摘 要：超长混凝土结构加强带是最近几年国内发展起来的结构新技术，它满足大空间、大跨度柱网的住宅和公共建筑的要求，具有消除、控制伸缩、温差、安定性裂缝，解决施工过程中结构的沉降差等优点。
关键词：增加混凝土的密实度，提高结构整体性能。提高混凝土的强度及抗裂、防渗性能。整体刚度大，保温、隔音、隔热效果好，有利于降噪、节能。
一、施工特点
与传统后浇带施工技术相比，超长混凝土结构加强带施工技术的最大区别与优势是：
1.1、增加混凝土的密实度，提高结构整体性能。
1.2、提高混凝土的强度及抗裂、防渗性能。
1.3、整体刚度大，保温、隔音、隔热效果好，有利于降噪、节能。
1.4、施工简便，速度快，节约工期，降低施工成本。
二、适用范围
此种混凝土结构体系适用于各种跨度和各种荷载的建筑，特别适用于：
2.1、大跨度和大荷载、大空间的多层和高层建筑，如：商业楼、办公楼、图书馆、展览馆、教学楼、车站、多层停车场等大中型公共建筑和工业厂房、仓库。
2.2、需灵活间隔、或经常改变使用用途的建筑，如：宾馆、娱乐场所、住宅、公寓等。
三、工艺原理
3.1、基本原理是：根据收缩应力的分布，用相应的膨胀应力予以补偿，在收缩应力较大的部位掺加膨胀剂做成膨胀加强带，其它部位拌制微膨混凝土从而取消后浇带，实现连续浇捣。
3.2、这种施工方法又称之为“无缝施工方法”。其特征在于根据建筑物的收缩应力曲线，在收缩大的部位设置膨胀加强带，以较高掺量的膨胀剂或较大用量的膨胀水泥配制成大膨胀的砼(其限制膨胀率控制在4～6×10-4)；其它部位用较小掺量的膨胀剂或较小用量的膨胀水泥配制成小膨胀砼(补偿收缩砼，其限制膨胀率控制在2～4×10-4)。膨胀加强带采用内掺12％UEA的膨胀混凝土，其强度等级比两侧混凝土高一等级，其他部位混凝土均内掺10％UEA。利用UEA膨胀剂中铝酸钙的膨胀机理，使UEA的膨胀效能分阶段有效释放，膨胀效应与混凝土的收缩效应最大限度地互相匹配，以提高混凝土的抗裂性能和耐久性能。膨胀加强带的构造为带宽0.8m，带两侧挂密孔铁丝网，网孔直径Φ<10mm，目阻止砼中的石子通过。为提高钢筋与混凝土的握裹力，减少收缩裂缝，采用冷轧变形钢筋。膨胀加强带的板钢筋（或墙钢筋）配筋率比两侧板的钢筋增加0.5倍，并伸入两侧砼各1m，带内砼强度等级比两侧混凝土高一等级。
3.3、抗裂分析
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 ———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、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
3、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
4、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
5、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。
4.4、超长混凝土结构加强带构造
加强带在框架梁与拉梁上沿轴线方向各设置一道，宽度0.8m，在加强带的两侧架设密孔钢丝网，网孔5mm，以防止带外混凝土流入加强带，带内增加钢筋数量与钢筋规格同原设计后浇带的配筋，加强带混凝土强度等级比两侧混凝土提高一级，施工中，先浇加强带的带外混凝土，浇筑完成后再浇加强带，加强带用膨胀混凝土连续浇捣。地下室底板、外墙、梁、楼板加强带构造做法如下图所示。
四、施工工艺流程及操作要点
4.2操作要点
4.2.1、测量放线
根据设计的位置确定膨胀加强带的位置，并应复核无误。
4.2.2、绑扎膨胀加强带钢筋
按设计要求绑扎膨胀加强带的钢筋，一般要求膨胀加强带的板钢筋（或墙钢筋）配筋率比两侧板的钢筋增加0.5倍，并伸入两侧砼各1m。
4.2.3、挂铁丝网分隔
先在膨胀加强带的两侧立竖向短钢筋Φ12＠500，与板筋绑扎固定，然后在竖向短钢筋上挂密孔铁丝网，网孔直径Φ<10mm，目的是阻止砼中的石子通过。
4.2.4、浇大面混凝土（小膨胀混凝土）
砼开始浇筑时，按照事先拟定的施工方案先浇大面砼，大面砼采用小膨胀砼(补偿收缩砼，其限制膨胀率控制在2～4×10-4)。
4.2.5、浇加强带混凝土（大膨胀混凝土）
混凝土浇筑从一边推进，当小膨胀砼浇至加强带时改用大膨胀砼(其限制膨胀率控制在4～6×10-4)，直至该加强带浇筑完毕。
4.2.6、再次浇大面混凝土（小膨胀混凝土）
加强带浇筑完毕再改回原配比小膨胀砼，如此连续浇筑，不留伸缩缝或后浇带，一次施工完毕。
4.2.7对于以上3～6点，也可调整为采用在加强带两侧用方木临时形成施工缝，防止混凝土流入加强带中。待大面混凝土（小膨胀混凝土）浇筑完毕，随即拆除方木，浇筑内掺12％AEA的大膨胀混凝土加强带。若分界处混凝土已初凝，可在接缝处先铺一层20 mm厚掺12％AEA膨胀剂去石砼湿润，然后再用大膨胀混凝土浇筑加强带，并用插入式振动器和平板式振动器振实，用刮尺找平，最后用木抹搓平。终凝前必须再进行一次压光，使其接缝严密。
4.2.8、养护
对掺膨胀剂的混凝土而言，及时进行养护是消除收缩裂缝的重要措施。故在混凝土刚初凝硬化时，立即覆盖2层麻袋湿水养护，养护时间不少于14d。采用该法既能及时养护混凝土，保持表面湿润，又避免了浇水对正在初凝过程中的混凝土表面造成冲刷破坏。
4.2.9其他需注意事项
1、现拌工地或搅拌站必须按试验室试配确定且经设计部门确认的混凝土配合比投料，尤其膨胀剂不得少掺或误掺，要派技术人员加强监督。计量装置必须准确，开盘前要检验校正，使用中要进行校核。
2、 混凝土搅拌时间要比普通混凝土延长30s。出盘混凝土温度宜低于30℃。
3、 混凝土坍落度要满足施工要求，浇筑时间间隔不宜超过1.5h，运距较远或炎热天气施工可掺入缓凝减水剂；低温下施工可掺入早强减水剂或防冻减水剂。
4、 浇筑时混凝土的自由落距应控制在2m以内，震捣要均匀，密实，不漏震、不欠震、不过震。
5、 混凝土终凝前，要反复抹压，防止表面收缩裂缝出现。
6、混凝土浇筑后的养护非常重要，应根据气温情况，及时浇水并覆盖麻袋养护，使混凝土外露表面始终保持湿润状态，养护期不少于14d。
7、冬季施工要保证混凝土入模温度大于5℃，浇筑后立即用塑料薄膜和保温材料进行保温保湿养护。
近几年来，超长混凝土结构加强带施工在保证结构强度、刚度和整体性能的基础上，简化施工工艺，节省工程造价，得到了建设、施工各方的肯定和欢迎。
论文作者:虎少滨
论文发表刊物:《防护工程》2017年第13期
论文发表时间:2017/11/10
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