用膨胀加强带代替后浇带的施工技术措施

用膨胀加强带代替后浇带的施工技术措施



用膨胀加强带代替后浇带的施工技术措施
（一）膨胀加强带混凝土的设计
膨胀混凝土的试配，重点解决超长无缝混凝土施工中膨胀剂掺量控制和降低混凝土水化热问题。在结构中建立一定的预压应力，这一预压应力可补偿混凝土在硬化过程中产生温差和干缩的拉应力。根据省建筑科学研究院有关科研人员的建议，原基础C30混凝土内掺6%～8%的JM-Ⅲ添加剂不变，只需将加强带部位混凝土提高到C35，再加大JM-III掺量，即提高到10%～12%，产生的膨胀就足以补偿结构的收缩，相应达到控制混凝土变形裂缝的目的。
（二）膨胀加强带的具体做法
在加强带两侧设置一层孔径5mm×5mm的钢丝网，并于200mm～300mm设一根竖向φ16mm的钢筋予以加固，其上下均应留出不小于2.5cm混凝土保护层，钢丝与钢丝网、上下水平钢筋及竖向加固筋必须绑扎或焊接牢固，不得松动，以免浇筑混凝土时被冲开，引起两种混凝土混合，影响加强带的效果。
四、在施工中应注意的事项

（一）严格控制进场原材料的质量
1.水泥和外加剂等原材料进场必须有出厂合格证和进场检验报告，并需符合质量要求。
2.黄砂级配符合要求的中砂，含混量≤3％。
3.石子粒径严格控制，含泥量≤1％。
4.水：饮用水。
（二）严格控制生产工艺
1.严格控制混凝土配合比，必须做到逐盘计量，各种原材料必须控制在计量误差范围以内，计量装置要定期检查。
2.装料顺序：石子—水泥—外加剂—砂—水。
3.严格控制搅拌时间；先干搅1分钟，再加湿拌2分钟。
4.严格控制混凝土出机坍落度；出机坍落度控制在200±20mm。
5.加强带设置操作要细致，加强带两边放置的孔径Ф5mm钢丝网要固定好。
（三）混凝土浇筑要求
1.浇注温度：混凝土最低浇筑温度应≥5℃；夏季施工一般不宜超过35℃。
2.浇筑速度：根据现有设备的搅拌能力、初凝时间(≥8小时)来确定混凝土浇筑速度，且保证在初凝前实施混凝土的第二次浇注，以确保新旧混凝土无接茬、无施工缝。
3.浇筑顺序:以后浇带为中心，从两侧逐步向后浇带方向浇筑，最后再浇筑膨胀带混凝土。
4.加强带的C35混凝土与带外两侧的C30混凝土应基本同时浇注，高程一致后再同时振捣。
（四）混凝土的振捣要求
1.插入式振动棒采用垂直振捣，行列式排列，做到”快插慢拔”。
2.由于泵送混凝土的自由流淌，形成混凝土的分层浇注。在振捣上一层时，应插入下一层中50～100mm，以消除两层中间的接缝，上一层

混凝土的自然形成厚度不能超过振动棒长的1.25倍。
3.振捣时间：泵送混凝土的振捣时间不宜过长，一般为8～10秒，以防止石子下沉造成混凝土结构不均匀。
4.混凝土浇到面层时，表面应抹平压实，以提高混凝土的密实度。
（五）加强养护
1.采取切实可靠的保温、保湿养护措施养护7d以上；混凝土浇注完毕收水后应及时覆盖一层塑料布密封保湿，塑料布要搭接严密不得有混凝土裸露现象，防止混凝土早期失水过快，冬期施工或气温变化较大的施工季节，为保证混凝土保持一定的硬化膨胀速度，或防止混凝土表面温差过大而造成开裂，在塑料布上覆盖两层草袋进行保湿养护，保证混凝土表面温度＞0℃。
2.混凝土侧墙采用塑料布和草袋覆盖保湿养护，草袋要与侧模固定严密，以使形成不透风的养护层。每日定期喷水保证足够的湿度，侧墙板拆模时间保证不少于5天，拆模后应继续定期喷水，不得对侧墙板施加任何形式的外力。
3.混凝土顶板下部和塑料布难以覆盖处，应喷洒二次养护剂进行养护。







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摘要：近年来，一些建筑设计院在纵向长约大于45m的现浇混凝土底板、楼板或屋盖中设置约0.8～2.0m宽的膨胀加强带代替后浇带，以便于平衡混凝土收缩应力，达到无缝混凝土施工的效果。而一些施工项目因诸种因素影响而没有按照设计要求施工，失去了膨胀加强带的实际意义。笔者结合施工实例，阐述了符合设计意图的膨胀加强带施工工艺。
关键词：膨胀加强带 应力 约束 连续
在纵向长约大于45m的现浇地下室底板、楼地面或屋盖砼中，砼早期收缩应力活动旺盛，且往往集中在中部约0.8～2.0m宽的位置，所以在此位置设置一条膨胀加强带。这条膨胀带就像一组弹簧起着缓冲作用，让UEA膨胀剂生产的膨胀应力和水泥浆的早期收缩应力相互抵消；与此同时，在钢筋和邻位约束下，钢筋受拉，混凝土受压，钢筋拉应力与混凝土压应力平衡，消除砼早期收缩裂缝。在实际施工工艺中，还把带内砼的强度等级比带外砼的强度等级提高一级。在施工工艺过程中还必须注意一条：那就是要保证在有约束和连续浇筑的条件下才能发挥膨胀强带的功能；否则，造就的将只是一道施工缝或后浇带（两道缝）。

