膨脹混凝土在超長無縫結(jié)構(gòu)中應(yīng)用

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1、膨脹混凝土在超長無縫結(jié)構(gòu)中應(yīng)用　　【摘要】以往在超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中，為防止混凝土受溫度應(yīng)力和干縮應(yīng)力而引起開裂，通常采用設(shè)置伸縮縫或后澆帶的處理方式。這種常規(guī)的施工方式，工序復(fù)雜，施工時間長（后澆帶砼需在周圍混凝土澆筑45天后進行），質(zhì)量不易保證。本工程以混凝土收縮的整體補償為基礎(chǔ)，通過設(shè)置“膨脹加強帶”的技術(shù)取消了伸縮縫和后澆縫，實現(xiàn)超長無縫鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工。【關(guān)鍵詞】混凝土收縮的整體補償、膨脹加強帶、施工技術(shù)中圖分類號：TU74文獻標(biāo)識碼：A文章編號：工程概況重慶市魚洞綜合客運換乘樞紐工程地處重慶市巴南區(qū)俞南大道旁，整個工程總用地面積96866m2，其中換乘大樓總建筑面積

2、約34242.94m2，地下一層，地上三層，建筑長162m×81m，為超長無縫框架結(jié)構(gòu)。間隔約40m設(shè)一道膨脹加強帶，主體結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年。2、超長現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計原理13超長現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計及施工是利用混凝土膨脹劑的膨脹性能，通過摻量的變化，調(diào)整膨脹量，對整體混凝土結(jié)構(gòu)不同部位的收縮進行補償。其設(shè)計思路是”抗放兼?zhèn)?、以抗為主”的原則。“抗”的原則是通過對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，增強混凝土結(jié)構(gòu)的約束，通過膨脹劑的摻入，增強混凝土的限制膨脹，產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，使其出現(xiàn)抵抗裂縫；另一方面對于混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的干縮與冷縮，在設(shè)計時采用低水化熱水泥，在施工時采用膨脹加強帶的方法，

3、使得在施工過程中出現(xiàn)的應(yīng)力盡早釋放，從而減少裂縫，這是“放”的原則。技術(shù)控制措施3.1膨脹加強帶的作用膨脹混凝土在混凝土硬化過程中產(chǎn)生適當(dāng)膨脹，在鋼筋的鄰位約束下，在混凝土中建立起一定的自應(yīng)力，其自應(yīng)力值按式(1)計算：σc=ρEsξp(1)其中，σc為混凝土自應(yīng)力；ρ為截面配筋率；Es為鋼筋的彈模量；ξp為混凝土限制膨脹率。由式(1)可知，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。這樣膨脹加強帶部位的自應(yīng)力增大，對溫度收縮應(yīng)力補償能力增大，防止超長結(jié)構(gòu)開裂。其原理如下圖所示。膨脹加強帶補償溫度收縮應(yīng)力的原理圖13上圖中，超長結(jié)構(gòu)混凝土使用普通混凝土的溫度收縮

4、應(yīng)力曲線為ABCDE，其應(yīng)力從兩邊向中間增長到B，D兩點時，σ≥f(混凝土抗拉強度)，開始發(fā)生開裂，釋放能量；僅采用小摻量膨脹混凝土進行補償?shù)某L混凝土結(jié)構(gòu)，能夠抵消部分溫度收縮應(yīng)力，其溫度收縮應(yīng)力曲線為FGHIJ，應(yīng)力從兩邊向中間隨結(jié)構(gòu)長度延伸而增長，達到G，I兩點時，σ≥f，開始發(fā)生開裂，摻膨脹劑的混凝土達到開裂時的結(jié)構(gòu)長度較普通混凝土延長，起到一定補償作用。當(dāng)大面積采用小摻量膨脹劑混凝土，適當(dāng)部位加大膨脹摻量形成膨脹加強帶，對超長混凝土結(jié)構(gòu)進行疊加式重復(fù)補償時，其溫度應(yīng)力曲線為FKLMJ，當(dāng)溫度應(yīng)力從兩邊向中間逐漸增長，到達膨脹加強帶部位(K，M)時，由于加強帶部位儲存較大自應(yīng)力

5、(或膨脹能)對其進行補償，使其應(yīng)力降低，然后隨長度增加重新增長，但最終結(jié)構(gòu)中部最大應(yīng)力值小于混凝土抗拉強度，即σ≤f，保證超長混凝土結(jié)構(gòu)不開裂，這就是膨脹加強帶的主要作用。3.2膨脹劑摻量的確定根據(jù)我國著名的水泥混凝土專家，中國工程院院士吳中偉教授關(guān)于膨脹混凝土的基本理論和觀點，防止混凝土開裂，有如下判據(jù):│ε2-(St+Sd-CT)│≤SK式中ε2—限制膨脹率;St—冷縮率;Sd—干縮率;CT—受拉徐變率，徐變CT對補償收縮防止開裂是有利因素;SK—極限延伸率。滿足上述判據(jù)，就不必設(shè)伸縮縫，否則應(yīng)設(shè)伸縮縫。13經(jīng)計算本項目換乘大樓的膨脹加強帶用摻加12%ZY膨脹劑的混凝土澆筑，其膨脹

6、率為0.025%~0.035%；膨脹加強帶兩側(cè)采用摻加8%ZY膨脹劑的混凝土澆筑，其膨脹率為0.015%~0.025%。3.3膨脹加強帶的設(shè)置膨脹加強帶的位置應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)長度而定，《補償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ/T178-2009規(guī)定膨脹加強帶之間的間距宜為30~60m。本項目換乘大樓膨脹加強帶位置布置見下圖。膨脹加強帶從基礎(chǔ)梁，地下室底板、頂板，內(nèi)外墻、各層樓板貫通設(shè)置。膨脹加強帶按構(gòu)造形式主要分為連續(xù)式、間歇式、后澆式3種，澆筑方式主要和結(jié)構(gòu)類別、結(jié)構(gòu)長度、結(jié)構(gòu)厚度有關(guān)，澆筑方式的劃分見下表：由于本工程換乘大樓總長達162m，因此選用后澆式膨脹加強帶分段式澆筑，膨脹加強帶混凝土

7、在兩側(cè)混凝土澆筑完成15d后澆筑。膨脹加強帶寬度為2m，膨脹加強帶的梁、板、墻鋼筋均連通設(shè)置，膨脹加強帶的構(gòu)造做法見下圖：施工過程控制措施134.1原材料的選擇：4.1.1水泥盡量采用低水化熱水泥，本工程采用重慶小南海水泥廠生產(chǎn)的P.O.42.5R級普通硅酸鹽水泥。小南海P.O.42.5R級水泥相關(guān)檢測數(shù)據(jù)如下：4.1.2粉煤灰選用鉻璜電廠二級粉煤灰，其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合GB1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》標(biāo)準(zhǔn)要求，并應(yīng)盡可能降低其