時間：2023-03-07 15:17:31
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中圖分類號：TU71文獻標識碼： A 文章編號：
前言：隨著工程實體規模的不斷發展變化，各種施工材料、施工工藝也在不斷更新、改進，大體積混凝土施工逐漸被應用到建筑市場多類工程實體當中，因此大體積混凝土施工工藝急需廣泛化、熟練化、適應化。
現結合本人目前所在工程（承德市馬市街名城新時代廣場）的實際應用情況，對補償收縮混凝土的實際應用做如下見解。
工程概況：名城時代廣場工程為一綜合性商業和辦公大樓，總用地面積為10914平方米，最高處十五層，由東向西錯層分別為九層、六層、三層，地下二層。建筑高度56.9米，建筑面積約61124.68平方米；本工程采用的基礎形式為獨立基礎+抗浮板。
一、膨脹加強帶的留設要求：
補償收縮混凝土澆筑方式和構造形式
二、基礎及地下室混凝土設計標準和混凝土澆筑方案的確定：
抗浮板加獨立基礎東西向長123.5m，南北向寬64.8m，厚0.40m，混凝土強度等級為C35P6；外墻（擋土墻）東西向長122.7m，南北向寬64.0m及坡道與剪力墻相連的柱，采用C30P8混凝土；負一層局部埋地頂板設計為C30P6，其余部分頂板為C30，負二層頂板C30
為了便于地下室大體積混凝土的順利施工，保證混凝土澆筑質量，本工程自±0.00以下混凝土（框架柱除外）采用摻特種外加劑取消后澆帶的方式施工，依據為現行國家標準GB50010-2010 P101、P102第8.1.1條和第8.2.3條P335-336混凝土工程實踐證明“超長結構采取有效措施后可以避免發生裂縫”。本工程按JGJ/T178—2009表4.0.4執行，所有混凝土都按膨脹加強帶配制（見JGJ/T178—2009表4.0.2執行），任意部位都達到膨脹加強帶的效果，連續澆筑板式結構可達到120m，墻體分段澆筑不超過60m。用RCMG-2型混凝土高效防水劑配制的混凝土正好能滿足膨脹加強帶要求。因此原設計混凝土強度分別修正為：基礎C35P8；外墻及連墻柱C3OP8；地下室頂板C3OP8；梁柱結合處核心區C5OP8?；A抗浮防水板及地下室一層、二層混凝土澆筑方式：分段澆筑，結構形式：間歇式膨脹加強帶；擋土墻混凝土澆筑方式：分段澆筑，結構形式：后澆式膨脹加強帶（即留設2000mm寬后澆帶）。
三、補償收縮混凝土施工過程控制
1）基礎及頂板混凝土澆筑
依據工程實際，劃分3個施工段，即一段1-5軸；二段5-9軸；三段9-15軸
A、必須嚴格控制商品混凝土運輸過程控制和時間控制，避免混凝土因停留時間過長或溫度影響發生離析現象。
B、混凝土澆筑前沖洗管道砂漿必須留置于大桶內，然后讓工人用工具撒于柱根或散于板上，切忌一次性全部澆筑于同一部位。
C、混凝土澆筑后，應及時振搗，在2h內必須振搗完畢。否則應按規范規定留置施工縫。振動棒的振搗采用梅花式插入點，每棒移動間距不得超過300mm，插入深度即筏板（頂板、梁）厚度，每棒震動時間10-15秒，以混凝土表面不反應有氣泡為準，不得震動時間過長，超過20秒后，混凝土會出現分層離析。震動棒的震動直徑為400mm，操作者必須曉得震動棒的每棒效應，以便保證混凝土施工質量。第一次振搗完畢后2h左右在混凝土初凝前進行二次振搗，將混凝土內部水泡全部振出，增加混凝土密實度。另外，在頂板混凝土施工時還要增加一道平板振動器振搗工序。
D、到場混凝土必須檢測其坍落度，坍落度過小，會增加施工難度，且容易對管道造成阻塞；坍落度過大，混凝土終震流動面積較大，重復澆筑時需二次振搗。當坍落度過小時，嚴禁放灰人員私自向罐車內放水稀釋，應由技術人員查明情況后利用減水劑等外加劑對混凝土坍落度進行調和，如確實是混凝土存在質量問題，則進行退場處理。
E、混凝土振搗密實后，利用框架柱鋼筋上的結構50線通長拉線，按標桿檢查混凝土上平，然后用大杠刮平、表面用木抹子搓平，在混凝土初凝時再用木抹子搓一遍，最后用鐵抹子抹面，并覆蓋薄膜。面層找平要恰時，不能過早，過早收面會導致在混凝土硬化過程中由于水化熱吸收大量水分而造成龜裂，但也不可以過晚，過晚會由于混凝土初凝影響收面質量，且干燥的面層不能與覆蓋的薄膜緊貼，起不到養護效果。需要注意的是，在因不及時收面而造成混凝土初凝給收面造成難度時嚴禁作業人員向混凝土面層灑水濕潤再進行抹壓。
F、混凝土澆筑過程中，必須對鋼筋成品進行有意識的保護，管道要用馬鐙支起，不允許管道直接壓在鋼筋上，作業人員作業時要鋪設馬道，不能隨意踩踏鋼筋，柱鋼筋要用套管按根嵌套包裹，避免混凝土漸到鋼筋上。而且要留設專門看筋、看模、人員，水電、消防、空調人員也應在現場對各自施工成品進行看護。保證各成品施工質量。
G、施工縫要按照規范要求進行留設（即板跨度1/3彎矩最小處），下次澆筑時要對施工縫進行鑿毛處理，并澆水濕潤，但施工縫處用止水膠條時不可澆水，否則止水膠條遇水先膨脹，失去止水效果。當施工縫處用止水鋼板時要將止水鋼板上的混凝土渣鑿除干凈，澆撒一層與混凝土灰砂比相同的水泥砂漿，然后再進行澆筑。
H、為了便于施工，框架柱混凝土提前澆筑，澆筑高度為柱頭處最低梁底標高，帶梁板混凝土澆筑前，對梁柱相交處的核心區進行C50P8混凝土澆筑。如圖：
核心區混凝土澆筑要充分，并略高于板混凝土面層，不可低于h高度，當因振搗原因使核心區混凝土下沉時必須用相同標號混凝土進行二次補筑，嚴禁澆筑梁板時用低標號混凝土進行統一澆筑。核心區混凝土澆筑完成后，在混凝土初凝前對旁邊梁板混凝土進行澆筑，在梁板混凝土澆筑時要將快易接口網拆除，并對此部位的混凝土加強振搗，使兩部分的混凝土充分密實，避免梁體產生裂縫而影響工程質量，同時，梁板混凝土澆筑時可提前對模板進行澆水濕潤。
2）墻體混凝土澆筑
A、墻體高度超過2m時一般要進行分層澆筑，在澆筑上層混凝土時，振動棒至少要插到第一次澆筑高度下5cm，每次振搗要嚴格控制振搗間距和振搗時間，由于一般建筑物墻體高度至少在3m-4m之間，因此振搗對混凝土澆筑質量影響甚大，必須控制到位，間距適中，插入深度到位，快插慢拔。
B、墻體后澆帶用高于墻體一個標號，即C35P8混凝土進行澆筑，待加強帶兩側混凝土強度達到80%后即可進行。
C、其他注意事項同梁板混凝土澆筑。
四、補償收縮混凝土成品養護：
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.088
1 引言
通過建筑學者的研究和工程師對大量混凝土工程的工程實踐，結合混凝土結構的材料性能，在鋼筋混凝土結構中，裂縫問題是不可避免的。而混凝土結構構件中出現的裂縫在一定的范圍內也是可以接受的，只要采取有效的措施來控制裂縫的的危害。鋼筋混凝土規范也明確規定[1]：在不同環境條件下，允許鋼筋混凝土結構存在一定寬度的裂縫。引起鋼筋混凝土結構出現裂縫的原因很復雜，是由設計、施工、材料、環境及管理等眾多因素相互影響的綜合性問題，控制裂縫的產生要采取綜合的辦法，從設計方面、材料方面、施工方面的措施等綜合研究，相互配合，從而采取有效的措施來控制裂縫的產生，使鋼筋混凝土結構在使用過程中盡可能的不出現裂縫，或裂縫的數量和寬度在規范允許的范圍內，避免有害裂縫的產生，確保工程質量。
隨著城鎮化建設的加速，超長混凝土結構在現代工程建設中的應用越來越廣泛，平面尺寸超長，寬度超寬，面積超大的建筑迅速出現，特別是一些大城市隨著交通問題和停車問題的日趨嚴重，地鐵的建設和地下停車場的建設逐漸增多，超長混凝土地下結構對裂縫的控制更加嚴格。超長混凝土結構為了防止裂縫的產生，更好的適用于地下建筑，一般采取不設縫或少設縫的無縫施工技術措施。在超長混凝土結構應用方面我國已經有大量的工程實踐案例，中國建筑材料科學研究院發明的《超長鋼筋混凝土結構無縫設計與施工方法》（專利號931171126）提出了用補償收縮混凝土代替后澆帶的無縫施工技術。
用補償收縮混凝土代替后澆帶的無縫施工技術設計思路是“抗放兼施，以抗為主”，通過補償收縮混凝土中的膨脹劑產生的膨脹作用，使得混凝土受到鋼筋和鄰位外界的約束，產生一定的預壓應力，該預應力可以抵消由于混凝土收縮產生的拉應力，防止混凝土構件產生裂縫?！盁o縫”只是相對的，是指結構的少縫或無縫，如鋼筋混凝土構件設置的后澆帶。
2 補償收縮混凝土膨脹加強帶
通過對超長鋼筋混凝土結構無縫施工技術的研究我們發現在眾多超長混凝土結構施工方式中采取無縫施工技術是最為廣泛的一種方法，無縫施工技術采取的是用摻加適量膨脹劑的混凝土膨脹加強帶代替后澆帶，來達到預防混凝土開裂的目的。膨脹加強帶是指通過在鋼筋混凝土結構預設的后澆帶部位澆筑由膨脹劑或膨脹水泥拌制的補償收縮混凝土，來達到延長構件連續澆筑長度，防止混凝土構件出現裂縫。通過國內外學者的大量研究和試驗，補償收縮混凝土能夠避免或者大大減少混凝土構件的開裂，并具有良好抗滲性能的特點。摻加在補償收縮混凝土中的混凝土膨脹劑是在膨脹水泥的基礎上發展而來的一種混凝土外加劑，在施工現場中直接摻加在硅酸鹽水泥中即可拌制成膨脹混凝土。補償收縮混凝土在膨脹加強帶中的使用重點要注意其膨脹劑的摻量和限制膨脹率，在實踐工程中，超長混凝土結構設計人員和施工人員通過大量試驗并結合具體工程來配制補償收縮混凝土。
2.1 混凝土膨脹劑
