膨胀混凝土加强带

膨胀混凝土加强带 摘 要: 在超长混凝土结构施工中使用后浇带技术会给施工带来很多的不便, 如果在某一工程中采用膨胀混凝土加强带技术则可以消除这些问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 , 并可增强混凝土的强度, 加快工期。 关键词: 膨胀; 超长混凝土结构; 后浇带; 混凝土; 加强带 在工业与民用建筑结构中,一般现浇的连续墙式结构、地下构筑物及设备基础等是容易由温度收缩应力引起裂缝的结构,这类工程均以永久伸缩缝或施工缝来释放温度应力。但留伸缩缝不仅麻烦,而且容易漏水并对抗震不利。目前,通常在一些重大工程中采用临时性的伸缩缝即后浇带(后浇缝)的办法来控制裂缝,这种缝根据具体条件,保留一定时间后,再进行填充封闭,后浇成连续整体的无伸缩缝结构。设置后浇带能部分的解决施工过程中结构的沉降差,同时将混凝土在浇筑前期由于水泥水化热升温膨胀后,在降温过程中产生的拉应力予以消散。然而,在实际施工操作过程中,后浇往往带来一些问题。 1 后浇带在施工中存在的问题 1.1 留于基础底部结构的后浇带,将历经整个结构施工过程,直至结构封顶,对于高层建筑需要几个月甚至几年的时间,在这段时间内,后浇带中将不可避免地落进各种各样的垃圾杂物,由于底部结构钢筋较粗较密,使得清理工作非常艰难。 1.2 后浇带贯穿整个地下、地上结构,所到之处遇梁断梁,遇板断板,给施工带来很多不便,影响施工进度。 1.3 在后浇带灌充混凝土前,需将两侧混凝土凿毛,施工非常困难,而有些结构混凝土与后浇带混凝土浇筑时间间隔数月,新老混凝土的粘结强度很难保证,又由于浇筑时间差,造成这些结构的混凝土的干缩大部分已于后浇带灌充前完成。因此,后浇带混凝土的干缩极易在新老混凝土的连接处产生裂缝。设置施工后浇带的初衷是防止混凝土裂缝的产生,而后浇带处理不好却人为地在每条后浇带处造成两条贯穿裂缝,引起漏水。 2 膨胀混凝土加强带的应用 如果取消或尽早灌充后浇带混凝土,将基本上克服这些诸多困难,给施工带来很多便利。采用以膨胀混凝土加强带取代后浇带的连续浇筑无缝施工技术,通过在某工程的应用,不仅消除了这些问题,还增加混凝土的密实度,提高了混凝土的强度及抗裂、防渗性能。同时缩短工期,效果显著。 2.1 工程概况 工程设计为地下室二层结构,地下停车库平面尺为100 ×120m ,底板厚度500mm ,侧墙厚度300mm ,顶板厚度400mm ,工期很紧张。为加快工程进度,提高工程质量,减少因后浇带设置而产生施工不便,对顶板采用以高效CSA 膨胀加强带取代后浇带,实施长结构连续无缝施工,这种高效CSA 膨 胀剂采用以无水硫铝酸钙为主要矿物的熟料,配入适量的石膏制成的,因此碱含量极低(R2O ?0. 3 %) ,不会对混凝土产生任何碱害。 2.2 抗裂分析 2.2.1 温升顶板设计强度为C40 ,配合比设计使用42. 5 等级普硅水泥,由于水化热引起混凝土内部绝热温升: Tmax = W 3 Q/ (γ3 C)式中Tmax ———绝热温升( ?) ,是指在结构四周无任何散热条件、无任何损耗的条件下,水泥与水化合后产生的反应(水化热) 全部转化为温升的最高温度; W ———每立方米混凝土中水泥的实际用量(kg/ m3 ) ,取450 kg/ m3 ; Q ———水泥水化热(J / kg) ,其28 天的水化热为450. 16 ×103 ; C&nbs p;———混凝土的比热,J / ( kg 3 ?) , 取0. 96 ×103J / (kg 3 ?) ; γ———每方混凝土的重量( kg/ m3 ) ,取2450 kg/ m3 。 则混凝土水化热引起混凝土内部绝热温升为: Tmax = 450 ×450. 16 ×103 / (0. 