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膨脹加強(qiáng)帶的應(yīng)用原理與施工技術(shù)探討
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摘 要:介紹了在超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用膨脹加強(qiáng)帶的技術(shù)原理,并結(jié)合實(shí)際工程,闡述了膨脹加強(qiáng)帶的施工技術(shù)要點(diǎn),總結(jié)了膨脹加強(qiáng)帶在超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用具有的優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞:加強(qiáng)帶,膨脹劑,超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu) 房屋受到溫度變化和混凝土收縮等因素的影響,會(huì)使房屋產(chǎn)生變形、開(kāi)裂甚至破壞。為了防止房屋破壞,通常采用變形縫將房屋分成幾個(gè)獨(dú)立變形的部分,使各部分能獨(dú)立變形、互不影響。但是,在實(shí)際工程中,設(shè)置變形縫會(huì)使結(jié)構(gòu)復(fù)雜,施工困難,材料用量較多,工程造價(jià)增加;并且在地震力作用下,各個(gè)部分相互碰撞,易造成震害,不但引起結(jié)構(gòu)局部破壞,還使建筑裝飾材料也造成破壞,增加了震后修復(fù)工作。 在超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶,不但有利于解決溫度變化和混凝土收縮等因素對(duì)房屋結(jié)構(gòu)安全的影響,而且具有如下優(yōu)點(diǎn): 1) 構(gòu)造簡(jiǎn)單,施工方便,周期短; 2) 材料用量較少,易于控制工程造價(jià),經(jīng)濟(jì)性好; 3) 保持結(jié)構(gòu)的整體性,有利于結(jié)構(gòu)抗震。 因此,膨脹加強(qiáng)帶在超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用方面已產(chǎn)生較大的效應(yīng)。1 技術(shù)原理 由于普通混凝土存在收縮導(dǎo)致開(kāi)裂破壞,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般是以設(shè)置臨時(shí)性收縮變形縫的方法釋放大部分收縮應(yīng)力,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后再以較大膨脹量的混凝土回填此縫。膨脹加強(qiáng)帶的技術(shù)原理是在帶內(nèi)混凝土中摻加適量膨脹劑,通過(guò)水泥水化產(chǎn)物與膨脹劑的化學(xué)反應(yīng),使混凝土產(chǎn)生適量膨脹,在鋼筋和臨位混凝土的約束下,在鋼筋混凝土中產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力,使結(jié)構(gòu)的收縮拉應(yīng)力得到大小適宜的補(bǔ)償,從而達(dá)到防止混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂破壞的目的。加強(qiáng)帶設(shè)置在混凝土收縮應(yīng)力發(fā)生最大的地方,通常是房屋長(zhǎng)度方向的中間,對(duì)于超過(guò)普通混凝土伸縮縫設(shè)置距離過(guò)長(zhǎng)的且要求連續(xù)無(wú)縫施工的混凝土結(jié)構(gòu),可以在適當(dāng)部位設(shè)置多條膨脹加強(qiáng)帶。大量的工程實(shí)踐證明,采用膨脹加強(qiáng)帶,可以連續(xù)施工超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)不留縫而不裂,減少了分縫處理帶來(lái)的麻煩,大大縮短了工期,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。2 工程概況 某科技樓工程總長(zhǎng)78 m ,寬75 m ,地下室底板厚度0. 5 m ,側(cè)墻高6 m ,厚0. 3 m ,混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C35 ,抗?jié)B等級(jí)S10 ;地下室頂板厚0. 2 m ,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30 。由于本工程為大型民用建筑,質(zhì)量要求十分嚴(yán)格,而且要求盡量縮短工期,以求盡快投入使用;又鑒于該工程地下室底板屬超長(zhǎng)超厚鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),如果采用常規(guī)的方法施工,估計(jì)會(huì)遇到許多技術(shù)難題。因此,根據(jù)工程情況和施工技術(shù)要求,本工程采用超長(zhǎng)連續(xù)無(wú)縫施工,在整個(gè)平面上設(shè)計(jì)“十”字形膨脹加強(qiáng)帶。3 膨脹加強(qiáng)帶做法 膨脹加強(qiáng)帶的做法主要有三個(gè)要點(diǎn): 1) 帶寬2. 0 m ,帶的兩側(cè)布置 5 mm 的密孔鋼絲網(wǎng),將帶內(nèi)混凝土與帶外混凝土分隔開(kāi),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。 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(zhǎng)度方向進(jìn)行分布,兩端各伸出膨脹加強(qiáng)帶2. 0 m ,并固定在上下層 鋼筋上。 3) 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)的混凝土進(jìn)行澆筑,外摻適量膨脹劑。 本工程膨脹加強(qiáng)帶的做法如圖1 所示,帶內(nèi)混凝土外摻12 % 膨脹劑,比帶外混凝土膨脹劑摻量高2 % 。 4 施工要點(diǎn)4. 1 配合比