混凝土膨脹劑在超長混凝土結構中的使用起到了至關重要的作用，混凝土膨脹劑的類型較多，我國使用比較廣泛。混凝土膨脹劑按化學成分可以分為五類：氧化鈣類、硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣-氧化鈣類、氧化鎂類、氧化鐵類。國內外絕大多數生產硫鋁酸鈣類膨脹劑，它以8%～12%摻入水泥中（等量取代水泥），形成鈣礬石（C3A?3CaSO4?32H2O）膨脹結晶。我國主要生產和使用的也是硫鋁酸鈣類膨脹劑。該膨脹劑在摻加過程中它等量取代水泥進行混凝土的攪拌，一般情況下的摻量以8%～12%摻入水泥中，形成鈣礬石膨脹結晶。通過與水泥其他成分反應，而生產鈣礬石晶體，鈣礬石的最大特點是會產生體積膨脹。該膨脹會全部抵消或部分抵消混凝土硬化過程中的收縮，同時混凝土膨脹受到鋼筋的約束，對鋼筋產生拉應力，在混凝土中產生壓應力，相當于預應力混凝土的特性，可以很好的防止鋼筋混凝土構件的開裂。
將膨脹劑按內摻法（替代等量膠凝材料）摻入混凝土或水泥砂漿中，由膨脹能建立起的預壓應力可大致抵消混凝土在硬化過程中產生的收縮拉應力，使混凝土趨于致密及不裂或少裂，達到防滲漏目的。
2.2 補償收縮混凝土
補償收縮混凝土是指在施工現場摻加了各種膨脹劑拌制的混凝土，通過在混凝土水化過程中膨脹劑發生膨脹來抵抗混凝土的收縮，達到防止混凝土開裂的目的。用來補償混凝土的收縮而拌制的補償收縮混凝土的自應力值較小，其自應力值大小一般有兩種情況：一用于補償因混凝土收縮產生的拉應力時，為0.2～0.7MPa；二用于后澆帶、膨脹加強帶和接縫工程的填充時，為0.5～1.0MPa。在這兩種情況下使用的補償收縮混凝土混凝土，由于自應力很小，故在結構設計中一般不考慮自應力的影響。為了使得補償收縮混凝土發揮補償收縮的性能，在膨脹劑的選擇上和膨脹劑的摻加量上要根據工程結構特點和膨脹劑的相應標準規范來綜合考慮，同時也要根據具體工程來確定混凝土的限制膨脹率，確保補償收縮混凝土的補償收縮性能，保證工程質量。
補償收縮混凝土對于提高能混凝土構件的防水抗滲性能，應用非常廣泛，一般情況下宜用于混凝土結構自防水工程，混凝土結構接縫的填充，采取連續施工的超長混凝土結構，和易產生裂縫的大體積混凝土結構等工程中。
補償收縮混凝土的質量除應符合現行國家標準《混凝土質量控制標準》GB50164的規定外，還應符合設計所要求的混凝土的強度等級要求、以及滿足膨脹要求的限制膨脹率、膨脹劑的摻量的要求，和符合結構使用要求的抗滲等級和耐久性等技術指標。
3 補償收縮混凝土在超長結構中的應用
3.1 超長混凝土結構無縫施工的意義
超長混凝土無縫施工技術是在混凝土中摻加一定量的膨脹劑補償收縮混凝土作為結構材料，通過其在水硬化過程中產生膨脹作用，該膨脹由于受到結構鋼筋等的約束，而產生一定的預壓應力，來抵抗混凝土由于溫度和收縮變形產生的拉應力，防止混凝土結構的收縮裂縫或把裂縫控制在無害裂縫的范圍內。其特點是
（1）以“膨脹加強帶”而取消后澆帶與伸縮縫，補償收縮混凝土能連續澆筑施工，提高混凝土結構的整體性，對有整體防水要求的地下混凝土結構，提高了其防水性能。
（2）后澆帶一般需經過42d以后才能進行混凝土澆筑，采用補償收縮混凝土無縫施工技術，減少了施工中對后澆帶的處理這一繁瑣的施工環節，減化了施工程序，加快模板周轉，縮短了建設工期，降低了工程造價。
（3）通過大量的實踐研究，采用補償收縮混凝土膨脹加強帶，
（下轉第113頁）
（上接第104頁）
可以很好的防止混凝土結構的溫度裂縫和收縮裂縫，增強了混凝土結構的耐久性和使用年限。
3.2 超長混凝土結構無縫施工應用
超長混凝土無縫施工技術是用膨脹加強帶代替后澆帶，預防混凝土的開裂。在廣大建筑學者的共同努力和施工技術人員的不斷探索中，無縫施工技術越來越多的成功應用到各建筑工程中。無縫施工技術的成功使用可以有效地避免按結構設計規范設置的伸縮縫，提高超長混凝土結構的整體性、耐久性、防水防滲性及抗震性，同時也可以縮短工期，降低工程造價。
國內對超長混凝土結構的分析研究從王鐵夢在20世紀50年代提出了有條件取消伸縮縫，以及“抗放兼施，以抗為主”的設計原則，到吳中偉、游寶坤等研制了一系列混凝土膨脹劑，成功的應用到工程實際，并取得了良好的效果。這一階段超長混凝土結構無縫施工技術的施工，主要依靠對混凝土材料和施工技術的研究分析，采取一定的措施進行控制。隨著計算機技術的發展，超長混凝土結構收縮模型的建立，大型結構有限元程序的應用，超長混凝土結構在收縮和溫度作用下的受力特點的分析計算，設計者可以有的放矢的進行結構設計和配筋。從而使超長混凝土結構的使用更加廣泛。
海南省政府辦公大樓為超長混凝土結構，主體結構軸線總長度158m、總寬度38m，地下室底板軸線總長度158m、總寬度41m，地下建筑面積5866m2，在施工過程中采取總長度方向上無縫施工和預應力混凝土技術，有效地控制了裂縫的產生。
合肥“新地中心”建筑面積約70萬m2，地下室單層面積約6萬m2，長278m，寬213m，整個地下室采用補償收縮混凝土無縫施工技術，不設置永久伸縮縫。在超長地下室設計過程中，考慮大體積混凝土水化熱的影響，降低地下室地板和外墻厚度；在施工過程中，綜合考慮混凝土原材料、環境溫差及膨脹劑的所產生的收縮變形、溫度變形和徐變的影響，計算分析了膨脹加強帶的設置間距和限制膨脹率的取值。通過合理的設置膨脹加強帶，結合有效的結構措施和施工措施，成功的實現了該超長地下室的無縫設計。
4 小結
通過大量工程實踐，補償收縮混凝土在超長混凝土結構的有效使用，超長構件不設置施工縫，提高了混凝土結構的整體性和耐久性，縮短了建設工期，降低了工程造價。在施工過程中應根據規范要求來配置補償收縮混凝土，強化施工環節，保證超長混凝土結構施工質量。
在人們生活水平的逐步提高的過程中，對居住的水平也有了提高。在混凝土裂縫控制方法中，利用補償收縮混凝土控制混凝土裂縫的方法是成功控制許多超長鋼筋混凝土結構施工裂縫的方法之—。這種材料的運用，為施工單位提供了控制房屋質量的有效保證。
一、補償收縮混凝土控制裂縫的原理
現時市場上的膨脹劑大部分都是硫鋁酸鹽型膨脹劑，其膨脹源是鈣礬石（C3A·3CaSO4·32H2O）。為配制補償收縮混凝土.最常用的方法是在混凝土中摻加膨脹劑。摻加膨脹劑配制的補償收縮混凝土與普通混凝土一樣，必須循設計、施工、材料三者緊密結合的方式來解決混凝土的裂縫問題。而認為只要摻加了膨脹劑，就能控制混凝土不產生裂縫的概念是錯誤的。因為，在設計配筋和施工合理的條件下，衡量補償收縮混凝土補償收縮能力的最重要的指標是混凝土的限制膨脹率。在應用中，必須根據采用的水泥、外加劑等原材料情況，以及設計上的配筋分布和配筋率情況、工程部位的約束狀態、構件的尺寸、混凝土的標號、施工面積、混凝土的塌落度、是否摻加粉煤灰、膨脹劑的質量等進行合理的抗裂混凝土配合比設計。在設計和試配補償收縮混凝土配合比時，除對混凝土的強度、抗滲等指標進行檢驗外，最重要的是進行混凝土限制膨脹率的測試，根據工程不同部位約束的大小，來設計混凝土限制膨脹率的大小，從而確定膨脹劑的合理摻量。
當混凝土膨脹時受到鋼筋或其他限制物的限制，鋼筋則因混凝土的膨脹而伸長，此時在鋼筋中產生拉應力，在混凝土中相應產生壓應力，這種壓應力能夠抵消導致混凝土開裂的全部或部分拉應力，在混凝土中產生0.2MPa～0.8MPa預壓應力，能有效地補償混凝土的干縮和冷縮，從而避免混凝土的開裂。同時，大量的鈣礬石晶體填充了混凝土的毛細孔縫，改善了混凝土的孔結構，使毛細孔變細、減小，增加了致密性，顯著提高了混凝土的抗裂防滲性能及耐久性和抵抗周圍環境介質侵蝕的能力。適用于結構自防水、抗裂防水混凝土和超長混凝土結構的無縫施工等場合。
二、補償收縮混凝土的配合比設計
在進行補償收縮混凝土的配合比設計時，除應進行常規的試驗外，還應增加對混凝土的限制膨脹率的設計、測試內容。
1、膨脹劑的選擇
目前市場上膨脹劑的品種很多，質量存在參差不齊，甚至還存在不合格、假冒、偽劣的產品。在合格的膨脹劑中，產品的性能也不盡相同，其膨脹率的大小存在高低之別。有的膨脹劑雖然膨脹率高，但干空的收縮率很大，存在膨脹與收縮“落差”太大的現象。因而在選擇膨脹劑時，必須檢驗膨脹劑的膨脹率。只有對膨脹劑的質量有了充分的了解，才能選擇適宜的膨脹劑。
2、補償收縮混凝土配合比設計原則
研究表明，在固定膨脹劑摻量的情況下，混凝土的限制膨脹率遠小于砂漿的限制膨脹率，而砂漿的限制膨脹率又遠小于凈漿的限制膨脹率，這是因為影響混凝土的限制膨脹率的因素遠多于砂漿凈漿，除砂、石、水泥品種、水灰比、砂率等對混凝土的限制膨脹率有影響外.以下因素對混凝土的限制膨脹率起著顯著的作用，如膨脹劑的摻量、外加劑、混凝土塌落度、混凝土凝結時間、混凝土標號及每立方米混凝土中水泥的用量、粉煤灰摻量等。
1）膨脹劑的摻量。有些觀點認為，只要摻加了膨脹劑.配制的混凝土就是微膨脹混凝土。這是一個錯誤的觀點。因為膨脹劑摻量不足或膨脹劑的膨脹率偏低時，其所產生的少量的鈣礬石晶體僅起填充混凝土的毛細孔的作用，即提高了混凝土的抗滲性，所產生的微膨脹非常小，補償收縮混凝土收縮的能力遠遠不夠，混凝土剩余的收縮變形遠大于混凝土的極限延伸率。只有生成較多的鈣礬石晶體產物時，混凝土才會產生良好的微膨脹性。膨脹劑摻量越低，混凝土的限制膨脹率越小。提高膨脹劑的摻量能顯著提高餛凝土的膨脹率。因而，應根據所配制的混凝土的限制膨脹率的大小來確定膨脹劑的摻量。