96 ×103×2450) = 86. 1 ? 考虑到顶板为表面二维散热,散热系数为0. 3 —0. 4 ,则由水化热引起的温升值 T1= 0. 4 TmaxT1 = 0. 4 ×86. 1 = 34. 4 ? 这个工程施工期间的气候为20 —25 ?,取其平均差值T2 = (25 - 20) / 2 = 2. 5 ? 2.2.3 最大冷缩值 混凝土的最大冷缩值为:εmax = а( T1 +T2 ) , а为混凝土线膨胀系数1. 0 ×10 - 5εmax = 1. 0 ×10 - 5 ×(34. 4 + 2. 5) = 3. 69×10 - 4 2.2.4 混凝土收缩值 混凝土1 个月后收缩值ε1 可按下面经验公式计算: εy (t ) = 3. 24 ×10 - 4 (1 - e - 0. 01t ) m1 m2„„m10 ,式中m1 m2 „„m10 为各 种因素影响系数。在这里只考虑水灰比和环境湿度 影响,取m4 = 1. 21 , m7 = 1. 13则ε1 (30) = 3. 24 ×10 - 4 (1 - e - 0. 01 ×30 )×1. 21 ×1. 13 = 1. 15 ×10 - 4 2.2.5 混凝土的极限拉伸值 混凝土的极限拉伸εp ,考虑配筋和徐变影响,按下式计算: εp = 0. 5Rf (1 + P/ d) ×10 - 4 ,其中Rf 为抗裂设计强度,P 为配筋率,d 为钢筋直径,设配筋率0. 4 ,钢筋直径为20mm , Rf 取2.0 εp = 0. 5 ×2. 0 ×(1 + 0. 4/ 2) ×10 - 4 =1. 2 ×10 - 4 考虑混凝土的徐变影响,偏安全地假设为单性极限的0. 5 倍,则混凝土最终极限拉伸: εp = (1 + 0. 5) 1. 2 ×10 - 4 = 1. 8 ×10 - 4 2.2.6 混凝土的最终变形值 则混凝土的最终变形:D =Σi -ε1 -εmax(Σi 为单位混凝土加HEA 膨胀剂后的补偿收缩变形量,取4. 10 ×10 - 4 ) D = (4. 10 - 1. 15 - 3. 69) ×10 - 4 = 0.74 ×10 - 4 由于混凝土的最终变形D = 0. 74 ×10 - 4小于极限拉伸εp = 1. 8 ×10 - 4 ,所以混凝土不会开裂,可以实施超长结构无缝施工。 3 膨胀加强带的设置 3.1 膨胀加强带要求设置在混凝土收缩应力发生的最大部位,一般也就是长度方向的中间位置,在顶板长度和宽度方向上各每间隔30m 设一条加强带,带宽1. 5m ,带的两侧上下层钢筋之间设置Ф6mm 钢丝网,网格尺寸为35 ×35mm ,两端分别绑扎在上下层钢筋上,将带内混凝土与带外的分隔开。 3.2 膨胀加强带外混凝土设计强度为C40 ,CSA 掺量为10 %(等量替换水泥) ,带内混凝土设计强度为C45 , CSA 掺量为12 %(等量替换水泥) 。带内的比带外的强度提高5Mpa 是为提高膨胀加强带的抗拉强度,防止混凝土在最易开裂的部位开裂,带内掺CSA 量比带外混凝土CSA 提高 2 %,从而提高最易开裂部位的混凝土的膨胀率,消除该部位混凝土内的拉应力,避免开裂。 见图1 : 图1 顶板膨胀加强带示意图 4 施工的技术控制 4.1 原材料计量 计量是保证防水混凝土质量非常重要的环节,尤其是膨胀剂及水的计量。膨胀剂的掺量影响到防水效果,水加量过大不仅影响混凝土的抗渗性能,而且会造成混凝土的水化热及收缩加大、强度下降。所以原材料都必须经过准确计量后才能投入搅拌机。412 加强养护CSA 加入普通混凝土中,生成大量的钙矾石,出于钙矾石具有填充、切断混凝土毛细管孔隙的作用,使大孔减少,总孔隙率降低,因而具有增加混凝土的密实度、提高混凝土强度、增强抗渗性和抗冻性等作用。