)償收縮混凝土是一種膨脹混凝土，它是由水泥水化產(chǎn)生體積膨脹，通過膨脹能對(duì)限制力作功，產(chǎn)生的限制膨脹抵消混凝土干燥、降溫以及荷載等作用引起的限制收縮，一般在所使用的配筋條件下能使混凝土內(nèi)部建立0.2～0.7Mpa的壓應(yīng)力，主要是對(duì)干燥收縮進(jìn)行補(bǔ)償。

超長(zhǎng)無縫混凝土結(jié)構(gòu)施工的基本原理，通過工程實(shí)例介紹了在超長(zhǎng)無縫混凝土結(jié)構(gòu)中采用膨脹和加強(qiáng)帶替代后澆帶的技術(shù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：超長(zhǎng)無縫混凝土 施工技術(shù)

1、前言

在超長(zhǎng)、超寬鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中，一般每30～40米設(shè)一道后澆帶，等40～50天后再后澆膨脹混凝土，這種常規(guī)后澆帶施工，工序繁多，時(shí)間跨度長(zhǎng)，施工成本高，而且難以保證整體質(zhì)量，給建筑裝飾也帶來隱患。我們?cè)诠こ淌┕?shí)踐中，利用UEA混凝土補(bǔ)償收縮的原理，采用膨脹加強(qiáng)帶替代后澆帶，實(shí)現(xiàn)了超長(zhǎng)鋼筋混凝土的無逢施工，為同類的工程施工提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

2、基本原理

UEA混凝土在硬化過程中產(chǎn)生膨脹作用，在鋼筋和鄰位約束下，鋼筋受拉，而混凝土受壓，當(dāng)鋼筋拉應(yīng)力與混凝土壓應(yīng)力平衡時(shí)，

則：Ac·σc=As·Es·ε2

設(shè)：μ=As/Ac，

則σc=μ·Es·ε2……（1）

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（%）。

由（1）式可見，σc與ε2成正比例關(guān)系，而限制膨脹率ε2隨UEA的摻量增加而增加，所以，通過調(diào)整UEA的摻量，可使混凝土獲得0.2～0.7MPa的預(yù)壓應(yīng)力，根據(jù)水平法向力σx分布曲線，設(shè)想在應(yīng)力大的地方施加較大的膨脹應(yīng)力σc，而在兩側(cè)施加較小的膨脹應(yīng)力，全面地補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力，控制有序裂縫的出現(xiàn)。

由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)大化和復(fù)雜化，取消后澆帶的超長(zhǎng)縫混凝土結(jié)構(gòu)施工必須根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)靈活運(yùn)用，沉降縫不能取消，具有沉降性質(zhì)的后澆帶也不能取消。UEA加強(qiáng)帶的性質(zhì)是以較大膨脹應(yīng)力補(bǔ)償溫差收縮應(yīng)力集中的地方，所以，它可以取消后澆帶。加強(qiáng)帶的間距可控制在40～60m，一般可連續(xù)澆注100～200m超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。

3、工程實(shí)例

廣深鐵路石龍車站遷建工程為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)，底下二層，地上三層，筏板厚度為1.5m，樓板厚度為250mm、120mm，地下室墻體厚度為350mm，砼強(qiáng)度等級(jí)為C40-C55。后澆帶既起沉降作用，又起伸縮作用，故不可用膨脹加強(qiáng)帶來代替，因而仍存在后澆帶，而全長(zhǎng)層數(shù)無變化，若設(shè)置后澆帶僅是起到收縮作用。采用UEA補(bǔ)償性混凝土來代替伸縮縫，實(shí)現(xiàn)無縫施工，在地下室筏板、墻體、各樓層按60m左右設(shè)置一道2m寬限的膨脹帶加強(qiáng)帶（共二道），以控制混凝土溫度、收縮裂縫。

3.1混凝土試配

膨脹混凝土的試配，重點(diǎn)解決超長(zhǎng)無縫混凝土施工中UEA摻量控制和降低混凝土水化熱。

經(jīng)多次試驗(yàn)，UEA替代水泥量在10～12%范圍內(nèi)，對(duì)混凝土強(qiáng)度不影響，同時(shí)利用收縮膨脹測(cè)定儀測(cè)定，其膨脹率ε2=2-3×10-4，在鋼筋率μ=0.2-0.8%時(shí)，可在結(jié)構(gòu)中建立0.2-0.7Mpa的預(yù)壓應(yīng)力，這一預(yù)壓應(yīng)力可補(bǔ)償混凝土在硬化過程中產(chǎn)生溫差和干縮的拉應(yīng)力。

由（1）式可見，σc與ε2成正比例關(guān)系，而限制膨脹率ε2隨UEA的摻量增加而增加，所以，我們通過調(diào)整UEA的摻量，可以使混凝土獲得不同的預(yù)壓應(yīng)力。

根據(jù)以上條件和設(shè)計(jì)要求，我們確定普通部位膨脹混凝土摻10-12%UEA；膨脹加強(qiáng)帶部位混凝土摻量14—15%UEA。混凝土試配的配合比如下：

UEA混凝土配合比

砼標(biāo)號(hào)及抗?jié)B等級(jí)每m3砼材料用量（kg/m3）

水泥UEA粉煤灰砂石子FDN-5R水

C40P8350355567811079.6175

C45P83707040666108711.0187

C50P84005654626113611.8169

C55P84208040612108913.8179

UEA混凝土試配結(jié)果

砼標(biāo)號(hào)及抗?jié)B等級(jí)UEA/B強(qiáng)度（Mpa）膨脹率（10-4）

C40P812%44.12.3

C45P814.6%47.62.9

C50P811%55.13.4

C55P814.8%56.43.9

因此，混凝土配合比可以滿足實(shí)際、施工要求。

3.2筏板膨脹加強(qiáng)帶施工

3.2.1混凝土澆筑方向。首先根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，商品混凝土供應(yīng)能力，澆筑能力，確定筏板混凝土澆筑方向。施工時(shí)澆筑采用斜向推進(jìn)、分層連續(xù)澆筑方法，膨脹加強(qiáng)帶外摻12%UEA的C40、P8小膨脹混凝土，澆筑到加強(qiáng)帶時(shí)，摻15%UEA的C45、P8大膨脹混凝土，到另一側(cè)時(shí)，又改為澆筑摻12%UEA的C40、P8小膨脹混凝土。