2）外加劑?；炷镣饧觿藴手幸幎ǎ坏绕吠饧觿?8天的混凝土收縮率比不大于125%，合格率28天的混凝土收縮率比不大于135%。一般在推薦摻量下，28天摻外加劑的混凝土與空白混凝土的收縮率比在115—129%的范圍內。從以上可知，外加劑是增大混凝土收縮的，并且，摻量越大，混疑土的收縮越大。目前.大多數工程采用泵送混凝土施工，外加劑已成為混凝土的第五組分。因而在配制泵送補償收縮混凝土時，應適當提高膨脹劑的摻量。
3）混凝土塌落度?；炷恋乃涠仍酱?，在同一膨脹摻量下.混凝土的限制膨脹越小。故采用泵送混凝土時，要配制抗裂性好的補償收縮混凝土，必須提高膨脹的摻量。
4）混凝土凝結時間?；炷恋哪Y時間太短，水泥的水化反應較快，混凝土的早期收縮現象較大，混凝土的凝結時間太長，膨脹劑的膨脹能大都分消耗在塑性階段。膨脹劑的混凝土的凝結時間宜控制在l0—20小時的范圍內，一般厚度的構件采用下限，大體積混凝土采用上限。
5）混凝土標號和每方混凝土中的水泥用量。縱觀混凝土的裂縫情況，低標號的混凝土開裂較輕，高標號的混凝土開裂較重?；炷翗颂栐礁?，每方混凝土中的水泥用量越大，混凝土的收縮越大，因此，必須相應提高膨脹劑的摻量。
6）粉煤灰。在混凝土中摻加適量的粉煤灰，可明顯改善混凝土的和易性，降低大體積混凝土的水化熱，控制混凝土的溫差收縮應力。但粉煤灰對混凝土干縮率的影響目前還沒有統一的觀點，有的人認為粉煤灰增大混凝土的干縮率，有的人認為基本無影響。不管粉焊灰是增大還足不影響混凝土的干縮率，它對摻膨脹劑的混凝土的膨脹率是有影響的。在配制補償收縮混凝土時，必須把粉煤灰的量計入到膠凝材料中，即計算膨脹劑摻量時，應把粉煤灰的量一并加到水泥中計算。否則，混凝土的限制膨脹率明顯偏低。
因此，在配制補償收縮混凝土配合比時，應增加混凝土限制膨脹率的檢測項目，對混凝土是否確實具有微膨脹性進行實際檢測。只有這樣，才能更好地或用補償收縮混凝土來控制混凝土的裂縫。同時，在進行補償收縮混凝土配合比設計時，膨脹劑的摻量要根據所要求的限制膨脹率進行確定。
三、補償收縮混凝土的施工及養護方法
中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號：
1 前言
多年來，工程界常為混凝土的收縮開裂所煩惱，提出了“抗”“放”結合的治理原則，人們開發了混凝土膨脹劑、纖維等多種抗裂新材料和先進的施工技術，取得了諸多成果。我們從膨脹劑這種抗裂材料入手，在邯鄲的工程中逐步推廣。文中重點介紹的9項大型工程，從建（構）筑物的結構特征、施工季節、針對性技術措施等多方面，反映邯鄲地區應用補償收縮混凝土技術的情況。實踐表明，補償收縮混凝土技術在邯鄲得到了工程界認可和應用，是實現混凝土抗裂與結構自防水的一種有效途徑。
2工程概況
將9項工程的基本設計參數和結構特點歸納列表，給出設計與施工簡況，從中可以看出補償收縮混凝土技術對于不同的工程均具有良好的適應性。
⑴結構7層以下的住宅樓多為磚混結構，如世嘉名苑；8層以上的住宅樓、商貿樓、商住樓多為框架結構，如新世紀商貿廣場、水景南岸。
⑵地下室多為1～3層。但龍湖人防為單層地下工程，叢臺路學校為5層地上工程。
⑶結構尺寸與形狀建（構）筑物外形多為矩形或近似正方形，長寬比范圍1.5～10，龍湖人防及叢臺路學校為L型。
建（構）筑物具有大面積、大體積的特點，如新世紀商貿廣場單層面積4700m2，建（構）筑物具有較長或超長的特點，
建（構）筑物具有較厚或超厚的特點，如新世紀商貿廣場底板厚800mm，云頂公館筏板厚1000mm，招賢大廈底板厚3000mm。
⑷施工季節大型工程工期較長，如新世紀商貿廣場施工工期為300天，橫跨4季，夏季要求緩凝，冬季要求防凍。
⑸混凝土強度等級范圍大，C25～C55，多為C30；抗滲標號P6～P8。
⑹多單位參與，多專業結合 。該9項工程的設計單位包括清華大學、同濟大學、亞太建筑、河北莊宸、河北昆侖、邯鄲大友及煤炭部邯鄲設計院等。施工單位有中煤第69工程處（新世紀商貿廣場）、江蘇蘇中建設集團（云頂公館）、邯鄲第3建安公司（世貿休閑）等多家。
3技術要點及方案的制訂實施
3.1預備工作
在工程設計中與施工前，要針對具體工程制訂技術方案，首先需作好3項預備工作。
①掌握補償收縮混凝土技術特點與要求，正確理解設計意圖，與設計專業相結合。所制訂的技術方案應以有關標準及其文件為基礎。
②針對混凝土設計指標及構件狀態進行抗裂計算，確定混凝土配合比的依據，并確定采用的輔助措施。
③吸收設計、建設、施工及監理多方的建議，特別是施工方的意見，根據施工力量組織、混凝土供給能力等，與施工組織方案緊密結合。
④技術方案制訂者必須進行現場交底。
⑤必要時請中國建筑材料科學研究院、石家莊市太行特種水泥與防水工程研究所的專家現場指導。
3.2混凝土試配
①材料選用
水泥，主要選用P.O普通硅酸鹽水泥和P.S礦渣硅酸鹽水泥
膨脹劑，確定為FEA，定點由石家莊市功能建材有限公司提供。
摻合料，主要為粉煤灰和礦粉，摻入量一般為20%左右。
②限制膨脹率指標
根據GBJ50119規范和工程的具體要求設定混凝土限制膨脹率指標，如新世紀商貿廣場底板混凝土14d水中限制膨脹率指標為2.0×10-4，加強帶混凝土為3.0×10-4。
③混凝土工作性能
對于面積大、體積大及超厚的構件，凝結時間可再延長一些。這有利于推遲水化熱的升高速度、提高有效膨脹[3]。
3.3后澆帶與加強帶的關系處理
技術方案的關鍵與核心部分是正確處理后澆帶與加強帶的關系，應遵循具體情況、具體分析的原則。對9項工程中該種關系的處理使用了下述3種方式。
①全連續澆筑新世紀商貿廣場原設計用后澆帶將底板分成6塊，后改為長度方向（92m）設2條、寬度方向（48m）設1條加強帶的方案，實現了全連續澆筑。
②全間歇澆筑龍湖人防工程構件呈L型，原設計每32m留1條后澆帶，后全部改為間歇式加強帶，即在兩側混凝土澆筑完成后14d再澆筑加強帶，既提前了工期、又利于施工組織。
③連續和間歇澆筑相結合云頂公館6#～7#樓間，在制訂方案中仍然保留原設計中的1條后澆帶；樓盤地下室邊墻外部為車庫地面，在邊墻外側1m處設1條間歇式加強帶；其他區間，每30m左右設1條連續澆筑的加強帶。
3.4加強帶設置注意事項
①建（構）筑物分為地下、地上兩部分時，都采用相同的澆筑方式時，兩部分的同豎向位置混凝土板（頂、樓）與墻應同軸線設加強帶。
②配制溫度筋。
③使用的混凝土強度等級比兩側高5MPa，14d水中限制膨脹率比兩側至少高出1×10-4。
④底板厚度大于600mm時，須在加強帶兩側設密孔鋼絲隔離網；小于600mm時，可以不設，但應考慮泵送混凝土的流淌斜度和距離，在距離加強帶規定帶寬側邊外1m時提前更換混凝土配合比。
3.5關于結構自防水
摻膨脹劑的混凝土，作結構自防水，可靠性強，也為很多地下和水中工程所證明。如新世紀商貿廣場。
3.6混凝土澆筑與養護
主要強調下述4個方面，要求施工方執行。
①及時進行保水養護。
②冬季施工應及時進行保水、保溫聯合養護，以防內外層溫差過大。
③對板、墻、梁的交接部位，或構件的異型部位，實施二次振搗，防止塑性裂紋。
④將周墻、長墻作為澆筑、振搗、養護的重點，加強施工管理與監督。
4出現問題及應對措施
⑴云頂公館6#～7#樓間后澆帶，3個月后發現滲水。原因是橡膠止水帶安放欠嚴格。補救措施是：將裂縫鑿寬，成“V”型槽，用止水靈封堵，再涂刷FCC聚合物防水涂料。
⑵世貿休閑廣場施工時，混凝土坍損快。原因是使用了新入倉的新磨的散裝水泥和FEA。應對措施是：調整泵送劑組成（增加緩凝與保塑成份）及摻量。
⑶某工程曾采用現場拌制混凝土，樓板有約10m2部位強度明顯偏低，檢查認為可能的原因是水泥或FEA的計量出現失誤。解決措施是加強計量人員及物資采購管理，并盡快更換為商品混凝土。
⑷連續澆筑的加強帶混凝土出現過供應滯后現象，解決措施是：準確計算混凝土需要量和供給量，混凝土的凝結時間要給施工留出一定余地。
⑸混凝土表面的抹壓、振搗等操作均有不規范處，應對措施是：現場進行技術交底時，要求施工方加強技術培訓，提高工人技術素質和質量意識。
5結語
⑴應用補償收縮混凝土技術，可以同時收到抗裂與結構自防水的雙重效果，從膨脹劑這種抗裂材料入手，“抗”“放”結合，是解決混凝土收縮開裂的一種有效途徑。
⑵根據工程具體情況，正確處理連續澆筑式加強帶、間歇式加強帶與后澆帶的關系，是保證工程質量、施工進度與效益的關鍵。
⑶在應用補償收縮混凝土技術的過程中，不應放松對混凝土澆筑、振搗、養護等施工操作的要求，并及時總結經驗教訓，以求進一步提高與完善。
【參考文獻】
自20世紀80年代開始，混凝土膨脹劑在國內的一些工程中得到了使用，對于膨脹劑的認識也在不斷的加深中。利用膨脹劑水化產生的化學預應力與機械預應力相結合的需要，能較好地解決大面積和特殊混凝土結構的裂縫問題。進入21世紀以來，國內大面積混凝土梁板結構和高強度混凝土結構采用膨脹技術已有了較大的使用和發展。盡管是這樣的，補償收縮混凝土在各地的使用中還是出現了各種質量問題。由于混凝土裂縫控制是綜合性的系統工程，處理必須從設計、施二、材料等方面都要采取相應解決措施?，F就目前國內比較成熟的利用膨脹劑配制的補償收縮混凝土控制裂縫的方法，結合工程實踐提出一些措施供參考。
1 混凝土收縮的必然性與裂縫的可控性
控制混凝土結構的裂縫，有許多工程和成功經驗的介紹，其中王鐵夢教授提出的“抗與放”的技術措施是應用較多有效的實用技術，該技術允許增加變形的能力，以減小收縮應力，“放”其變形。增加允許應力變化的能力，“抗”其變形。在大多數情況下，應用抗放結合理論是建立在混凝土的開裂必然出現的基礎上的。
