【摘 要】通過工程實(shí)例介紹超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采用膨脹加強(qiáng)帶替代后澆帶的施工技術(shù)要點(diǎn),說明只要設(shè)計(jì)合理,嚴(yán)格施工,超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)無縫施工不僅是可行的,而且有更好的整體防水效果。
【關(guān)鍵詞】ZY膨脹劑;超長混凝土結(jié)構(gòu);無縫施工
1 工程概況
該工程地下車庫長86.4m,寬57.0m,頂板厚550mm,地下車庫混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30,P6。
本工程為超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),若按一般方法施工,為了減少混凝土的收縮開裂,需每隔20—40m留一條后澆帶。而根據(jù)規(guī)范規(guī)定,后澆帶需42d以后(待混凝土收縮基本穩(wěn)定),才能用膨脹混凝土將后澆帶回填,這樣顯然會(huì)延長工期;而且由于后澆帶混凝土澆筑的時(shí)間差,在新老混凝土連接處常常產(chǎn)生塑性收縮或干燥收縮裂縫。設(shè)置后澆帶的初衷是防止結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫,但由于種種原因,常常是人為地在后澆帶處造成兩條貫穿裂縫,易引起漏水,造成鋼筋銹蝕,進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)安全,處理不好常常會(huì)成為滲漏的隱患;此外后澆帶混凝土與先澆混凝土的結(jié)合比較薄弱,會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體性和安全性。
由于業(yè)主在工期上要求比較緊,同時(shí)為了提高結(jié)構(gòu)的整體性,保證工程的防水質(zhì)量,經(jīng)業(yè)主和設(shè)計(jì)同意,決定本工程地下車庫采用超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工技術(shù)和自防水技術(shù),用膨脹加強(qiáng)帶代替后澆帶,實(shí)現(xiàn)超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的無縫施工。
2 膨脹混凝土
要想不設(shè)伸縮縫,必須設(shè)法降低混凝土的水化熱和收縮,控制混凝土因溫差或收縮引起的拉應(yīng)變不大于混凝土的極限拉伸,混凝土才可以不設(shè)伸縮縫而不導(dǎo)致開裂。
無縫施工的思路是以“抗放兼施, 以抗為主”為原則,其基本原理是根據(jù)收縮應(yīng)力的分布,用相應(yīng)的膨脹應(yīng)力予以補(bǔ)償。在收縮應(yīng)力較大的部位摻加膨脹劑做成膨脹加強(qiáng)帶,其它部位拌制微膨混凝土從而取消后澆帶,實(shí)現(xiàn)無縫施工。
膨脹混凝土是解決混凝土開裂比較理想的材料,在混凝土中摻加適量的ZY膨脹劑,通過水泥的化學(xué)反應(yīng),使混凝土產(chǎn)生適量膨脹,當(dāng)砼膨脹時(shí)對(duì)鋼筋產(chǎn)生拉應(yīng)力,與此同時(shí)鋼筋也對(duì)砼產(chǎn)生了相應(yīng)的壓應(yīng)力,在鋼筋和鄰位限制下,這種鋼筋混凝土在結(jié)構(gòu)中建立0.2~0.7MPa的預(yù)壓應(yīng)力,可大致抵消混凝土收縮時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力,防止或大大減輕混凝土硬化過程產(chǎn)生的收縮裂縫。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同的部位,調(diào)整ZY摻加量,在結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力最大的部位采用大膨脹混凝土(即用膨脹加強(qiáng)帶),在結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力較小的部位采用微膨脹混凝土,以使混凝土的收縮拉應(yīng)力得到大小適宜的補(bǔ)償(膨脹加強(qiáng)帶示意圖見圖1)。采用這種辦法,不留后澆帶,實(shí)現(xiàn)混凝土連續(xù)澆筑,可以大大加快施工進(jìn)度,減少后澆帶處理給施工帶來的麻煩和給工程質(zhì)量帶來的隱患,提高結(jié)構(gòu)的整體性和安全性,并可節(jié)約工期和施工管理費(fèi)用。
同時(shí),水化反應(yīng)生成的鈣釩石晶體屬針狀、棒狀晶體,填充、切斷、堵塞混凝土的毛細(xì)孔,使混凝土的抗?jié)B能力大大提高,從而達(dá)到混凝土結(jié)構(gòu)自防水的目的。
3 ZY膨脹劑性能特點(diǎn)簡述
ZY膨脹劑是用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的特制膨脹熟料、石膏和膨脹穩(wěn)定劑共同粉磨而制成的第四代膨脹劑。ZY的膨脹效能更高、質(zhì)量更穩(wěn)定、含堿量低、對(duì)混凝土坍落度影響小,是一種摻量低、技術(shù)先進(jìn)的硫鋁酸鈣類混凝土膨脹劑。
ZY產(chǎn)品獨(dú)特的性能特點(diǎn):
(1)膨脹效能高。摻6%ZY的限制膨脹率遠(yuǎn)大于摻市售UEA12%的限制膨脹率。可在混凝土中建立0.2—0.7MPa自應(yīng)力值,補(bǔ)償混凝土收縮,增強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂能力。
(2)堿含量低。ZY堿含量R20≤0.3%,混凝土不會(huì)因ZY的摻入而產(chǎn)生任何堿—骨料反應(yīng)。
