超长混凝土结构无缝施工中膨胀加强带的设置

 当混凝土开始收缩时，其抗拉强度已增长到足以抵抗收缩引起的拉应力，从而防止和减少收缩裂缝的出现。在混凝土中掺加适量的膨胀剂，通过水泥的化学反应，使混凝土产生适量膨胀，在钢筋和邻位限制下，钢筋混凝土中产生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，水化反应生成的钙钒石晶体属针状、棒状晶体，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，抗渗标号可达$30，从而达到混凝土结构自防水的目的。因此，膨胀加强带的设置是超长混凝土结构无缝施工技术的关键所在。

膨胀加强带的设置

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，.其自应力值按式计算：

其中，.σc为混凝土.自应力；.ρ为截面配筋率；Es为钢筋的弹.模；.为混凝土限制膨胀率。由式可知，.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，其原理如图所示：

图中，超长混凝.土使用普通混凝土的温度收缩应力曲线为.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，.适当部位局部加大膨胀剂量.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.(.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

2膨胀加强带数量的确定

膨胀加强带的数量及位置的确定应根据超长混凝土结构的特点、温度收缩应力的大小进行综合分析，在工程误差要求的前提下，将次要因素忽略，简化其应力曲线，以便进行计算。

在上图中，当普通膨胀混凝土温度收缩应力从两边增长到G，J两点时，两点的拉应力达到混凝土的抗拉强度，如再增长结构就会发生开裂，必须在G，J两点增设膨胀加强带，进一步降低拉应力，增设加强带后，G，J两点的拉应力降低到K，M点，温度收缩应力从K，M两点重新增长，但结构中点L处最大拉应力不超过混凝土抗拉强度，结构不会发生开裂。这样G，L，I三个临界点拉应力为：

联立以上四式，可得：

即可确定膨胀加强带的数量。其中，n为膨胀加强带的数量；f为混凝土的抗拉强度，MPa；E为混凝土的弹性模量；α为混凝土的线膨胀系数，1×10-5；μ为泊松比，取0.15(单向受力时可不考虑)；cosh为双曲余弦函数；Cx为水平阻力；H为结构长条板板厚；L为结构长条板板长。

3膨胀加强带的布置原则

1)加强带的数量及位置必须根据公式计算，根据每条加强带的补偿能力确定其数量；

2)加强带的宽度不宜太窄，一般控制在2m～3m；

3)膨胀加强带的位置宜布置在拉应力较大、配筋变化及截面突变的部位及应力集中部位；

4)结构长度达到70m以上时，无论计算是否需要加强带，都均要设置加强带。

4膨胀加强带的构造形式

1)连续式膨胀加强带构造。如图所示，在收缩应力集中的位置，设置膨胀加强带，其宽度2m～3m，带两侧架设密孔铁丝网，目的是为防止两侧混凝土流人加强带。施工时，带外侧用小膨胀混凝土，到加强带时改用大膨胀混凝土，到加强带另一侧时，又改为小膨胀混凝土。如此循环下去，可连续浇筑100m～150m的超长混凝土结构，不留硬结茬，并在不同结构部位使用不同膨胀性能的混凝土。

2)底板间歇式膨胀加强带构造。当混凝土供应或施工力量达不到连续作业要求而无法连续施工时，可采用如图所示的间歇式膨胀加强带做法。为提高底板后浇加强带部位的防水效果，留置阶梯缝，即先浇混凝土留置阶梯口(绑扎两道钢板网)，硬茬需做附加防水处理：底板两头端口竖向加橡胶止水条或钢板，该止水条或钢板应从垫层竖向一直延伸到与外墙钢板相接，防止水平方向水的渗入。下次施工需间隔3d以上，待混凝土达到足够强度后，再浇膨胀加强带大膨胀混凝土，紧接着浇小膨胀混凝土。

3)后浇膨胀加强带构造。当混凝土无法连续施工时，也可以先浇筑加强带两侧的小膨胀混凝土，两边硬茬均留置阶梯缝。间隔3d以上，待混凝土达到足够强度再浇加强带大膨胀混凝土。浇带两头端口竖向加橡胶止水条或钢板，该止水条或钢板应从垫层竖向一直延伸到与外墙钢板相接，防止水平方向水的渗入。