混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)在工程中的應(yīng)用

補(bǔ)償收縮混凝土的概念和防開裂原理

根據(jù)《補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T178-2009）中的定義，補(bǔ)償收縮混凝土是指由膨脹劑或膨脹水泥配制的自應(yīng)力為 0.2～1.0MPa 的混凝土。按膨脹能大小可以將膨脹混凝土分為補(bǔ)償收縮混凝土和自應(yīng)力混凝土兩類。其中，補(bǔ)償收縮混凝土的自應(yīng)力值較小，主要用于補(bǔ)償混凝土收縮和填充灌注。用于補(bǔ)償因混凝土收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力、提高混凝土的抗裂性能和改善變形性質(zhì)時(shí)，其自應(yīng)力值一般為 0.2～0.7MPa，用于后澆帶、連續(xù)澆筑時(shí)預(yù)設(shè)的膨脹加強(qiáng)帶、以及接縫工程填充時(shí)，自應(yīng)力值為0.5～1.0MPa，在這兩種情況下使用的膨脹混凝土，由于自應(yīng)力很小，故在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一般不考慮自應(yīng)力的影響。

當(dāng)可能產(chǎn)生的最大或穩(wěn)定的干縮小于或等于最大的自由膨脹率時(shí)，則混凝土不會出現(xiàn)收縮產(chǎn)生的裂縫。在補(bǔ)償收縮混凝土中，當(dāng)混凝土膨脹時(shí)，與混凝土接觸的鋼筋對混凝土膨脹產(chǎn)生限制作用，在鋼筋中產(chǎn)生拉應(yīng)力，混凝土中則建立預(yù)壓應(yīng)力。補(bǔ)償收縮混凝土的補(bǔ)償收縮作用的大小主要取決于混凝土的膨脹能力與鋼筋的限制作用，并通過兩者的共同作用達(dá)到防止混凝土出現(xiàn)收縮裂縫的問題。

項(xiàng)目背景

某工藝品加工工業(yè)園，均為勞動密集型企業(yè)，位于某市的郊區(qū)。新建一棟綜合展覽大樓，二層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，長126m、寬81m，建筑面積約為20400㎡。方案設(shè)計(jì)時(shí)，擬在長和寬方向均設(shè)置伸縮縫來考慮施工和使用中的溫度應(yīng)力。建設(shè)單位考慮到設(shè)置伸縮縫會出現(xiàn)熱橋現(xiàn)象、影響美觀及防水施工困難等問題，提議在設(shè)計(jì)中不宜設(shè)置伸縮縫。設(shè)計(jì)單位總師辦召集相關(guān)設(shè)計(jì)人員技術(shù)會審以后提出框架梁及現(xiàn)澆板均采用補(bǔ)償收縮混凝土，同時(shí)在現(xiàn)澆板中設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶等措施，解決因不設(shè)后澆帶出現(xiàn)混凝土收縮變形而導(dǎo)致的開裂問題。

本項(xiàng)目的施工方法

·原材料要求

本項(xiàng)目的膨脹劑選用粉狀低堿鈣礬膨脹劑。該膨脹劑主要用于超長混凝土樓蓋、混凝土自防水屋面、地下混凝土自防水等需要防水和補(bǔ)償收縮的混凝土工程中。膨脹劑檢驗(yàn)應(yīng)符合《混凝土膨脹劑》（JC476-98）的標(biāo)準(zhǔn)并嚴(yán)格把關(guān)，確保該產(chǎn)品質(zhì)量符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

本項(xiàng)目水泥選用巢東水泥廠礦渣525#水泥，黃沙采用六安廠的中砂，實(shí)測的含泥量為0.8%。碎石粒徑為5mm至40mm，含泥量實(shí)測值為0.7%。

·混凝土的配合比及攪拌技術(shù)要求

該工程混凝土的配合比由試驗(yàn)站先進(jìn)行試配，同時(shí)測定混凝土的膨脹率。實(shí)測膨脹率為0.0339-0.0391，小于設(shè)計(jì)的限制膨脹率（為0.036-0.041），符合要求。C40混凝土（塌落度為50mm-70mm）的施工配合比：水泥（1）、膨脹劑（0.12）、中砂（10.27）、碎石（2.92）、水（0.42）。

因該施工現(xiàn)場位于郊區(qū)，混凝土可利用現(xiàn)場條件進(jìn)行攪拌。混凝土垂直運(yùn)輸采用塔式起重機(jī)垂直運(yùn)送至作業(yè)面，水平運(yùn)輸則采用小推車運(yùn)輸，膨脹劑由專人負(fù)責(zé)采用小包裝與水泥同時(shí)加入。