(3)摻量低。在混凝土中摻入6%左右ZY即可達(dá)到預(yù)期的膨脹效果,而一般膨脹劑摻量為12%左右。在同性能條件下,ZY的摻量相對(duì)于一般膨脹劑可以減少50%左右,其可比價(jià)格有明顯優(yōu)勢。
(4)施工性能好。ZY對(duì)混凝土坍落度沒有影響,對(duì)水泥及其它混凝土外加劑適應(yīng)性更好。適用于商品混凝土和現(xiàn)場泵送混凝土。
(5)超高活性。因系提取物料旋窯高溫?zé),充分參與水化反應(yīng),因而能等量取代水泥,減少水泥用量。
(6)增強(qiáng)性能好。ZY對(duì)混凝土早期強(qiáng)度有增強(qiáng)作用,后期強(qiáng)度穩(wěn)定增長,真正做到等量替代水泥。而一般膨脹劑會(huì)降低混凝土早期強(qiáng)度。
(7)大大提高了混凝土抗?jié)B性,可大幅度提高結(jié)構(gòu)自防水功能。
4 膨脹混凝土施工技術(shù)要求
4.1 膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)置
所謂“無縫設(shè)計(jì)”是個(gè)相對(duì)概念,根據(jù)結(jié)構(gòu)情況,可無縫或少縫,以摻加ZY膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土為基本材料,以加強(qiáng)帶取代后澆帶連續(xù)澆筑超長混凝土結(jié)構(gòu)。根據(jù)本工程混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析并結(jié)合設(shè)計(jì)要求,確定膨脹加強(qiáng)帶與原設(shè)計(jì)圖紙上的后澆帶位置相同,用2m寬加強(qiáng)帶代替后澆帶,實(shí)現(xiàn)連續(xù)澆筑。帶內(nèi)采用設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)比相鄰非加強(qiáng)帶混凝土強(qiáng)度等級(jí)高一級(jí)的混凝土。膨脹加強(qiáng)帶邊緣每側(cè)設(shè)密孔鐵絲網(wǎng),目的是防止不同配比的混凝土流入加強(qiáng)帶內(nèi)。施工時(shí),先澆注帶外小膨脹混凝土(摻6%~8%ZY),澆到加強(qiáng)帶時(shí),改用大膨脹混凝土(摻8%~10%ZY)。
4.2 加強(qiáng)帶配筋的注意事項(xiàng)
4.2.1 帶寬2.0m,帶的兩側(cè)布置5mm 的密孔鋼絲網(wǎng),將帶內(nèi)混凝土與帶外混凝土分隔開,鋼絲網(wǎng)垂直布置在上下層鋼筋之間,兩端分別綁扎在上下層鋼筋上。
4.2.2 帶內(nèi)增設(shè)10 %~15 %的水平溫度鋼筋,均勻布置在上下層鋼筋上,水平溫度鋼筋垂直于膨脹加強(qiáng)帶長度方向進(jìn)行分布,兩端各伸出膨脹加強(qiáng)帶0.5 m,并固定在上下層鋼筋上。
4.3 膨脹混凝土施工
4.3.1 膨脹混凝土配合比、原材料計(jì)量
膨脹混凝土的配合比(見表1)。水泥、砂、石、外加劑、膨脹劑、粉煤灰、水必須經(jīng)過計(jì)量后才能投入攪拌機(jī),計(jì)量誤差應(yīng)符合下列要求:水泥、外加劑、膨脹劑、粉煤灰、水為土1;砂、石為±22。
4.3.2 二次抹面
在完成ZY混凝土澆筑工序后,為防止混凝土在硬化過程中出現(xiàn)表面龜裂現(xiàn)象,要及時(shí)進(jìn)行二次抹面處理工序:在混凝土初凝以后、終凝之前,先人工用木抹子拍打,使混凝土的漿液滲出;然后再用力進(jìn)行抹壓,直至抹壓平整,隨即用塑料薄膜覆蓋。
4.3.3 養(yǎng)護(hù)
ZY混凝土的養(yǎng)護(hù)非常重要,這是由于ZY混凝土中形成的膨脹結(jié)晶——鈣釩石需要大量的水,否則就影響膨脹效能。因此在每一塊混凝土澆筑、抹面完成后,能上人時(shí),及時(shí)用塑料薄膜覆蓋其表面,再鋪上麻袋片或草席,混凝土硬化3—4h后,頂板筑堰蓄水3—5cm進(jìn)行養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)期不少于14d。以上養(yǎng)護(hù)措施的實(shí)施對(duì)地下室應(yīng)用超長無縫結(jié)構(gòu)的成功起到了非常重要的作用。養(yǎng)護(hù)工序完成后的頂板混凝土不能長時(shí)間暴曬,應(yīng)及時(shí)作柔性防水層和保溫層。
4.3.4 接茬處理
在ZY混凝土施工中,接茬的處理很重要。在頂板施工中,膨脹加強(qiáng)帶的施工可采取連續(xù)施工,也可采用間歇施工,若需要停頓施工時(shí),其茬口要留在膨脹加強(qiáng)帶的一側(cè),下次施工前把硬茬清理干凈,充分潤濕后,用大膨脹混凝土填充加強(qiáng)帶,然后再繼續(xù)澆筑ZY混凝土。
5 結(jié)語
超長無縫混凝土結(jié)構(gòu)是以補(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)澆筑超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一種新工藝。本工程實(shí)踐表明,以ZY膨脹加強(qiáng)帶取代后澆帶,可實(shí)現(xiàn)超長構(gòu)筑物的連續(xù)澆注作業(yè),不但可在地下工程和自來水、污水處理工程中應(yīng)用,獲得整體防水的效果,縮短施工期,而且對(duì)于非防水的現(xiàn)澆建筑樓板的施工,同樣可以達(dá)到克服有害裂縫、加快施工進(jìn)度、減少模板周轉(zhuǎn)的顯著效果,是一種切實(shí)可行的方法,而且具有一定的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)
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[2]張俊利,新型混凝土外加劑的選用,中國建材工業(yè)出版社,北京,2003