混凝土膨脹劑及應用的實踐及發展，為混凝土結構裂縫的控制增加了新的活力。建材研究院游寶坤教授指出：“應該用系統的觀點解決混凝土工程裂縫問題”的見解是有獨特意義的。
塑性收縮出現在澆筑后終凝之前，這時混凝土泌水減少，表面蒸發的水分不能得到及時的補充，而混凝土尚處在塑性狀態，略微受一點拉力表面就會出現分布不規則不均勻的――龜裂。產生裂縫以后混凝土表面及體內水分蒸發進一步加快，于是裂縫迅速發展擴大，混凝土由于環境溫差收縮也容易引起開裂。當溫度上升時混凝土的彈性模量還很小，只有一小部分熱膨脹轉化成壓應力，而這個時期混凝土還有很大的松弛應力使壓應力減小。
干燥收縮最容易體現到，水泥加水凝結后，水分消耗蒸發后，形成孔隙。研究表明：這部分絕對體積大約占混凝土總量的8％左右，如混凝土單位用量350ks／m3，則形成孔隙體積約25L／m3之火。而混凝土的自收縮與干燥收縮一樣，是由于水分的遷移引起的。但它不是由于水分向外界蒸發散失，而是因為水泥水化時消耗水分造成凝膠孔內水分的減少。產生其自身的干燥作用，混凝土內部的濕度相對降低，體積則減小。
混凝土構造進入使用期間，上述幾種收縮變形巳基本完成?；炷两Y構的變形還是要受到環境溫度和濕度的影響，主要構造鋼筋和混凝土后期的強度來抵抗結構的脹縮變形。同時混凝土的收縮與膠凝材料的物理化學反應和環境的溫度濕度有關，有階段性和疊加的效應。
2 摻合料對補償混凝土的影響
在混凝土中摻入適量的外摻合料，可顯著的改善混凝土的和易性，降低混凝土的內部水化熱，控制混凝土的溫差效應。就目前使用最廣泛的粉煤灰而言，盡管在混凝土中有很多的優越性能，但對于補償收縮混凝土來說，粉煤灰會降低膨脹率，隨著粉煤灰摻量的增加，膨脹率降低的幅度也會增大。
粉煤灰本身是沒有活性的，其活性的激發需要消耗水泥水化過程中產生的Ca(OH)2。這可以降低混凝土中的堿度，對抗蝕和抗碳化蝕有利。然而在補償收縮混凝土中，有利的同時也產生了弊端。目前大多數膨脹劑是硫鋁酸鈣類，膨脹劑產生膨脹的原因在于形成鈣礬石晶體，填充、堵塞混凝土中的空隙，進而產生膨脹。
3 切實重視加強對膨脹混凝土的養護
補償收縮混凝土養護的重要性是不容置疑的。從以上的水化熱反應式中就可直觀了解到膨脹劑的膨脹性能發揮需要大量的水。對于水平構件的養護，無論是澆水、覆蓋還是蓄水養護都能達到較好的效果，養護方法已得到普遍的采用和認可。但對于豎向如墻體或梁柱側面，何時拆模并用什么樣的方式養護，多年來一直有些爭論。但爭論的意見主要是：(1)澆筑后1d松開模板，從頂端澆淋水，4～5d后再拆模，拆除模板后再養護至14d。此種觀點認為如果1～2d拆模，這時混凝土的水化熱溫度開始上升，拆模后造成大的散熱面，加劇內外溫差。因此在4～5d后混凝土高溫已過拆模養護合適。(2)模板置留時間不得低于7d，7d后養護至14d。此觀點為：采用這種養護方法，既能減少混凝土本身水分散失，又能保證混凝土在早期處于一個相對比較穩定的溫度。避免了風和太陽暴曬等外界因素影響。(3)模校48h后拆除，淋水養護14d。此種意見認為：在混凝土溫升最高前拆除模板，淋水養護既能保證膨脹劑水化所需水分，又能降低混凝土中心最高溫度，減弱溫度應力。
以上幾種養護方式都選擇避開混凝土水化溫度的最高時期(3～4d)，這是正確的，避免在混凝土內外溫差最大時期拆模。經過大量工程實踐，筆者還發現意見(1)理論上最可行，但施工中很難做到，模板緊貼墻體，以上面淋水難以滲透進去。
在北方冬季，如果過早拆模，內外溫差較大，澆水又可能導致混凝土遭受凍害，因此需要對混凝土保溫養護，即可按意見(2)進行養護。雖然這樣做會因水分不足導致膨脹效果降低，但由于冬季混凝土水分蒸發量少，冷縮也小，與高溫季節相比，所需要的膨脹也較小。
夏季或南方氣候，混凝土及空氣溫度都高，水分蒸發加快，若不及時澆水及散熱，不但膨脹劑因缺水無法發揮膨脹效果，混凝土在干縮、自收縮和隨后的冷縮作用下，必然會出現開裂。在許多工程也曾經多次見過，摻有膨脹劑的地下墻體或鋼筋混凝土水池拆模后就已看到大量裂縫的現實。因此，在夏天混凝土需在升溫峰值前拆模，然后淋水養護，既保證提供充足的補充用水，這層水膜能以穩定的速度及時散熱，降低混凝土整體溫度，同時也阻擋了陽光、風對表面水分的影響。上述意見(3)的養護方法較好。
結語
綜上所述，混凝土結構的裂縫是諸多因素導致的，在各種嘗試防裂的措施中，膨脹劑及鋼筋混凝土超長無縫設計控制裂縫的技術，通過在許多工程實踐應用中，證明是行之有效的。但在具體采用中還是存在許多問題，以上從混凝土的收縮、摻合料、強度、養護幾方面結合工程實踐應用探討了膨脹劑的具體問題，期望提高補償收縮混凝土的應用水平，促進混凝土膨脹劑行業有新的更好的發展。
中圖分類號： TV543 文獻標識碼： A 文章編號：
影響混凝土裂縫的因素錯綜復雜,為解決混凝土裂縫問題,設計、施工、材料等方面都采取了種種措施;但裂縫還是經常產生;雖然細小的裂縫不會對結構的安全性帶來嚴重影響,面且規范中也允許構筑物有一定范圍的裂縫,但是,如能控制混凝土不產生裂縫,也會大大提高混凝土工程的耐久性和抗滲漏水或抗腐蝕性介質對鋼筋的銹能力。因此,對混凝土的裂縫進行控制日益受到工程界的重視。
一、補償收縮混凝土控制裂縫的原理
現時市場上的膨脹劑大部分都是硫鋁酸鹽型膨脹劑, 其膨脹源是鈣礬石(C3A.3CaSO4.32H2O)。為配制補償收縮混凝土。最常用的方法是在混凝土中摻加膨脹劑。摻加膨脹劑配制的補償收縮混凝土與普通混凝土一樣,必須循設計、施工、材料三者緊密結合的方式來解決混凝土的裂縫問題。而認為只要摻加了膨脹劑,就能控制混凝土不產生裂縫的概念是錯誤的。因為,在設計配筋和施工合理的條件下,衡量補償收縮混凝土補償收縮能力的最重要的指標是混凝土的限制膨脹率。在應用中,必須根據采用的水泥、外加劑等原材料情況,以及設計上的配筋分布和配筋率情況、工程部位的約束狀態、構件的尺寸、混凝土的標號、施工面積、混凝土的塌落度、是否摻加粉煤灰、膨脹劑的質量等進行合理的抗裂混凝土配合比設計。在設計和試配補償收縮混凝土配合比時,除對混凝土的強度、抗滲等指標進行檢驗外,最重要的是進行混凝土限制膨脹率的測試,根據工程不同部位約束的大小,來設計混凝土限制膨脹率的大小,從而確定膨脹劑的合理摻量。
當混凝土膨脹時受到鋼筋或其他限制物的限制,鋼筋則因混凝土的膨脹而伸長,此時在鋼筋中產生拉應力,在混凝土中相應產生壓應力,這種壓應力能夠抵消導致混凝土開裂的全部或部分拉應力,在混凝土中產生0.2MPa～0.8MPa預壓應力,能有效地補償混凝土的干縮和冷縮,從而避免混凝土的開裂。同時,大量的鈣礬石晶體填充了混凝土的毛細孔縫,改善了混凝土的孔結構,使毛細孔變細、減小,增加了致密性,顯著提高了混凝土的抗裂防滲性能及耐久性和抵抗周圍環境介質侵蝕的能力。適用于結構自防水、抗裂防水混凝土和超長混凝土結構的無縫施工等場合。
二、補償收縮混凝土的配合比設計
在進行補償收縮混凝土的配合比設計時,除應進行常規的試驗外,還應增加對混凝土的限制膨脹率的設計、測試內容。
1、膨脹劑的選擇
目前市場上膨脹劑的品種很多,質量存在參差不齊,甚至還存在不合格、假冒、偽劣的產品。在合格的膨脹劑中,產品的性能也不盡相同,其膨脹率的大小存在高低之別。有的膨脹劑雖然膨脹率高,但干空的收縮率很大,存在膨脹與收縮“落差”太大的現象。因而在選擇膨脹劑時,必須檢驗膨脹劑的膨脹率。只有對膨脹劑的質量有了充分的了解,才能選擇適宜的膨脹劑。
2、補償收縮混凝土配合比設計原則
研究表明,在固定膨脹劑摻量的情況下,混凝土的限制膨脹率遠小于砂漿的限制膨脹率,而砂漿的限制膨脹率又遠小于凈漿的限制膨脹率,這是因為影響混凝土的限制膨脹率的因素遠多于砂漿凈漿,除砂、石、水泥品種、水灰比、砂率等對混凝土的限制膨脹率有影響外,以下因素對混凝土的限制膨脹率起著顯著的作用,如膨脹劑的摻量、外加劑、混凝土塌落度、混凝土凝結時間、混凝土標號及每立方米混凝土中水泥的用量、粉煤灰摻量等。
1)、膨脹劑的摻量
有些觀點認為,只要摻加了膨脹劑,配制的混凝土就是微膨脹混凝土。這是一個錯誤的觀點。因為膨脹劑摻量不足或膨脹劑的膨脹率偏低時,其所產生的少量的鈣礬石晶體僅起填充混凝土的毛細孔的作用,即提高了混凝土的抗滲性,所產生的微膨脹非常小,補償收縮混凝土收縮的能力遠遠不夠,混凝土剩余的收縮變形遠大于混凝土的極限延伸率。只有生成較多的鈣礬石晶體產物時,混凝土才會產生良好的微膨脹性。膨脹劑摻量越低,混凝土的限制膨脹率越小。提高膨脹劑的摻量能顯著提高餛凝土的膨脹率。因而,應根據所配制的混凝土的限制膨脹率的大小來確定膨脹劑的摻量。
2)、外加劑
混凝土外加劑標準中規定,一等品外加劑28天的混凝土收縮率比不大于125%,合格率28天的混凝土收縮率比不大于135%。一般在推薦摻量下,28天摻外加劑的混凝土與空白混凝土的收縮率比在115—129%的范圍內。從以上可知,外加劑是增大混凝土收縮的,并且,摻量越大,混疑土的收縮越大。目前,大多數工程采用泵送混凝土施工,外加劑已成為混凝土的第五組分。因而在配制泵送補償收縮混凝土時,應適當提高膨脹劑的摻量。
3)、混凝土塌落度
混凝土的塌落度越大,在同一膨脹摻量下,混凝土的限制膨脹越小。故采用泵送混凝土時,要配制抗裂性好的補償收縮混凝土,必須提高膨脹的摻量。
4)、混凝土凝結時間
混凝土的凝結時間太短,水泥的水化反應較快,混凝土的早期收縮現象較大,混凝土的凝結時間太長,膨脹劑的膨脹能大都分消耗在塑性階段。膨脹劑的混凝土的凝結時間宜控制在l0—20小時的范圍內,一般厚度的構件采用下限,大體積混凝土采用上限。