·膨脹加強(qiáng)帶劃分及處理要求

本項(xiàng)目縱向和橫向長度分別為126m和81m，如果不處理則不符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）的相關(guān)規(guī)定，又要求不能設(shè)置伸縮縫，故垂直縱向和垂直橫向分別設(shè)2條和1條膨脹加強(qiáng)帶，其中垂直縱向和橫向的膨脹加強(qiáng)帶帶寬分別為3m和2m。垂直縱向的膨脹加強(qiáng)帶采用后澆式膨脹加強(qiáng)帶（即與常規(guī)的后澆帶的澆筑方法相同），垂直橫向的膨脹加強(qiáng)帶采用連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶（即膨脹加強(qiáng)帶部位的混凝土與兩側(cè)相鄰混凝土同時(shí)澆筑）。膨脹加強(qiáng)帶混凝土強(qiáng)度應(yīng)提高一級，內(nèi)摻符合配合比的膨脹劑，應(yīng)在兩側(cè)結(jié)構(gòu)變形達(dá)到基本穩(wěn)定時(shí)澆筑（一般為結(jié)構(gòu)完工后兩個(gè)月時(shí)），膨脹加強(qiáng)帶的加強(qiáng)筋設(shè)置要求見結(jié)構(gòu)施工圖。

·混凝土的澆筑、養(yǎng)護(hù)和檢測技術(shù)要求

樓面混凝土澆筑前應(yīng)進(jìn)行“三檢”并對鋼筋進(jìn)行驗(yàn)收，符合要求后才能進(jìn)行下道工序。混凝土澆筑時(shí)梁板應(yīng)同時(shí)澆筑，本項(xiàng)目采用的澆筑方法是：先將梁根據(jù)高度分層澆搗成階梯型，當(dāng)達(dá)到板底位置時(shí)與板的混凝土一起澆搗，隨著階梯型的不斷延長，則可連續(xù)向前推進(jìn)，傾倒混凝土的方向應(yīng)與澆筑方向相反。當(dāng)澆筑柱梁及主次梁交叉處的混凝土?xí)r，鋼筋較密集特別是上部鋼筋又粗又多，既要防止混凝土下料困難，又要注意砂漿擋住混凝土下不去，本項(xiàng)目在這一部分混泥土澆筑時(shí)改用細(xì)石混凝土澆筑。同時(shí)，將振搗棒頭改用片式并輔以人工搗固配合，樓面混凝土振搗密實(shí)。澆筑混凝土?xí)r安排了專人觀察模板是否下沉與變形、模板密實(shí)和漏漿、支撐立桿是否走動等情況。

本項(xiàng)目的補(bǔ)償收縮混凝土是利用礦物質(zhì)在水化過程中形成鈣礬石，產(chǎn)生合理膨脹，不斷填充混凝土中的孔隙，降低孔隙率。補(bǔ)償收縮混凝土的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量直接影響混凝土的膨脹效果，尤其是早期養(yǎng)護(hù)。本項(xiàng)目早期采用了覆蓋舊麻袋澆水養(yǎng)護(hù)的方法，七天后則灑水養(yǎng)護(hù)至第十四天。通過建成的實(shí)際效果來看，采用的養(yǎng)護(hù)方法是合適的，保證了混凝土的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

在施工過程中要根據(jù)規(guī)定設(shè)置150mm*150mm*150mm的標(biāo)養(yǎng)及同條件試塊，經(jīng)過有資質(zhì)的檢測機(jī)構(gòu)檢測，強(qiáng)度滿足要求后根據(jù)要求進(jìn)行板、梁模板的拆除。

結(jié)論

本項(xiàng)目通過補(bǔ)償收縮土技術(shù)的應(yīng)用使整個(gè)綜合展覽大樓避免了設(shè)置伸縮縫，一方面解決了熱橋、美觀問題，提高了混凝土的防水性能，另一方面，由于未設(shè)置伸縮縫，減少了結(jié)構(gòu)柱及框架梁的數(shù)量，降低了工程造價(jià)，減少了處理伸縮縫等細(xì)部工作的難度。通過建成后的觀察，該工程整個(gè)結(jié)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)任何混凝土結(jié)構(gòu)有害裂縫，得到了建設(shè)單位和相關(guān)部門的好評，在建筑施工技術(shù)上也是一個(gè)進(jìn)步。通過本項(xiàng)目及其他案例的應(yīng)用，表明混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)在技術(shù)性上是可行的、經(jīng)濟(jì)性上是合理的，是一項(xiàng)值得推廣的技術(shù)，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。但在該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用上，我們還需繼續(xù)了解其補(bǔ)償收縮機(jī)理，做好前期設(shè)計(jì)研究及施工過程中的管理和技術(shù)服務(wù)工作，不斷提高應(yīng)用水平，使該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢得到充分的發(fā)揮，更好的為建設(shè)工程增值服務(wù)。

（作者單位：安徽省第一建筑工程公司）