3.2.2確定膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)置。膨脹加強(qiáng)帶寬為2m，兩側(cè)架快易收口網(wǎng)，為防止混凝土壓破快易收口網(wǎng)，在上下層主筋之間點(diǎn)焊Φ20@300的雙向鋼筋加強(qiáng)網(wǎng)

3.2.3膨脹加強(qiáng)帶處的澆筑方向。4臺(tái)混凝土泵分兩組對(duì)向進(jìn)行，澆筑整個(gè)過程中，每組中應(yīng)保證1臺(tái)泵退泵連續(xù)澆筑超長(zhǎng)無縫筏板混凝土，另外1臺(tái)則機(jī)動(dòng)配合塔吊吊斗進(jìn)行膨脹加強(qiáng)帶和墻體混凝土澆筑。

3.2.4主要技術(shù)措施

①混凝土澆筑時(shí)，注意嚴(yán)防其它部位混凝土進(jìn)入膨脹后澆帶內(nèi)，以免影響設(shè)計(jì)效果。澆筑混凝土前的潤(rùn)管砂漿必須棄置，拆管排除故障或其它原因造成的廢棄混凝土嚴(yán)禁進(jìn)入工作面。嚴(yán)禁混凝土散落在尚未澆筑的部位。以免形成潛在的冷縫或薄弱點(diǎn)。

②在混凝土澆筑至膨脹加強(qiáng)帶附近時(shí)，應(yīng)注意使振動(dòng)棒插搗點(diǎn)與密目快易收口網(wǎng)保持距離不小于30cm，并不得過振。

③膨脹加強(qiáng)帶處混凝土采取塔吊吊斗吊運(yùn)和混凝土輸送管泵并用。加強(qiáng)帶處超長(zhǎng)無縫筏板混凝土澆筑在一側(cè)混凝土澆筑完畢后進(jìn)行，墻體混凝土待該部位超長(zhǎng)無縫筏板混凝土初凝后終凝前澆筑。膨脹帶混凝土，振搗棒可靠近密目快易收口網(wǎng)，但不得碰撞。

3.3墻體膨脹加強(qiáng)帶施工

為釋放部分收縮應(yīng)力，在墻體施工中采用了“后澆膨脹加強(qiáng)帶”的施工方法，即以膨脹加強(qiáng)帶為界，分段澆筑摻12%UEA的C50、P8小膨脹混凝土，養(yǎng)護(hù)28d后，用摻15%UEA的C55、P8大膨脹混凝土回填膨脹加強(qiáng)帶。后澆筑膨脹加強(qiáng)帶可按照傳統(tǒng)后澆帶設(shè)置。

在混凝土澆筑2天后，松動(dòng)模板1-2mm，在墻體頂部設(shè)置花管淋水養(yǎng)護(hù)，拆模后繼續(xù)淋水養(yǎng)護(hù)至14d。

4、實(shí)施效果

4.1工程質(zhì)量

按照施工前編制的詳細(xì)可行性的施工方案、技術(shù)交底、嚴(yán)格執(zhí)行，溫度控制的結(jié)果表明，混凝土內(nèi)外溫差未超過25oC。實(shí)現(xiàn)了筏板混凝土澆筑的連續(xù)施工，取得了超長(zhǎng)無縫結(jié)構(gòu)筏板混凝土澆筑的成功，目前地下室超長(zhǎng)無縫結(jié)構(gòu)筏板經(jīng)試水未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，地下室結(jié)構(gòu)已被質(zhì)檢站定為優(yōu)良。

4.2經(jīng)濟(jì)效益分析 本工程地下室膨脹加強(qiáng)帶，與樓層板同時(shí)澆筑，省去保護(hù)后澆帶而砌筑的磚墻及上面預(yù)制混凝土蓋板，同時(shí)省去后澆帶的清理工作，后澆帶處鋼筋加強(qiáng)部分亦省略，每道膨脹加強(qiáng)帶與板同時(shí)澆筑，省略腳手架的后期搭設(shè)，降低了工程造價(jià)。

4.3工期對(duì)比

按常規(guī)設(shè)計(jì)要求，每30～40m設(shè)一道后澆帶，等主體結(jié)構(gòu)封頂一個(gè)月且月沉降量小于0.05mm后，再回填膨脹混凝土，將延長(zhǎng)工期60天左右。本工程采用超長(zhǎng)無縫混凝土結(jié)構(gòu)后，每樓層混凝土實(shí)現(xiàn)連續(xù)澆筑施工，縮短了工期，僅用了128天時(shí)間就完成了。

5、結(jié)束

超長(zhǎng)無縫混凝土結(jié)構(gòu)是以UEA補(bǔ)償收縮混凝土為結(jié)構(gòu)材料，以加強(qiáng)帶取代后澆帶連續(xù)澆筑超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一種新工藝。在本工程中，對(duì)底板和樓板采用加強(qiáng)帶取代后澆帶，證明采用超長(zhǎng)無縫混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是一種有效的新型施工工藝，有利于滿足工程質(zhì)量要求和建筑造型的要求，簡(jiǎn)化了施工工序、縮短了工期，降低了工程成本。