5)、混凝土標號和每方混凝土中的水泥用量
縱觀混凝土的裂縫情況,低標號的混凝土開裂較輕,高標號的混凝土開裂較重?；炷翗颂栐礁?每方混凝土中的水泥用量越大,混凝土的收縮越大,因此,必須相應提高膨脹劑的摻量。
6)、粉煤灰
在混凝土中摻加適量的粉煤灰,可明顯改善混凝土的和易性,降低大體積混凝土的水化熱,控制混凝土的溫差收縮應力。但粉煤灰對混凝土干縮率的影響目前還沒有統一的觀點,有的人認為粉煤灰增大混凝土的干縮率,有的人認為基本無影響。不管粉焊灰是增大還足不影響混凝土的干縮率,它對摻膨脹劑的混凝土的膨脹率是有影響的。在配制補償收縮混凝土時,必須把粉煤灰的量計入到膠凝材料中,即計算膨脹劑摻量時,應把粉煤灰的量一并加到水泥中計算。否則,混凝土的限制膨脹率明顯偏低。
前言：隨著鋼筋砼結構的長大化和復雜化，砼結構裂縫出現的機率大大增加，通常采取的技術措施設置后澆帶。而隨著補償收縮砼應用技術的不斷完善，用膨脹加強帶取代后澆帶的大跨度鋼筋砼結構無縫設計施工新技術也得以大量推廣使用。但該無縫設計與施工方法不是萬能的，在設計、施工、養護的各個階段少有不慎，該無縫設計施工方案都可能失敗。本文結合工程實例介紹補償收縮混凝土無縫設計施工中應注意的問題，以供交流、探討。
1超長鋼筋砼結構無縫設計與施工方法的原理：
在鋼筋砼結構收縮應力最大的地方給予較大的膨脹應力，加強帶一般設在后澆帶處。帶寬2m，帶的兩側分別架設密孔鐵絲網，目的是防止不同配比的砼流入加強帶內。施工時，先澆帶外小膨脹砼（摻入8-10%SY-G），澆到加強帶時，改用大膨脹砼（摻入12-15%SY-G），帶內砼強度等級比兩側砼高1個等級。如此連續澆筑下去，以實現無縫施工。
2鋼筋砼結構無縫設計中應注意的問題
2.1摻膨脹劑的補償收縮砼在進行配合比設計時，試驗室應考慮水泥、粉煤灰活性、各地砂石質量差異，結合試驗中得到的技術參數，確定水泥、粉煤灰單方用量，再計算膨脹劑的摻量。
2.2不同結構部位的抗裂要求不同。底板、樓板相對于剪力墻受到的約束較小，則樓板砼的限制膨脹率相對較小，膨脹劑的摻量較少；而剪力墻因受到樓板、結構柱的約束較大，則其砼的限制膨脹率較大，相應的膨脹劑摻量較大；而加強帶內砼的膨脹劑摻量則更大。
2.3大多數設計圖紙對混凝土的限制膨脹率沒有提出具體要求，造成膨脹劑少摻或誤摻，達不到補償收縮的作用。當采用膨脹劑時，結構設計者在設計圖紙上應注明“補償收縮混凝土水中養護14d的混凝土限制膨脹率”。
2.4由于剪力墻受施工和環境溫濕度等因素影響較大，容易出現縱向收縮裂縫，混凝土強度等級越高，開裂機率越大。工程實踐表明，墻體的水平構造鋼筋的配筋率宜在0.4～0.6%，間距應小于150mm，采取細而密的配筋原則，水平構造筋宜放在豎向受力筋的外側，以利于控制墻體有害裂縫的產生。
2.5混凝土脹縮變形與限制條件有關，而墻與柱的配筋率相差較大，由于應力集中原因，在離柱子1～2m的墻體上易出現縱向收縮裂縫。工程實踐表明，應在墻柱連接處設水平附加筋，長度為2000mm，插入柱子中300mm，插入墻體中大于1500mm，該處配筋率提高10～15%，有利于分散墻柱間的應力集中，避免縱向裂縫的出現。
3.鋼筋砼結構無縫施工中應注意的問題
3.1施工單位認為使用補償收縮砼施工，砼結構裂縫問題就能迎刃而解是錯誤的，除了設計配筋合理和補償收縮砼的配合比保證足夠的限制膨脹率外，施工管理則是關鍵。
3.2膨脹劑摻量有意和無意少摻是補償收縮砼使用的誤區?，F實中某些商品砼廠家從經濟利益出發，有故意少摻或不摻膨脹劑的現象，這樣，膨脹砼就失去了補償收縮作用，開裂現象仍然產生。
3.3有些項目拘泥于膨脹劑的推薦摻量，如某膨脹劑產品推薦摻量為8%～12%，在特殊結構部位用戶卻不敢超過12%，這也是施工使用中的誤區。如后澆帶或膨脹加強帶要用大膨脹率的膨脹砼填充，要求砼膨脹率達到0.035%～0.045%，要摻入14%～15%膨脹劑才能達到。如只限于摻12%就不能滿足設計要求，仍可能開裂。
3.4補償收縮砼的拌和時間要比普通砼延長30秒，以確保膨脹劑和水泥、減水劑等拌和均勻，以提高其勻質性。
3.5補償收縮砼的布料、振搗必須按施工規范嚴格進行，并采取可靠措施嚴防膨脹加強帶內砼流入帶外，帶外砼流入加強帶內。
3.6剪力墻砼裂縫的控制是個難點，即使使用補償收縮砼澆筑墻體，也要以30～40m分段澆筑。每段之間設2m寬膨脹加強帶，并設止水鋼板，可在28天后用大膨脹砼回填澆筑，施工中應嚴格要求砼振搗密實、勻質，且保濕養護不少于14d。
4補償收縮砼養護、維護中應注意的問題：
4.1補償收縮砼要有充分濕養護才能更好的發揮其膨脹性能，補償收縮。膨脹劑與水泥的水化反應大部分在14天完成，因此對摻膨脹劑的砼養護期的要求不低于14天。
4.2施工單位為加快施工進度，剪力墻澆筑砼12小時內就拆除模板，而此時砼的水化熱升溫最高，早拆模板造成散熱快，增加墻內外溫差，易出現溫差裂縫。實踐證明，剪力墻宜用保濕較好的膠合板制模，砼初凝后在墻頂部設水管慢淋養護，墻體宜在6天后拆模，然后用麻布貼墻并噴水保濕養護14天。
4.3底板宜用蓄水養護，冬季施工要用塑料薄膜和保溫材料進行保溫保濕養護，樓板宜采用濕麻袋覆蓋養護。
5工程實踐
以某地下停車場工程為例，該停車場工程共地下三層，基坑開挖深度8.9m，平面結構長118m、寬58.5m，屬超長鋼筋砼結構。設計方案在長向的3等分點設有2條膨脹加強帶，用以代替后澆帶。該項目實施過程中發生如下事項：①在墻柱連接處1～2m范圍內未設水平附加筋；②施工圖會審時，設計單位同意了施工方提出的將加強帶寬度由2000修改為800，并實施；③施工剪力墻加強帶砼時，普通砼流入加強帶內較多，高膨脹率砼也部分流到帶外，且使用的是連續式膨脹加強帶澆筑方法；④剪力墻在完成澆筑砼12h后拆模，對墻體未采取保濕養護措施，只是進行了簡單的淋水養護，且養護時間不足14d；⑤剪力墻完成后，未及時進行后續施工，未及時回填覆土。
負三層、負二層剪力墻拆模后約10天，部分墻面在每跨的三等分處出現了縱向裂紋、裂縫，個別裂縫由樓面上30cm處延伸至上層結構梁底，有的裂縫出現了滲漏水現象，后經專業防水堵漏公司高壓注漿解決了剪力墻滲水質量問題。針對該種情況，在負一層剪力墻鋼筋砼施工中加強了施工管理力度，并進行了14d的保濕養護，后經檢查驗證該層剪力墻面僅有4條細小裂紋。
這是一個失敗的補償收縮砼工程實踐案例，這說明了在超長鋼筋砼結構中使用膨脹加強帶代替后澆帶的無縫設計施工方案，從設計、施工到養護的每個階段都必須嚴格按照補償收縮砼應用技術規程的要求實施，稍有不慎，就可能給工程造成難以挽回的損失。
結語
砼結構的裂縫控制是一項系統工程，涉及到材料、設計和施工和養護四個方面。在材料方面，關鍵措施是在滿足結構要求的前提下，依據工程的特點、部位，合理確定膨脹抗裂劑的摻量和砼配合比，配制出膨脹性能大、補償收縮性能好、施工容易、強度有保證的補償收縮砼。在施工時，針對工程特點和膨脹砼的特性，采取合理的澆筑、振搗、養護等措施，只有采取了得當的綜合措施，才能收到實效。需要指出的是，不是在砼中摻入膨脹抗裂劑后裂縫的問題都能解決，不應該片面強調材料單一因素的作用，而應把合理的材料選擇與嚴密的設計方案，科學的砼配合比，嚴格的施工組織和完善的工藝措施相結合，才能確保砼的施工質量，達到補償收縮砼的結構抗裂目的。
參考文獻
Abstract: ordinary concrete is a very useful building materials, because of its lower limit elongation, in under the action of dry shrinkage, creep, temperature, etc is easy cause craze, leading to concrete engineering, reinforcement corrosion, leakage, affect the use function and service life. Think in terms of the raw materials of concrete, the reasonable use of expansive agent is one of the key to solve the problem. This article describes the concrete expansion agent, this paper analyzes the compensation shrinkage concrete expansion agent preparation and use of the limit, and puts forward appropriate right problems that should be paid attention to the use of concrete expansion agent and shrinkage of concrete cracks in the solution of the problem, for the design, construction and concrete mixing plant technical staff reference.