On the expansion of strengthening the construction zone


Wanghan China Construction Engineering Bureau Fifth Third Construction Company Limited Northwest, Xi'an in Shanxi,710075
Abstract：In recent years, some construction design institutes in more than 45 m long vertical of the in-situ concrete floor, roof or floor to set up about 0.8 ~ 2.0 m wide

zone instead of strengthening the expansion after pouring zone，In order to balance concrete shrinkage stress, to the effect of seamless concrete construction。And because of some construction projects of all kinds of factors and not in accordance with the design requirements for construction, expansion strengthened with the loss of the practical significance。The author of examples of construction, expounded with the design intent with the expansion of strengthening construction technology。
Keywords：With expansion to strengthen Stress Constraints Continuous
一、基本原理
本技术思路是抗放结合，以抗为主的原则，以较大膨胀应力补偿温差收缩应力集中的地方。补偿收缩混凝土在硬化过程中产生膨胀作用，在钢筋和邻位约束下，钢筋受拉，而混凝土受压，当钢筋拉应力与混凝土压应力平衡时，
则：Ac•σc=As•Es•ε2 …… （1）式
设μ=As/Ac,
则：σc=μ•Es•ε2
(1)式中，σc—混凝土预压应力（MPa），As—钢筋截面积，μ—配筋率（%），Ac—混凝土截面积，Es—钢筋弹性模量（MPa），ε2—混凝土的限制膨胀率（％）。
由（1）式可见，σc与ε2成正比关系，而限制膨胀率ε2随UEA掺量增加而增加，所以，通过调整UEA掺量，可使混凝土获得0.2～0.7MPa的预压应力。根据水平法向力σx分布曲线，设想在应力的大地方施加较大的膨胀应力（ε2=3×10-4～4×10-4），而在两侧施加较小的膨胀应力（ε2=1.5×10-4～2×10-4），便能全面地补偿结构的收缩应力，控制有序裂缝的出现。　
二、技术优势
超长无缝混凝土结构加强带施工工艺是以补偿收缩混凝土（或自应力混凝土）为结构材料，以加强带取代后浇带实现混凝土连续浇筑的一种新工艺。该工艺有以下优点：
（1）结构受力合理，有利于抗震。
（2）取消后浇带，提高了结构的整体性能，特别是对于有防水要求的结构砼，提高了其整体防水性能。
（3）简化施工工序，缩短工期。后浇带一般需经40～60天才能浇筑混凝土，采用本技术减少了对后浇带处理这一繁琐的环节，大大加快了施工进度，降低了工程成本。
（4）解决了后浇带施工缝处常出现开裂、渗漏等质量问题。
（5）对于有防水要求的结构砼，节约了止水钢板或膨胀止水条。
（6）同时省去后浇带的清理工作，省略了脚手架的后期搭设。
三、注意事项
（1）混凝土UEA－T型膨胀剂，加强带掺量为水泥用量的8％以上。
（2）带内砼的强度等级应比带外提高一个等级。
（3）混凝土坍落度160±30㎜，要求加入的缓凝剂应与UEA－T膨胀剂不得出现发泡或其它化学反应。
（4）补偿收缩混凝土应控制其界限膨胀率。例如，2m宽膨胀加强带(ε2=3×10

-4~～4×10-4)，膨胀剂掺量宜为水泥用量的10％～12％。不能太少也不宜太多，防止物极必反，矫枉过正。
（5）膨胀加强带两侧用双层2～3㎜孔眼密目钢丝网分隔，防止与两侧混凝土混合。
（6）浇筑时采用两台混凝土输送泵从两头往中间推进、齐头并进、先带外后带内、连续浇筑的方法，膨胀加强带外两侧的用小膨胀混凝土（例如掺量约6％UEA）；浇筑到加强带时，用大膨胀混凝土（例如掺量约10％UEA）。
（7）加强带内的附加钢筋仍按后浇带设置。
四、施工实例
1、某医药工程设计院为某制药厂的单层固体制剂车间的现浇屋盖设计了2.0m宽的膨胀加强带，带内砼的强度等级为C30（带外C25），施工时先浇带外砼，浇到加强带时更换砼配合比连续施工，屋面板内均掺加UEA膨胀剂（或HEA抗裂防水剂），带外砼掺6％UEA，带内掺8％UEA。屋面砼应保证在初凝时连续浇筑，浇筑后加强养护，表面保持湿润，严防砼水分过早流失，养护期日平均气温低于5℃时应采取保温措施，养护期不少于14天。
固体制剂车间屋面示意如下图（横向每跨6m，仅G—H为3m，纵向每跨9m，第④轴线为屋脊，屋面结构找坡3％）：