为确保膨胀剂效能的充分发挥,混凝土浇注后必须采取切实可靠的保温、保湿养护措施进行充分的养护。 5 结 论 这个工程采用膨胀混凝土加强带取代后浇带的连续浇筑超长混凝土结构,施工很便利,比预计工期提前了20 天,在后期的施工和使用中没有发现裂纹,经检测混凝土结构的强度、抗裂防渗性能都得到了提高。因此,在超长混凝土结构施工中使用膨胀混凝土是一种切实可行的方法,具有一定的经济效益和社会效益。 参考文献: [1 ]王铁梦. 工程结构裂缝控制[M] . 北京:中国建筑工业出版社,1997. [2 ] 冯浩, 朱清江. 混凝土外加剂工程应用手册[M] . 北京:中国建筑工业出版社,2005. 膨胀加强带的应用原理与施工技术探讨 www.concrete365.com 中国混凝土与水泥制品网 [2006-6-13] 摘 要:介绍了在超长混凝土结构中应用膨胀加强带的技术原理，并结合实际工程，阐述了膨胀加强带的施工技术要点，总结了膨胀加强带在超长混凝土结构中应用具有的优点。 关键词:加强带，膨胀剂，超长混凝土结构 房屋受到温度变化和混凝土收缩等因素的影响，会使房屋产生变形、开裂甚至破坏。为了防止房屋破坏，通常采用变形缝将房屋分成几个独立变形的部分，使各部分能独立变形、互不影响。但是，在实际工程中，设置变形缝会使结构复杂，施工困难，材料用量较多，工程造价增加;并且在地震力作用下，各个部分相互碰撞，易造成震害，不但引起结构局部破坏，还使建筑装饰材料也造成破坏，增加了震后修复工作。 在超长混凝土结构中设置膨胀加强带，不但有利于解决温度变化和混凝土收缩等因素对房屋结构安全的影响，而且具有如下优点: 1) 构造简单，施工方便，周期短; 2) 材料用量较少，易于控制工程造价，经济性好; 3) 保持结构的整体性，有利于结构抗震。 因此，膨胀加强带在超长混凝土结构应用方面已产生较大的效应。 1 技术原理 由于普通混凝土存在收缩导致开裂破坏，结构设计一般是以设置临时性收缩变形缝的方法释放大部分收缩应力，经过一段时间后再以较大膨胀量的混凝土回填此缝。膨胀加强带的技术原理是在带内混凝土中掺加适量膨胀剂，通过水泥水化产物与膨胀剂的化学反应，使混凝土产生适量膨胀，在钢筋和临位混凝土的约束下，在钢筋混凝土中产生一定的预压应力，使结构的收缩拉应力得到大小适宜的补偿，从而达到防止混凝土结构开裂破坏的目的。加强带设置在混凝土收缩应力发生最大的地方，通常是房屋长度方向的中间，对于超过普通混凝土伸缩缝设置距离过长的且要求连续无缝施工的混凝土结构，可以在适当部位设置多条膨胀加强带。大量的工程实践证明，采用膨胀加强带，可以连续施工超长混凝土结构不留缝而不裂，减少了分缝处理带来的麻烦，大大缩短了工期，取得了显著的经济效益。 2 工程概况 某科技楼工程总长78 m ，宽75 m ，地下室底板厚度0. 5 m ，侧墙高6 m ，厚0. 3 m ，混凝土设计强度等级C35 ，抗渗等级S10 ;地下室顶板厚0. 2 m ，混凝土强度等级为C30 。由于本工程为大型民用建筑，质量要求十分严格，而且要求尽量缩短工期，以求尽快投入使用;又鉴于该工程地下室底板属超长超厚钢筋混凝土结构，如果采用常规的方法施工，估计会遇到许多技术难题。因此，根据工程情况和施工技术要求，本工程采用超长连续无缝施工，在整个平面上设计“十”字形膨胀加强带。 3 膨胀加强带做法 膨胀加强带的做法主要有三个要点: 1) 带宽2. 0 m ，带的两侧布置 5 mm 的密孔钢丝网，将带内混凝土与带外混凝土分隔开，钢丝网垂直布置在上下层(或内外层) 钢筋之间，两端分别绑扎在上下层(或内外层) 钢筋上。 2) 带内增设10 %,15 %的水平温度钢筋，均匀布置在上下层(或内外层) 钢筋上，水平温度钢筋垂直于膨胀加强带长度方向进行分布，两端各伸出膨胀加强带2. 