Key words: reinforced concrete; Expansive agent; Shrinkage of concrete;
中圖分類號：TU528.042文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)
一、混凝土膨脹劑
（一）混凝土膨脹劑及其分類
膨脹劑是在砂漿和混凝土中能通過化學反應產生膨脹的外加劑?；炷僚蛎泟┑闹饕δ苁茄a償混凝土硬化過程中產生的干縮和冷縮?；炷僚蛎泟┯幸韵骂愋停?/p>
1、硫鋁酸鈣類
與水和水泥通過水化反應而生成的鈣礬石混凝土膨脹劑。如明礬石膨脹劑，PPT、UEA、FS、AEA等。
2、氧化鈣類
與水和水泥通過水化反應而生成的氫氧化鈣混凝土膨脹劑。如石灰膨脹劑。
3、硫鋁酸鈣-氧化鈣類
與水和水泥通過水化反應而生成的鈣礬石和氫氧化鈣的混凝土膨脹劑。如CEA。
（二）混凝土膨脹劑作用原理
在自由條件下，將膨脹劑摻入混凝土中，使其與水泥產生水化反應，能產生一定量的膨脹。在限制條件下，使膨脹能力轉變為壓應力，相當于提高混凝土的抗拉強度，改善了內部應力狀態，從而推遲收縮的產生，較好地防止和減少收縮裂縫的出現。
（三）混凝土膨脹劑的適用范圍
1、補償收縮混凝土：地下、水中、海中、隧道等構筑物，大體積混凝土（除大壩外），配筋路面合板、屋面與浴室廁所防水、構建補強、滲漏修補、預應力鋼筋混凝土、回填槽等。
2、填充用膨脹混凝土：結構后澆縫、隧道堵頭、鋼筋與隧道之間的填充等。
3、填充用膨脹砂漿：機械設備的底座灌漿、地腳螺旋的固定、梁柱接頭、構建補強、加固。
4、自應力混凝土：僅用于常溫下使用的自應力鋼筋混凝土壓力管。
5、混凝土膨脹劑的適用還應特別注意：
含硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣－氧化鈣類膨脹劑配制的膨脹混凝土（砂漿）不得用于長期環境溫度為80℃以上的工程。 含氧化鈣類膨脹劑配制的膨脹混凝土（砂漿）不得用于海水或有侵蝕性水的工程。
摻膨脹劑的混凝土只適用于鋼筋混凝土工程和填充性混凝土工程。摻膨脹劑的大體積混凝土，其內部最高溫度控制應參照有關規范，混凝土內外溫差宜小于25℃。摻膨脹劑的補償收縮混凝土剛性屋面宜用于南方地區，其設計、施工應按GB50207《屋面工程質量驗收規范》進行。
二、膨脹劑的補償收縮混凝土的配制和使用限制
膨脹劑的補償收縮混凝土的配制和使用受許多內在與外在條件的限制，如果不能滿足使它發生作用的前提條件，就不能很好的發揮其作用。一般情況下的條件有：(1)約束條件(2)混凝土膨脹率(3)施工條件和技術(4)外加劑的種類和性質(5)水泥和粗細骨料的情況等等。就混凝土本身的一些化學反應過程而言，一直存有一些無法解釋或一些混凝土專家各有各的理論的情況。如有一方面或是幾方面考慮不周，都有可能導致開裂或是滲漏。
1、混凝土的約束分為內部和外部約束,內部主要指混凝土內部變形受到內部鋼筋的限制力；外部指混凝土的變形受到外部的模板、相鄰部位或構件的阻擋與限制，以及各種情況產生和內應力和外應力。在混凝土膨脹劑符合要求的情況下，如果約束力過小，而膨脹率過大會產生變形增大，使混凝土結構疏松、強度降低，最終可能會引起開裂；所以相對而言混凝土膨脹率也不能太大。如果約束過大而混凝土膨脹率過小，則最終膨脹不足以補償干燥、冷縮、碳化等原因造成的收縮，同樣也有可能出現開裂現象。
2、由于我們使用的水泥品種不同大多摻入混合材，活性不盡相同，膨脹劑摻入后水泥的膨脹率也不相同，其摻量應根據實際水泥的情況來試配決定，而不能一味的按照廠家的說明統一摻入8%或是12%。一般膨脹劑應用在混凝土中，都會與減水劑一起摻合使用，我們必須要考慮到減水劑與水泥是否適應，所以在使用前一定要根據設計中的混凝土膨脹率要求、混凝土的施工坍落度要求進行試配，并測定混凝土的限制膨脹率，確定合理的膨脹劑摻量值、減水劑的摻量和品種。當然如果實際膨脹劑的膨脹率不夠、減水劑的減水率不能滿足要求，在試驗室就很難配出合適的配比更不要說在施工現場了。
3、膨脹混凝土在正常工作中，是在有內部和外部約束限制條件下使用的，除設計中應符合《混凝土結構設計規范》規定，在墻體易出現收縮裂縫部位，其水平構造的配筋率宜大于0.4%,水平間距宜小于150mm, 墻體的中部或頂端的300-400mm范圍內水平筋間距宜為50-100mm。墻體與柱子連接部位宜插入長度￠8-10mm、1500-2000mm的加強鋼筋，插入柱子200-300mm，插入邊墻1200-1600mm，其配筋率應提高到10%-12%。結構開口部位和變形出入口部位應增加配筋。施工中要注意養護，不要為了施工方便加大用水量，更不要趕進度未等混凝土強度穩定就進行拆模，至使混凝土早期因應力集中出現細小裂縫，成為潛在的危害。
4、前面提過膨脹劑和減水劑的選擇的重要性，膨脹劑品種很多，目前市場上用的最多的是鈣釩系列膨脹劑。實際工程存在很多問題，首先在膨脹劑的摻量上，配比報告中雖然明確了用量，但一些單位為節約成本原要摻11%，實際配比中摻6%或7%；甚至有的單位使用質量差的品種或偽劣產品，這樣不光是混凝土膨脹率打折扣的問題，一定程度上這種配比或是材料就變得沒有任何意義了。在現場取樣時，我們見到了一個非常嚴重的問題，工人為了操作方便向攪拌車中加水，出料的坍落度至少在190mm，和泵送的自流平混凝土沒有什么區別。像這樣的混凝土加入再多的膨脹劑都于事無補，無法阻止的裂縫和質量問題。這種現像很多施工現場都存在，只是后期好多實物填埋了看不到，所以就會出現開裂，滲漏等一系列的工程質量問題。
5、膨脹劑的摻入會使混凝土的水化熱提高，容易產生溫度裂縫，所以在配制補償收縮混凝土時，水泥的用量不宜過大，選擇水泥時不得選用硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥和高鋁水泥。在粗細骨料的選擇上更要注意，粗骨料粒徑不宜大于30mm，減少細骨料作為填充料的量；要嚴格控制含泥量，因泥或泥塊中往往含有伊利石、蒙脫石、硅藻土等雜質，這些物質吸水后會大于原物質的體積膨脹的幾倍，干燥后失水收縮就很容易產生裂縫現象。要嚴格控制云母含量、硫化物等。細度模數宜選用2.5以上的中砂，砂的細度對膨脹率的影響很大，砂過細比表面積增大，表面吸水率就會大幅提升，同樣重量的砂吸水量就會加大，因水泥化學反應只需要12%-25%的用水量，多余的水份干燥后蒸發，就會在混凝土內形成孔隙，失水收縮很容易產生裂縫。
三、補償收縮混凝土設計與施工
（一）膨脹率的限制
混凝土的限制膨脹率ε2在施工過程的質量控制中起著重要作用。它與混凝土的強度成正相關關系?；炷翉姸忍岣呦拗婆蛎浡室搽S之提高。ε2數值越大,自應力值越高,它的補償收縮、防裂抗滲的能力就越強，反之，則正好相反。因此,限制膨脹率ε2是施工過程中工程防裂抗滲的重要參數。
建筑結構不同部位混凝土的抗裂規范也不盡相同。實踐發現防水工程的混凝土最佳限制膨脹率如下：底板的混凝土限制膨脹率ε2=0.02%～0.025%,側墻的限制膨脹率ε2=0.03%～0.035%,后澆帶的限制膨脹率ε2=0.035%～0.045%。
（二）膨脹劑摻量控制
膨脹劑作為水泥的一部分其摻量的計算方法是按照等量替代膠凝材料的內摻法。為達到補償收縮規定，在實際施工中,是根據不同的部位來確定摻入膨脹劑的數量的。摻量過少起不到作用，摻量過多不一定作用更好，反而可能會造成材料浪費、增加成本，降低效益。例如：對于后澆帶或膨脹加強帶,需要用大膨脹混凝土填充,且需摻14%～15%的膨脹劑才能達到設計要求,如果摻入12%的膨脹劑就肯定不能滿足設計要求,還會引起混凝土開裂。
（三）配合比的控制
在實際的施工操作中，許多施工單位或攪拌站不根據混凝土配合比來摻入膨脹劑。雖然在試驗室中的混凝土配合比是正確的，但許多施工單位和攪拌站專業的設備如膨脹劑計量裝置，施工人員就用斗代秤加料，憑自己的感覺摻入膨脹劑，這樣往往就造成了實際的配合比與實驗室不符。例如實驗室摻入UEA12%，實際施工中卻只摻10％，膨脹劑起不到應有的作用，混凝土不能實現補償收縮的效果，最終造成開裂。因此在實際施工中必須加強膨脹劑摻入比例的監理控制工作，使得配合達合乎施工規范。
（四）延長拌合的時間
實際施工中補償混凝土的拌合時間應當比普通混泥土時間要長，大約要多40秒鐘。這么做是為了使膨脹劑和水泥更好的融合，提高它的均質性，保證混凝土和工程的質量。不摻膨脹劑時,混凝土是否均勻在表面上看不出,但摻膨脹劑后,由于膨脹劑在混凝土中分布不均勻,必然會因膨脹不均勻而引起開裂。有的工地預留摻膨脹劑的混凝土試塊在養護過程中有的發生開裂,顯然是因該部分拌和物含有過多膨脹劑。
結束語
近年來,混凝土膨脹劑得到了廣泛應用,膨脹劑在各種抗裂防滲透工程應用方面取得了良好的經濟和社會效益。但隨著用量的增大，補償收縮混凝土工程裂滲事故有隨用量激增而增多之勢，這是由于部分施工與技術人員對膨脹劑及其使用不夠了解，思想上存在一定的誤區造成的。因此要解決補償混凝土裂縫問題，就要工作人員了解膨脹劑，同時做好補償收縮混凝土的設計與施工管理。
為解決混凝土裂縫問題，提高混凝土抗裂、抗滲能力，設計、材料、施工等方面都采取各種技術措施，就材料而言，國內主要采用摻加膨脹劑以解決混凝土裂縫問題和提高抗滲能力，如何確?；炷僚蛎泟┰诳節B混凝土中有效應用，根據工程實踐，掌握抗滲、抗裂補償收縮混凝土的膨脹機理，控制好材料、配比、施工環節的管理。
一、補償收縮混凝土的抗裂、抗滲機理
補償收縮混凝土的膨脹劑能夠在混凝土拌制的過程中與水泥、水拌和后經水化反應生成鈣礬石（C3A?3CaSO4?32H2O），使混凝土產生體積膨脹，在一定的配筋和鄰位的約束條件下，能使混凝土內部建立0.2～0.7MPa的預壓應力，這一預壓應力可大致抵消混凝土在硬化過程中產生的收縮應力，從而使結構不裂或把裂縫控制在無害裂縫（有防水要求，縫寬小于0.2mm）的范圍內，對混凝土所產生的體積收縮起到補償作用。膨脹劑在水化過程中形成鈣礬石（C3A ?3CaSO4 ?32H20）為膨脹源，這種膨脹結晶是穩定的水化物，填充于毛細孔縫中，使大孔變小孔，使總孔隙率減小，從而增加混凝土的密實性，這是補償收縮混凝土的抗滲原理。
補償收縮混凝土的工作原理：當砼膨脹時，砼中的鋼筋對它的膨脹產生限制作用，鋼筋本身也因與砼一起膨脹而產生拉應力σs，同時砼中產生相應的壓應力σc。
當鋼筋拉應力與混凝土壓應力平衡時，則
Ac?σc=As?σs=As?Es?ε2
設 μ=As/Ac則σc=μ?Es?ε2
式中：σc--混凝土預壓應力，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（也即鋼筋伸長率）%。
由上式可見，σc與ε2成正比例關系，可以通過調整膨脹劑的摻量，使混凝土獲得不同的預壓應力。
因此，混凝土中通過添加膨脹劑可大幅提高抗滲等級，確保其滿足抗滲、抗裂的要求。
二、控制混凝土膨脹劑的品質，掌握膨脹混凝土的膨脹規律。
混凝土膨脹劑作為克服混凝土收縮開裂的一種外加劑，衡量其性能的主要指標是膨脹的大小和轉入空氣中的回縮落差，因此膨脹劑的優劣直接影響混凝土的補償收縮能力，而且直接關系到工程質量。