4. 1. 1 原材料 1) 水泥:強(qiáng)度等級(jí)不小于325 ,本工程采用的水泥強(qiáng)度等級(jí)為425 ; 2) 砂:中粗砂,細(xì)度模數(shù)2. 6~2. 9 ,含泥量小于1 %; 3) 石子:5 mm~31. 5 mm 連續(xù)級(jí)配碎石或碎卵石,含泥量小于1 %; 4) 粉煤灰:二級(jí)分選粉煤灰; 5) 防水劑:江西武冠材料股份有限公司產(chǎn)WG-HEA 高效抗裂防水劑。4. 1. 2 HEA 泵送混凝土要求 1)坍落度:出機(jī)坍落度16 cm~18 cm,經(jīng)1 h 后為14 cm~16 cm,以滿足泵送要求; 2) 凝結(jié)時(shí)間:4 h~6 h ; 3) 限制膨脹率:水養(yǎng)14 d ,膨脹率大于0. 03 %;4. 1. 3 HEA 設(shè)計(jì)參數(shù) 膠凝材料總質(zhì)量: B = C + HEA + FA 。 HEA 摻量: HEA = HEA / B = 12 %。 混凝土配合比經(jīng)過(guò)試配合格后才能使用,并按JCJ 55-2000普通混凝土配合設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。4. 2 混凝土的拌制與質(zhì)量控制 施工單位和混凝土攪拌站對(duì)使用的輸送和計(jì)量設(shè)備進(jìn)行檢查,確保施工期間的正常使用,進(jìn)場(chǎng)的原材料進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān),必須符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)場(chǎng)加強(qiáng)管理,有明確的生產(chǎn)記錄,并對(duì)混凝土質(zhì)量控制要求如下: 1) 各種原材料必須符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),并檢驗(yàn)合格后才能入庫(kù)。 2) 定期校驗(yàn)計(jì)量設(shè)備,水泥、粉煤灰、用水量、HEA、減水劑計(jì)量誤差不得超過(guò)±1 % ,石子不得超過(guò)±2 %。 3) 投料順序?yàn)椋荷?、石、水泥、HEA、粉煤灰、水,攪拌時(shí)間應(yīng)比普通混凝土延長(zhǎng)30 s~60 s。 4) 由于砂、石材料的含水率經(jīng)常變化,因此拌和混凝土應(yīng)以坍落度為準(zhǔn),施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁更改配合比所設(shè)計(jì)的含水量。 5) 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)按國(guó)家有關(guān)規(guī)定留取混凝土試塊。4. 3 混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)
4. 3. 1 混凝土的澆筑 混凝土的澆筑采用連續(xù)施工方式施工。施工時(shí),按計(jì)劃開(kāi)始從一側(cè)澆筑混凝土,分層梯式前進(jìn),每層混凝土振搗密實(shí),不得漏振或過(guò)振。加強(qiáng)帶外混凝土采用小膨脹混凝土澆筑,當(dāng)澆筑到加強(qiáng)帶時(shí)采用上述配合比的混凝土施工,澆筑至另一側(cè)時(shí)又改用小膨脹混凝土澆筑,如此循環(huán)下去,直至連續(xù)澆筑完畢。4. 3. 2 混凝土的養(yǎng)護(hù) 混凝土的收縮變形主要發(fā)生在早期,因此前期的養(yǎng)護(hù)工作至關(guān)重要。在混凝土初凝前,用木壓子抹壓表面,以防出現(xiàn)裂縫。其養(yǎng)護(hù)時(shí)間從混凝土初凝后開(kāi)始,采用蓄水或蓋麻袋澆水,保濕保溫養(yǎng)護(hù)14 d ,既保證混凝土水化用水又控制混凝土內(nèi)外溫差在25 ℃以內(nèi)。混凝土的養(yǎng)護(hù)是保證混凝土質(zhì)量的最重要的措施之一,養(yǎng)護(hù)期間必須有專人負(fù)責(zé),杜絕出現(xiàn)干燥情況,確?;炷劣不捻樌M(jìn)行。5 結(jié)語(yǔ) 在超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)中采用膨脹加強(qiáng)帶,可以連續(xù)施工超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)而不留縫,減少了分縫處理帶來(lái)的麻煩,大大縮短了工期,體現(xiàn)了構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便的設(shè)計(jì)理念。
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