膨胀混凝土在超长无缝结构中应用

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1、膨胀混凝土在超长无缝结构中应用　　【摘要】以往在超长钢筋混凝土结构施工中，为防止混凝土受温度应力和干缩应力而引起开裂，通常采用设置伸缩缝或后浇带的处理方式。这种常规的施工方式，工序复杂，施工时间长（后浇带砼需在周围混凝土浇筑45天后进行），质量不易保证。本工程以混凝土收缩的整体补偿为基础，通过设置“膨胀加强带”的技术取消了伸缩缝和后浇缝，实现超长无缝钢筋混凝土结构的施工。【关键词】混凝土收缩的整体补偿、膨胀加强带、施工技术中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：工程概况重庆市鱼洞综合客运换乘枢纽工程地处重庆市巴南区俞南大道旁，整个工程总用地面积96866m2，其中换乘大楼总建筑面积

2、约34242.94m2，地下一层，地上三层，建筑长162m×81m，为超长无缝框架结构。间隔约40m设一道膨胀加强带，主体结构设计使用年限为50年。2、超长现浇钢筋混凝土结构无缝设计原理13超长现浇钢筋混凝土结构无缝设计及施工是利用混凝土膨胀剂的膨胀性能，通过掺量的变化，调整膨胀量，对整体混凝土结构不同部位的收缩进行补偿。其设计思路是”抗放兼备、以抗为主”的原则。“抗”的原则是通过对混凝土结构设计，增强混凝土结构的约束，通过膨胀剂的掺入，增强混凝土的限制膨胀，产生预压应力，使其出现抵抗裂缝；另一方面对于混凝土结构产生的干缩与冷缩，在设计时采用低水化热水泥，在施工时采用膨胀加强带的方法，

3、使得在施工过程中出现的应力尽早释放，从而减少裂缝，这是“放”的原则。技术控制措施3.1膨胀加强带的作用膨胀混凝土在混凝土硬化过程中产生适当膨胀，在钢筋的邻位约束下，在混凝土中建立起一定的自应力，其自应力值按式(1)计算：σc=ρEsξp(1)其中，σc为混凝土自应力；ρ为截面配筋率；Es为钢筋的弹模量；ξp为混凝土限制膨胀率。由式(1)可知，在配筋率和钢筋弹性模量确定的情况下，膨胀混凝土自应力与膨胀率成正比。这样膨胀加强带部位的自应力增大，对温度收缩应力补偿能力增大，防止超长结构开裂。其原理如下图所示。膨胀加强带补偿温度收缩应力的原理图13上图中，超长结构混凝土使用普通混凝土的温度收缩

4、应力曲线为ABCDE，其应力从两边向中间增长到B，D两点时，σ≥f(混凝土抗拉强度)，开始发生开裂，释放能量；仅采用小掺量膨胀混凝土进行补偿的超长混凝土结构，能够抵消部分温度收缩应力，其温度收缩应力曲线为FGHIJ，应力从两边向中间随结构长度延伸而增长，达到G，I两点时，σ≥f，开始发生开裂，掺膨胀剂的混凝土达到开裂时的结构长度较普通混凝土延长，起到一定补偿作用。当大面积采用小掺量膨胀剂混凝土，适当部位加大膨胀掺量形成膨胀加强带，对超长混凝土结构进行叠加式重复补偿时，其温度应力曲线为FKLMJ，当温度应力从两边向中间逐渐增长，到达膨胀加强带部位(K，M)时，由于加强带部位储存较大自应力

5、(或膨胀能)对其进行补偿，使其应力降低，然后随长度增加重新增长，但最终结构中部最大应力值小于混凝土抗拉强度，即σ≤f，保证超长混凝土结构不开裂，这就是膨胀加强带的主要作用。3.2膨胀剂掺量的确定根据我国著名的水泥混凝土专家，中国工程院院士吴中伟教授关于膨胀混凝土的基本理论和观点，防止混凝土开裂，有如下判据:│ε2-(St+Sd-CT)│≤SK式中ε2—限制膨胀率;St—冷缩率;Sd—干缩率;CT—受拉徐变率，徐变CT对补偿收缩防止开裂是有利因素;SK—极限延伸率。满足上述判据，就不必设伸缩缝，否则应设伸缩缝。13经计算本项目换乘大楼的膨胀加强带用掺加12%ZY膨胀剂的混凝土浇筑，其膨胀

6、率为0.025%~0.035%；膨胀加强带两侧采用掺加8%ZY膨胀剂的混凝土浇筑，其膨胀率为0.015%~0.025%。3.3膨胀加强带的设置膨胀加强带的位置应根据结构长度而定，《补偿收缩混凝土应用技术规程》JGJ/T178-2009规定膨胀加强带之间的间距宜为30~60m。本项目换乘大楼膨胀加强带位置布置见下图。膨胀加强带从基础梁，地下室底板、顶板，内外墙、各层楼板贯通设置。膨胀加强带按构造形式主要分为连续式、间歇式、后浇式3种，浇筑方式主要和结构类别、结构长度、结构厚度有关，浇筑方式的划分见下表：由于本工程换乘大楼总长达162m，因此选用后浇式膨胀加强带分段式浇筑，膨胀加强带混凝土

7、在两侧混凝土浇筑完成15d后浇筑。膨胀加强带宽度为2m，膨胀加强带的梁、板、墙钢筋均连通设置，膨胀加强带的构造做法见下图：施工过程控制措施134.1原材料的选择：4.1.1水泥尽量采用低水化热水泥，本工程采用重庆小南海水泥厂生产的P.O.42.5R级普通硅酸盐水泥。小南海P.O.42.5R级水泥相关检测数据如下：4.1.2粉煤灰选用铬璜电厂二级粉煤灰，其技术指标应符合GB1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》标准要求，并应尽可能降低其