0 m ，并固定在上下层(或内外层) 钢筋上。 3) 带内采用设计强度等级比相邻非加强带混凝土强度等级高一级的混凝土进行浇筑，外掺适量膨胀剂。 本工程膨胀加强带的做法如图1 所示，带内混凝土外掺12 %(占胶凝材料总质量) 膨胀剂，比带外混凝土膨胀剂掺量高2 %(带外混凝土膨胀剂掺量为10 %) 。 4 施工要点 4. 1 配合比 4. 1. 1 原材料 1) 水泥:强度等级不小于325 ，本工程采用的水泥强度等级为425 ; 2) 砂:中粗砂，细度模数2. 6,2. 9 ，含泥量小于1 %; 3) 石子:5 mm,31. 5 mm 连续级配碎石或碎卵石，含泥量小于1 %; 4) 粉煤灰:二级分选粉煤灰; 5) 防水剂:江西武冠材料股份有限公司产WG-HEA 高效抗裂防水剂。 4. 1. 2 HEA 泵送混凝土要求 1)坍落度:出机坍落度16 cm,18 cm，经1 h 后为14 cm,16 cm，以满足泵送要求; 2) 凝结时间:4 h,6 h ; 3) 限制膨胀率:水养14 d ，膨胀率大于0. 03 %; 4. 1. 3 HEA 设计参数 胶凝材料总质量: B = C + HEA + FA ( C 为水泥、HEA 为防水剂、FA 为粉煤灰) 。 HEA 掺量: HEA = HEA / B = 12 %。 混凝土配合比经过试配合格后才能使用，并按JCJ 55-2000普通混凝土配合设计技术规程 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 执行。 4. 2 混凝土的拌制与质量控制 施工单位和混凝土搅拌站对使用的输送和计量设备进行检查，确保施工期间的正常使用，进场的原材料进行严格的把关，必须符合国家有关标准，现场加强管理，有明确的生产 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 ，并对混凝土质量控制要求如下: 1) 各种原材料必须符合有关标准，并检验合格后才能入库。 2) 定期校验计量设备，水泥、粉煤灰、用水量、HEA、减水剂计量误差不得超过?1 % ，石子不得超过?2 %。 3) 投料顺序为:砂、石、水泥、HEA、粉煤灰、水，搅拌时间应比普通混凝土延长30 s,60 s。 4) 由于砂、石材料的含水率经常变化，因此拌和混凝土应以坍落度为准，施工现场严禁更改配合比所设计的含水量。 5) 现场应按国家有关 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 留取混凝土试块。 4. 3 混凝土的浇筑与养护 4. 3. 1 混凝土的浇筑 混凝土的浇筑采用连续施工方式施工。施工时，按 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 开始从一侧浇筑混凝土，分层梯式前进，每层混凝土振捣密实，不得漏振或过振。加强带外混凝土采用小膨胀混凝土浇筑，当浇筑到加强带时采用上述配合比的混凝土施工，浇筑至另一侧时又改用小膨胀混凝土浇筑，如此循环下去，直至连续浇筑完毕。 4. 3. 2 混凝土的养护 混凝土的收缩变形主要发生在早期，因此前期的养护工作至关重要。在混凝土初凝前，用木压子抹压表面，以防出现裂缝。其养护时间从混凝土初凝后开始，采用蓄水或盖麻袋浇水，保湿保温养护14 d ，既保证混凝土水化用水又控制混凝土内外温差在25 ?以内。混凝土的养护是保证混凝土质量的最重要的措施之一，养护期间必须有专人负责，杜绝出现干燥情况，确保混凝土硬化的顺利进行。 5 结语 在超长混凝土结构中采用膨胀加强带，可以连续施工超长混凝土结构而不留缝，减少了分缝处理带来的麻烦，大大缩短了工期，体现了构造简单、施工方便的设计理念。