摻混凝土膨脹劑能否達到補償收縮的要求，還應掌握其膨脹特點：①對水泥品種適應性，試驗表明，用礦渣水泥內摻10%膨脹劑14天限制膨脹率達0.026%，用普通水泥內摻10%膨脹劑14天限制膨脹率達0.013%，轉入空氣中180天的收縮值為-0.011%，而礦渣水泥早期膨脹與轉入空氣中的收縮疊加起來未出現負變形，說明膨脹劑在礦渣水泥中配制補償收縮混凝土效果好（也可普通水泥加礦粉）。②膨脹劑在混凝土中經水化反應生成較多的結晶水化物鈣礬石（C3A ?3CaSO4 ?32H20）使混凝土產生較大的膨脹，這就是混凝土養護需要足夠水分的原因。經不同養護條件對混凝土膨脹效能的試驗表明，試件在7天齡期時，由于試件全部浸在水中，其限制膨脹率相差無幾，7天后，因空干養護水份不足，其限制膨脹率隨齡期增加出現負增長，并且加快。而濕養試件，其最高限制膨脹量一般在28天達到最高，超過28天齡期，仍呈微膨脹趨勢；7天后自然養護（模擬現場每天澆水2次），由于早期得不到充足的水份，混凝土試件的限制膨脹率在3天就出現負增長。
三、合理設計配合比
抗滲、抗裂補償收縮混凝土的設計原則為采取有效的技術措施和可靠的工程經驗，降低水化熱，控制混凝土的早期溫度、提高混凝土的和易性、減少泌水性、減少氣泡含量、減少混凝土的早期收縮（主要是塑性收縮和自收縮）裂縫和減少混凝土的干縮。選擇原材料方面：優先選用抗裂效果好的膨脹劑；優先選用收縮較小、低堿的普通硅酸鹽水泥；摻入緩凝型的復合外加劑，推遲放熱峰值出現的時間，降低溫峰值；膠凝材料體系設計，在保證一定膠凝材料總量前提下，通過降低水泥用量，并摻加一定數量的礦物摻合料，降低水化熱。
四、抗滲、抗裂補償收縮混凝土拌制及運輸
由于加入膨脹劑，抗滲、抗裂補償收縮混凝土攪拌時間應延長至少30S，防止膨脹在混凝土中因分布不均勻導致膨脹不均勻開裂。生產安排要保證施工的連續性，且混凝土澆筑過程中不出現冷縫為準，同時運輸過程中不得出現離析現象。
五.抗滲、抗裂補償收縮混凝土的澆筑
1底板的澆筑：根據伸縮縫或后澆帶的位置分塊澆筑，澆筑時應由一側向另一側，或由中間向兩側或由兩側向中間，單獨一塊底板應一次澆筑完成，不留施工縫。澆筑方式應采用斜向趕漿法。插入式振動捧插入方法應采用交錯式或平行式，但不能混用，插入間距不大于450mm，在澆筑底板與墻板連接部位時，應在底板澆筑完成后稍停0.5-1小時，待沉實后方可澆搗墻板連接部，且在搓平時此處不能用力刮空，避免在連接處出現爛脖子現象。
2墻板的澆筑：應按底板的分塊分別澆筑。澆筑時從中心部位相對依次分層均勻澆筑，每層澆筑高度300-400mm，其目的是使模板均勻受力，防止模板向一側傾斜。振搗時振動捧的間距應不大于450mm，振動時間為30秒左右，同時注意觀察被振搗混凝土表面的氣泡是否排光。墻板應一次澆搗完，避免留設水平施工縫，嚴禁留設垂直施工縫。
3頂板的澆筑：其順序及操作工藝同底板。
4預埋套管、預留孔位置混凝土的澆筑：一般采用相同等級的細石混凝土澆筑，且應在其底部開設澆筑振搗孔，以利于排氣及澆搗，澆筑后再將孔預以封閉。
六、抗滲、抗裂補償收縮混凝土的養護
養護對其抗滲抗裂性能影響極大。特別澆筑后14d水泥硬化速度快，水化生成鈣礬石將毛細孔堵塞，切斷毛細通道，使水泥石致密，強度和抗滲性能迅速提高，強度增長幾乎可達28d強度的80%，14d后水化變慢，強度增長趨緩，因此在混凝土澆搗完畢，完成收水后應覆蓋澆水養護，養護時間不少于14d。有條件的地方底板及頂板以蓄水養護，墻板以噴淋養護為最佳。
七、施工縫的留設及后澆帶混凝土的施工
1施工縫的留設：底板、頂板以橡膠止水帶或后澆帶分塊一次澆筑完成，一般不得留設施工縫，底板與墻板之間施工縫，宜留設在高出底板上表面200-300mm以上的墻上。同時，如墻上設有套管或孔洞時，則施工縫應設在距套管或孔洞不少于300mm處，施工縫的留設多樣，一般留設凹縫，且滲水線路較長，墻板一般不留設施工縫，如必須留設，則應留在結構變形接縫處或后澆帶處。
Abstract: combining the shanxi sports center stadium project examples, this paper introduces the concrete construction of the compensation to ring stand comprehensive technology.
Keywords: ring to stand, compensation shrinkage, concrete engineering, comprehensive technology
中圖分類號：TU528 文獻標識碼：A文章編號：
山西體育中心體育館，建筑面積27220m2，該工程東西長170m，南北最寬處110m，坐席數8102席，主館中間為90×50m比賽場地，最長環向長度可達420m?；炷猎O計強度等級為C30?？磁_設計在場內四周環形設計，除柱外全部采用補償收縮混凝土。且環向看臺結構較薄，又超長, 沒有可供自由伸縮的兩端部，且底部有樁基和支撐柱，缺少可供滑移的條件，對裂縫控制尤為不利。由于看臺結構防水要求高，采用補償收縮混凝土是集結構承重和防水于一體，可有效滿足體育場、館看臺的防水和承重需求。
一、施工特點
1、混凝土試配時摻加UEA混凝土膨脹劑，使混凝土產生適量的微膨脹，以補償混凝土的收縮。膨脹劑具有低堿、高效、后期膨脹較小、強度增進較大的特點，在配置微膨脹混凝土中可抑制堿骨料反應，對混凝土的長期耐久性有利，抗滲防水效果良好。
2、設計鋼筋混凝土采用有限元溫度應力計算，配置溫度筋。
3、施工中通過增設補償收縮混凝土加強帶的方法，實現無縫施工技術。
4、看臺混凝土澆筑時采取一系列控制措施，有效控制了裂縫的產生。
二、施工工藝流程及操作要點
1、施工工藝流程
加強帶的劃分微膨脹混凝土的配置微膨脹混凝土攪拌微混凝土的輸送微膨脹混凝土的澆注微膨脹混凝土的養護
2、操作要點
2.1、加強帶的設置及澆筑方法
體育中心體育館工程看臺屬超長結構，為了防止砼收縮和溫差產生裂縫，原設計留置八條后澆帶，從保證工程質量和滿足建設單位工期要求等方面綜合考慮，我們通過調研考察，并與設計、監理單位協商，在看臺施工中采用了補償收縮砼并設膨脹加強帶的方法，實現了無縫施工。原設計后澆帶寬800mm，現改為2500mm寬的加強帶，內摻膨脹劑，其原理是通過補償收縮砼的膨脹效應以抵御砼產生的收縮裂縫和溫度裂縫。環向看臺砼澆筑順序：連續式---膨脹加強帶混凝土與兩側混凝土同時澆筑；間歇式---膨脹加強帶混凝土與一側相鄰混凝土同時澆筑，而另一側是施工縫，這樣連續循環施工，避免留設后澆帶，從而實現了無縫施工。
2.2、補償收縮混凝土試配
1）、膨脹劑的摻量
環向看臺結構，板厚度較薄，且處于露天狀態，受環境影響較大，因此需對砼裂縫嚴格控制。混凝土配置時膨脹劑摻量需根據圖紙設計中對不同結構部位的限制膨脹率指標要求，采用實際工程使用的材料，經試驗室進行配合比試配后確定。并在澆筑地點制作限制膨脹率試驗的試件，用于進行限制膨脹率試驗。
2）、混凝土坍落度
根據理論和實際經驗，補償收縮混凝土的凝結時間略快，塌落度偏低、塌落度損失略大。膨脹劑摻量一定條件下，混凝土的坍落度越大，混凝土的膨脹率越小。故采用泵送混凝土時，要控制好混凝土坍落度。根據泵送要求，經試驗，確定坍落度控制在140～160mm之間。
2.3、補償收縮混凝土攪拌
嚴格控制攪拌時間，確?；炷涟韬衔锞鶆?。及時測定砂、石的含水量，以便及時調整混凝土級配，嚴禁隨意增減用水量。
2.4、補償收縮混凝土的輸送
混凝土攪拌完成后，采用地泵或汽車泵直接泵送到至作業面，以確保將混凝土規定時間內運至澆筑地。混凝土塌落度損失較大時，摻入適量減水劑恢復塌落度，對強度和膨脹效果幾乎沒有影響。
2.5、混凝土的澆筑
2.5.1、在澆筑混凝土前，模板及鋼筋上的雜物、泥土和鋼筋上的油污等，清洗干凈，模板澆水濕潤，但其底部不能有積水現象。
2.5.2、看臺區域混凝土澆筑時，采用自下而上分段澆筑。澆筑及振搗看臺密肋梁和看臺踏步板的混凝土時，為防止混凝土拌合物沿密肋梁一側吊模模板底部翻涌漏漿，縱向看臺密肋梁與踏步板銜接部分（高度取踏步板，上表皮標高以下范圍內）混凝土同時澆筑。
2.5.3、對于預留插筋或預埋管件（如看臺側面的通風管）應采取固定措施，澆筑時不得碰撞，保證其位置正確，澆筑后再復查其位置，在砼終凝前進行校正。
2.5.4、混凝土振搗不宜多振，也不得少振和漏振，振搗時間為10秒至30秒。混凝土表面隨振搗隨按標高線抹平，混凝土澆筑后適時進行三次以上的抹面，最后一遍在混凝土表面收水時完成，以減少表面塑性裂紋，混凝土強度未達到1.2MPa前嚴禁上人。
2.6、混凝土的養護
看臺板混凝土澆筑完畢后，應立即采用塑料薄膜覆蓋并定時灑水對混凝土進行養護，保證混凝土水化作用所需要的濕度條件，使混凝土在不缺水的情況下進行養護。在高溫條件下施工時，應加強養護；當日平均氣溫低于5℃時，看臺表面用塑料薄膜加阻燃棉被加彩條布養護，不得澆水。這樣既可減少溫度產生的裂縫，也可降低由于混凝土的收縮而產生的約束應力，有效控制裂縫。
三、質量控制要點
1、應符合國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204-2002中的有關條文規定。為此，工程技術人員應根據工程具體情況，編制分項施工方案，向施工人員進行技術交底，貫徹執行上述規范中的條文。
2、原材料的質量應符合相關規范要求，并按規定檢測，計量準確，誤差應控制在規范容許的范圍內。應注意攪拌均勻，加強均勻性檢測，膨脹劑摻量的均勻性標準按離差系數值控制。
表7.2
中圖分類號:TU92
文獻標識碼:B
文章編號:1008-0422(2009)12-0120-02
1引言
現代建筑物正朝著大底盤、超長超高、結構更復雜的方向發展,施工技術也在不斷地發展,如以膨脹加強帶取代后澆帶以實現超長結構的無縫施工是一項近年來興起且廣泛應用的建筑施工新技術,它在預防地下室滲漏、減少施工工期、降低造價等方面作用明顯,因此,對加強帶補償收縮混凝土設計與施工技術進行分析探討具有極強的理論和現實指導意義。
2工程概況
湖南永泰房地產開發有限公司開發的山水庭院一期工程項目,框剪結構,地上11層(共分六棟),地下2層,總建筑面積63391.91m2,其中地下室負2層長155.5m,寬58.2m,底板厚50cm,負一層長133.5m,寬68.6m,底板厚45cm,設計混凝土強度等級為C30,抗滲等級為P6。
由于考慮樓盤交付時間的要求,施工工期較短,按原設計底板留置后澆帶的施工方案會增加施工成本及延長工期,經開發商、設計、監理、施工四方研究論證,在保證工程質量的前提下,決定采用“間歇式”無縫施工的技術方案。
3取消后澆帶的理論依據分析
根據原設計意圖,此后澆帶設置是為了釋放部分混凝土的收縮和變形,屬于伸縮后澆帶。根據《建筑物裂縫控制》中提出的混凝土裂縫間距計算公式:
式中,H――板或墻的計算厚度或高度(mm);
――混凝土的極限拉伸(×10-4);
E――混凝土的彈性模量(×104MPa);
C――地基對混凝土的約束系數(N/mm);
α――混凝土的熱膨脹系數(1×10-5/℃);
T――綜合溫差(℃);
arcch――雙曲余弦的反函數。
由上式可知:伸縮縫間距設計的重要影響因素是混凝土的溫差和收縮值變形。一般總是αT大于,如果我們采取措施,使趨近于
,則式中arcch值∞,可無需設置伸縮縫,這就要降低混凝土溫差和收縮值,或提高混凝土的極限拉伸。于是,采用微膨脹混凝土是一種有效的技術途徑。
研究表明:膨脹混凝土的主要變形有冷縮率St、干縮率Sd、受拉徐變率Ct、極限延伸率Sk、混凝土的限制膨脹率,其中,St及Sd是有害變形,Ct及是有益變形,當D=-(St+Sd-Ct)≤Sk時,混凝土處于受壓狀態不會產生裂縫。
摻有UEA-y的鋼筋混凝土在硬化過程中混凝土產生一定的膨脹,鋼筋約束混凝土的膨脹而受拉,而混凝土未充分膨脹受壓,鋼筋拉力與混凝土的壓力相互平衡。
設為混凝土預壓應力(MPa)、As為鋼筋截面積、μ――配筋率(%)、Ae為混凝土截面積、Es為鋼筋彈性模量(MPa)、為混凝土膨脹率,則有Ae? =As? = As?Es?
