浅析混凝土超长结构膨胀加强带处理探究

王锦旗 傅杰

【摘要】本文对于超长的混凝土结构，在抗裂设计按规定应设置后浇带，这样会造成工期延长同时还有造成施工麻烦等问题，在设计为了提高工程效益，缩短工期，提高工程质量，就取消后浇带、改为膨胀加强带的应用，以提高结构的整体性，有利于结构抗震。

【关键字】膨胀加强带 混凝土 结构

1、引言

建筑业已经进入新的发展阶段，在房屋建筑技术中，更趋复杂和多样化，建筑面积和体量也越做越大，出现了许多超过规范规定的超长建筑。超长建筑给建筑结构设计、施工等都提出了技术难题，解决好技术要点、技术重难点，是我们技术人员面临巨大的挑战。

2、膨胀加强带基本原理

混凝土在水泥水化凝结过程中，会产生温度和收缩变形并在混凝土中产生附加的拉应力，混凝土结构越长，产生温度和收缩变形越大，在混凝土中产生的附加应力也越大，当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就会在混凝土中产生裂缝。为防止这种裂缝的出现，超长结构工程设计中靠设置后浇带来释放收缩应力。但后浇带处混凝土需待主体结束，两边混凝土收缩基本稳定后方可用膨胀混凝土浇筑，造成工期延长，且后浇带的清理、浇筑混凝土非常麻烦，处理不好会成为渗漏隐患，而且影响到结构的整体性。

在混凝土中掺加适量的膨胀剂，通过与水泥的化学反应可使混凝土产生适量膨胀，在钢筋和临位限制下，在钢筋混凝土中建立 0.2MPa～1.0MPa的预压应力，可大致抵消混凝土收缩时产生的拉应力，防止混凝土开裂。同时水化反应生成的钙矾石晶体，属针状、棒状晶体，可填充、切断、堵塞混凝土的毛细孔，使混凝土的抗渗能力大大提高，从而达到混凝土结构自防水的目的。超长结构设置后浇带处，一般为混凝土收缩产生的附加拉应力集中处。取消后浇带，实现微膨胀混凝土不间断浇捣，须在膨胀加强带部位加强其膨胀性，以提高抗裂性能。

3、膨胀加强带做法

1）带宽2.0m ，带的两侧布置5mm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，兩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（比带外混凝土膨胀剂掺量高2 %，带外混凝土膨胀剂掺量为8%～10%）。

4）膨胀加强带在超长结构中的节点做法如图1～图3所示。

4、膨胀加强带的施工

（1）膨胀加强带的浇筑时间

为了避免混凝土早期收缩变形，膨胀加强带的封闭时间一般在 7d～15d为宜，但也可以连续施工，考虑整体性及经济性建议采用连续施工。

（2）原材料的选择

工程开始施工前需跟预拌混凝土搅拌站沟通好，要求选用性能较稳定的低热普通硅酸盐水泥，以降低水化热。粗骨料选用碎石，级配为5mm～31.5mm连续级配，且含泥量、泥块含量、针片状含量、压碎指标等均应符合建筑用粗骨料 Ⅱ类质量要求；细骨料选用洁净的中砂，连续级配，细度模数为2.5～2.8，含泥量 <1%；外加剂 I选用高效泵送剂；外加剂II选用HEA高效能膨胀剂；掺和料选用II级原状粉煤灰，其各项指标均符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596—1991中的 II级粉煤灰技术指标标准，以降低水化热，并且使其均匀缓慢释放，减少早期收缩，增加混凝土后期强度。

（3）地下室底板加强带施工

由于底板所需混凝土量较大，考虑到现状的交通和搅拌站供应能力不十分充足，底板加强带两侧隔挡措施采用快易收口网，以保证混凝土接槎部位的质量和减少混凝土的剔凿、清扫工作量。若混凝土供应或施工力量达到连续作业要求，采用的施工方法是：带宽2000mm，带的两侧布置5mm的密孔钢丝网，将带内混凝土与带外混凝土分隔开，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大膨胀混凝土浇筑，且在底板加强带中设置过度台阶并布置补强钢筋，具体做法详图1地下室底板节点做法。膨胀加强带的混凝土浇筑振捣没有特殊要求。

（4）地下室外墙及剪力墙膨胀加强带施工

对于地下室外墙加强带，需要用到钢丝网和遇水膨胀止水带。混凝土加强带隔挡措施采用5 mm 的密孔钢丝网，将带内混凝土与带外混凝土分隔开。施工前将钢丝网垂直布置在内外层钢筋之间，两端分别绑扎在内外层钢筋上。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大膨胀混凝土浇筑，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。外墙防水加做一道防水增强层。具体做法详图1地下室外墙节点做法。对于上部剪力墙加强带，由于墙体薄、面积大，养护困难，受风速和大气温度影响大，容易出现收缩裂缝，采用分段浇筑墙体。先用掺8%～10%HEA的小膨胀混凝土，养护14d后，再用掺 10%～12%HEA的大膨胀混凝土浇筑加强带。此方法与传统后浇带相同，要用钢丝网或快易收口网，可比传统后浇带缩短工期30d左右。后浇大膨胀混凝土（掺 10%～12%HEA）前，应将后浇带两侧的接槎部位（钢丝网或快易收口网）表面清理干净，钢丝网最好剔除。若临时隔挡措施可采用竹胶板，则应将接槎部位凿毛，剔凿至漏出混凝土石子，清除干净后用水湿润。膨胀加强带的混凝土浇筑振捣没有特殊要求。

（5）楼板及混凝土梁膨胀加强带施工

对于超长结构楼板，采用泵送混凝土的收缩值比现浇混凝土的大20%～30%。为减少有害裂缝，除采用大膨胀混凝土浇筑外，应在膨胀加强带处增加细而密的双向配筋。楼板较薄，混凝土供应容易得到保证，所以楼板混凝土加强带隔挡措施采用5 mm 的密孔钢丝网，将带内混凝土与带外混凝土分隔开。施工前将钢丝网垂直布置在上下层钢筋之间，两端分别绑扎在上下层钢筋上。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大膨胀混凝土浇筑，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，加强带楼板节点做法详图3。混凝土梁的做法类同顶板，加强带梁节点做法详图2。

5、总结

综合上述，超长结构采取有效措施后也可避免发生裂缝。超长结构设计中很重要的一项工作就是如何控制、避免结构裂缝，而裂缝控制是一项综合性很强的系统工程，涉及到设计方法、建筑造型、结构形式与构造、施工工艺、建筑材料、气候环境、工程地质等各种因素。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、经济合理的设计理念。

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，2007.

[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，2010.

[3]游宝坤.李乃珍.膨胀剂及其补偿收缩混凝土.中国建材工业出版社.2005