2、某施工企业项目部现场施工工序为：为了充分利用周转材料和保证流水作业，避免窝工，先在加强带南侧1/M轴架设密目钢丝网,浇筑加强带北侧屋面砼G—1/M区域,15天后才开始浇筑1/M—T区屋面砼,浇筑方向为从北向南(为避免相邻跨砼初凝产生施工冷锋,缩短间隔时间,保证连续施工。)如图按1-2-3-4-5-6的顺序浇筑。
屋面浇筑前,施工方搞了一个技术核定单:将带外砼掺6％UEA提高至8％UEA,带内砼掺8％UEA提高至10％UEA.，业主、监理、设计院已签字确认。用砼输送泵从第一跨2m×9m长的加强带开始浇注C30,10％UEA砼，经过加强带后换为C25,8％UEA砼，如此循环更换混凝土，当浇筑至第四跨时监理认为事先没有计算输送管内混凝土的方量，C30混凝土在输送管中何时到达浇筑部位不能明确，也就是说在更换混凝土的标号时不能确保膨胀加强带内的混凝土标号为C30。于是在浇筑第5、6跨时项目部采取了紧急措施将加强带内采用C30混凝土一次性浇筑完毕，将未初凝的第四跨加强带立即返工凿除重浇。由于第2、3跨已经初凝，为了不影响结构，项目部没有返工。24天后业主、监理现场代表又要求施工方编制专题方案对第2、3跨的加强带进行补救处理。
3、施工方的补救方案如下：
（1）首先对加强带内混凝土强度进行结构回弹，24天混凝土平均强度为34.5N/㎜2，已能满足设计要求。
（2）现场观察加强带内混凝土表面24天后仍未见裂缝，亦无其它异常情况。
（3）从抗裂

膨胀剂UEA的作用机理来看，其反应过程基本完成。
鉴于此，施工方认为对第2、3跨加强带混凝土不作凿除处理为佳。若业主和监理现场代表坚持要重新浇筑，施工方拟采取如下方法：
（1）凿除2、3跨加强带内混凝土（2m宽，18m长）。
（2）清除钢筋上面包裹的混凝土渣子。
（3）整理钢筋并增加一层L=1000φ6@150与周围负弯矩筋焊接抗裂，并用水清洗干净。
（4）浇筑C30，掺10％UEA细石混凝土，振捣密实。
（5）12小时后用塑料薄膜覆盖，待混凝土内外温差小于10℃后揭掉，覆盖麻袋布浇水养护，在养护期喷洒雾状水保持环境相对湿度在80％以上，养护14天。
4、分析论证
（1）首先，施工方没有按设计要求连续施工，应先浇筑加强带两侧的混凝土，在加强带外侧混凝土未完成初凝之前连续浇筑带内混凝土，这样才能达到无缝混凝土施工。相反，施工方15天前就已经在加强带的北缘留了一道施工缝。这样，膨胀加强带的实际留设位置已经改变了，收缩应力集中已移至1/M—T区的中部位置，原来的加强带失去意义。
（2）既然带内混凝土强度已经达到C30，UEA的含量已经能够确保原设计的8％，就算UEA含量为6％也无所谓了。退一步说，就按施工缝或后浇带处理亦无不可。
（3）加强带内及其他部位混凝土表面未见收缩裂缝；经试水也未发现渗漏现象。
鉴于以上分析，我向业主、监理现场代表建议：切不可凿除第2、3跨加强带内混凝土，若推倒重来对结构的伤害比以前大得多，得不偿失，反而帮了倒忙。业主和监理方认可了我的建议。
结语：
膨胀加强带作为一种新工艺用在无缝混凝土施工中，必须在有约束和连续浇筑的条件下，用膨胀剂产生的微膨胀应力去平衡混凝土早期收缩应力。有些现场施工管理人员没有真正理会膨胀加强带的作用机理和施工工艺，违背了设计意图：要么留设了一道施工缝，改变了应力集中的位置，也就改变了加强带的设计位置；要么先行浇筑了加强带内的混凝土，让膨胀剂早已发生了自由膨胀，失去了膨胀剂的作用。

参考文献：
『1』建筑施工手册，北京： 中国建筑工业出版社，2003。
『2《混凝土外加剂》（GB8076-1977），北京: 中国标准出版社,1997。
『3《混凝土质量控制标准》（GB50164-92），北京: 中国建筑工业出版社,2004。
『4赵辉，谢移爱，膨胀加强带的应用原理与施工技术探讨，山西建筑，第32卷第7期，2006，4。

注：此文发表在国家科技部刊物《科技成果管理与研究》第十期。
（责任编辑 刘强）