,即=μ?Es? 。
可見在配筋率和鋼筋彈性模量確定的情況下,膨脹混凝土自應力與膨脹率成正比。這樣膨脹加強帶的自應力增大,對溫度收縮應力補償能力也增大,從而防止了超長結構的開裂。限制膨脹率隨著UEA-y摻量的增加而增加,可以通過調整UEA-y的摻量使混凝土獲得不同的預壓應力。
4補償收縮混凝土抗裂計算
4.1混凝土中心最高溫度計算
Tmax=(W1Ql+W2Q2+ W3Q3)/rhC(2)
式中:W1、W2、W3分別為單方混凝土、水、UEA-y、粉煤灰用量,見表1。
Q1、Q2、Q3分別為上述材料的水化熱,相應取值為320、300、150kJ/kg。
rh――混凝土容重,取2400kg/m3;
C――混凝土比熱容,取0.96kJ/kg℃。
計算Tmax =(288×320+35×300+50×150)/2400÷0.96=47.8(℃)
混凝土底板沿長度方向的散熱可以忽略,只考慮沿高度方向一維散熱,散熱系數取0.6,則水泥水化熱引起的溫升值T1=47.8×0.6=28.7℃,混凝土的平均入模溫度T2=22℃,預計混凝土中心最高溫度T3= T1+ T2=28.7+22=50.7℃。
4.2混凝土極限拉伸率計算
C30混凝土Rt=2.0MPa,配筋率μ=0.56%,鋼筋直徑d=16mm
=0.5Rf(1+ /d)×10-4
=0.5×2.0×(1+0.56/1.6)×10-4
=1.35×10-4
徐變使混凝土極限拉伸增加,提高了混凝土的極限變形能力。計算混凝土的實際極限拉伸率Sk= (1+0.5)=2.03×10-4。
4.3溫差變形率計算
施工期間預計環境溫度平均為T4=20℃
混凝土結構在升溫時內部產生壓力,而降溫過程中產生拉應力,由于混凝土受到鋼筋和基礎約束,取約束系數R=0.6。最不利的情況是,設混凝土中心最高溫度降至環境溫度時,產生冷縮最大值為:
St=1.0×10-5×(T3- T4)×R=1.84×10-4
4.4計算干燥收縮率
Sd(t)=3.24×10-4 (1-e-0.01t)m1m2…mn
式中的m1m2…mn為影響因素,t為時間。
水泥品種:m1=1.00;水泥細度:m2=1.20;骨料:m3=1.00;水灰比:m4=1.10;
水泥漿量:m5=1.20;養護時間:m6=1.10;環境濕度:m7=0.90;約束:m8=0.6
代入公式得:Sd(28)=0.75×10-4。
4.5混凝土的限制膨脹率
考慮試驗室與施工現場養護條件的差別,本工程混凝土的限制膨脹率設計值 =2.9×10-4。
4.6混凝土最終變形值
補償收縮混凝土最終收縮變形D=- St- Sd =2.9×10-4-1.84×10-4-0.75×10-4=0.31×10-4
由于混凝土最終變形為正,混凝土呈受壓狀態,所以混凝土不會開裂。
5地下室底板超長結構加強帶設置
加強帶設計原理是在結構收縮應力最大的地方給予相應的膨脹應力補償。本工程具體做法,UEA-y加強帶底寬2m,上寬2.4m,帶的一側為臺階型,帶之間增加1/3的水平構造鋼筋,帶的兩側分別鋪設密孔鐵絲網,防止小膨脹混凝土流入加強帶。加強帶的混凝土采用C35/P8,施工縫應鑿毛清冼干凈,用摻UEA-y=13%的混凝土澆入加強帶,隨后用小膨脹混凝土澆注帶外地段,見圖1、圖2。
6補償收縮混凝土混凝土配合設計
本工程地下室有汽車停車場、配電房,且面積較大,絕對不能有漏水?；炷翍凶銐虻难a償收縮性能,故選用三摻技術來設計該工程混凝土配合比。
6.1原材料選用
(1)水泥:采用散裝32.5級普通硅酸鹽水泥,水泥7d水化熱不大于270kJ/kg,C3A含量在8%以下,3d強度19.2MPa,28d強度39.2MPa。
(2)砂:采用本地質地堅硬,級配良好的天然河砂,細度模數為2.6~2.8,含泥量不大于l%,能有效地減少用水量,水泥用量也可相應減少,降低了混凝土溫升并減少了混凝土的收縮。
(3)石子:采用本地5~40mm連續級配的機制碎石,含泥量不大于1%,針片狀含量不大于10%,空隙率少于40%。
(4)UEA-y高效膨脹劑:可在結構中建立 σc=0.2~0.7MPa的預壓應力,來補償混凝土在硬化過程中產生的收縮引起的拉應力。
(5)粉煤灰:選用I級灰,細度為10%,燒失量2.5%,28d抗壓強度比78%,由于粉煤灰的火山灰活性作用,孔的細化作用,內核作用和、吸附作用,可以提高混凝土的力學性能與耐久性,并改善混凝土的和易性。
(6)木質素磺酸鈣:降低單方混凝土的用水量,減少混凝土干縮量,輕微引氣能提高混凝土的抗滲性能,對耐久性有利。在木質素磺酸鈣溶液中加入硫酸鹽活性激發劑,能加速粉煤灰的火山灰反應。
6.2施工配合比的確定
混凝土單方水泥用量越大,用水量越多,則收縮變形越大。摻人微引氣的減水劑不僅使混凝土的和易性明顯改善,同時又減少了約8%左右的拌合用水,減水后使混凝土回縮量減小。
混凝土骨料中的砂采用中砂,根據有關資料及試驗表明:當采用細度模數為2.8、平均粒徑為0.381的中砂,比采用細度模數為2.1、平均粒徑為0.336的細砂,每1m混凝土可減少用水量20~25kg,水泥用量可相應減少25~35kg。
在配合比設計時,考慮摻加適量的I級粉煤灰及高效膨脹劑,用適量I級粉煤灰取代水泥,可使水泥的顆粒級配更加合理化。在I級粉煤灰的微填充效應和形貌效應作用下,能使混凝土水單方用量適當減少,加上I級粉煤灰的自生收縮是膨脹變形,這對混凝土抗裂是有利的;摻加一定量的高效膨脹劑來補償混凝土收縮引起的拉應力。
通過試驗室六個配合比各項性能的綜合評價,確定了施工配合比,見表1、表2。
混凝土拌合物和易性好,不離析,不泌水,混凝土強度、膨脹率均達到試配要求。
7地下室底板超長結構加強帶混凝土施工工藝
7.1混凝土攪拌及運輸
施工現場采用750自落式攪拌機一臺,砂、石、水、減水劑電子計量,水泥、UEA-y、粉煤灰由專人計量投放,混凝土攪拌采用減水劑后摻法,攪拌時間為2min,坍落度嚴格按設計要求控制在4.0~6.0cm,定時檢測混凝土坍落度,間接控制水灰比。當砂、石含水率發生變化時,及時調整施工配合比,使混凝土的工作性能達到最佳狀態。
混凝土運輸采用拖拉機水平運輸、塔吊垂直運輸相結合。
7.2混凝土澆筑及養護
由于南邊圍護發生問題,I加強帶改為“Z”字型。底板澆筑后進行兩次壓面再進行表面拉毛,以消除混凝土沉降裂縫及表面塑性收縮微裂縫。
混凝土表面具體處理程序:初凝前一次抹壓臨時覆蓋保濕養護混凝土終凝前1～2h掀膜兩次抹壓覆蓋保濕養護。混凝土終凝后設專人澆水養護,保證混凝土表面潮濕狀態,養護時間10~14d。
7.3混凝土施工質量評價
由于各部門積極配合,工程進展順利,底板混凝土澆筑完成至今已有3年多,未發現裂縫和滲漏現象,底板試塊留置41組,平均強度34.8MPa,最小值為30.2MPa,混凝土立方體抗壓強度的標準差Sfcu=2.86。
8結語
通過以上工程實踐表明,地下室底板超長結構不設后澆帶采用補償收縮混凝土加強帶是可行的,補償收縮混凝土配合比應綜合考慮混凝土的強度及限制膨脹率兩個指標,以滿足工程要求。加強帶處應考慮結構收縮應力的構造筋,利用三摻技術,可明顯改善混凝土的性能,提高混凝土早期抗裂能力,加快施工速度,縮短工期,降低造價。
參考文獻:
[1]王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京:中國建筑丁業出版社,2002.
[2]中國建筑材料科學研究院.超長鋼筋混凝土結構無縫設計與施工.1999.
