超長混凝土結構無縫施工中膨脹加強帶的設置

超長混凝土結構無縫施工中膨脹加強帶的設置

當混凝土開始收縮時,其抗拉強度已增長到足以抵抗收縮引起的拉應力,從而防止和減少收縮裂縫的出現,在混凝土中摻加適量的膨脹劑,通過水泥的化學反應,使混凝土產生適量膨脹,在鋼筋和鄰位的限制下,鋼筋混凝土中產生0.2MPa~1MPa的預壓應力,可大致抵消混凝土收縮時產生的拉應力,防止混凝土開裂,同時、水化學反應生成的鈣釩石晶體屬針狀、棒狀晶體,填充、切斷、堵塞混凝土的毛細孔,使混凝土的抗滲能力大大提高,抗滲標號可達$30,從而達到混凝土結構自防水的目的。因此,膨脹加強帶的設置是超長混凝土結構無縫施工技術的關鍵所在。

膨脹加強帶的設置

1.膨脹加強帶的作用.

膨脹混凝土在混凝.土硬化過程.中產生適當膨脹.,.在鋼筋的鄰.位約束下,.在混凝土中建立起一定的自應力,.其自應力值按式計算:

超長混凝土結構無縫施工中膨脹加強帶的設置

其中,.σc為混凝土.自應力;.ρ為截面配筋率;Es為鋼筋的彈.模;.為混凝土限制膨脹率。由式可知,.在配筋率和鋼筋彈性.模量確定的情況下,.膨脹混凝土自應力與膨脹率成正比。這樣膨.脹加強帶部位的.自應.力增大.,.對溫度.收縮.應力補償.能力增大,防.止超長結構開裂,其原理如圖所示:

超長混凝土結構無縫施工中膨脹加強帶的設置

圖中,超長混凝.土使用普通混凝土的溫度收縮應力曲線為.ABCDE,.其應力從兩邊.向中間增長到.B,.D.兩點時.,σ≥f(.混凝土.抗拉強度),.開始發生開裂,.釋放能量;.僅採用小摻量膨脹混凝土.進行補償的超長混凝土結構,.能夠抵消部分溫度收縮應力,.其溫度.收縮應力曲線為FGHIJ,.應力從兩邊向中間隨結構長度延伸而增長,.達到.G、I兩點時,.σ≥f,.開始發生開裂,.摻膨脹劑的混凝土達.到開裂時的結構長度較普通混凝土延長,.起到一定補償作用。

當大面積採用小摻量膨脹劑混凝土,.適當部位局部加大膨脹劑量.形成膨脹加強帶,.對超長混凝土結構進行疊加式重複補償時,.其.溫度應力曲線為.FKLMJ,.當溫度應力從兩邊向中間逐漸增長,.到.達膨脹加強帶部位(K,.M)時,.由於加強帶部位儲存較大自應力.(.或膨脹能).對其進行補償,.使其應力降低,.然後隨長度增加重新.增長,.但最終結構中部最大應力值小於混凝土抗拉強度,即σ.≤.f,.保證超長混凝土結構不開裂,.這就是膨脹加強帶的主要作用

超長混凝土結構無縫施工中膨脹加強帶的設置

2膨脹加強帶數量的確定

膨脹加強帶的數量及位置的確定應根據超長混凝土結構的特點、溫度收縮應力的大小進行綜合分析,在工程誤差要求的前提下,將次要因素忽略,簡化其應力曲線,以便進行計算。

在上圖中,當普通膨脹混凝土溫度收縮應力從兩邊增長到G,J兩點時,兩點的拉應力達到混凝土的抗拉強度,如再增長結構就會發生開裂,必須在G,J兩點增設膨脹加強帶,進一步降低拉應力,增設加強帶後,G,J兩點的拉應力降低到K,M點,溫度收縮應力從K,M兩點重新增長,但結構中點L處最大拉應力不超過混凝土抗拉強度,結構不會發生開裂。這樣G,L,I三個臨界點拉應力為:

超長混凝土結構無縫施工中膨脹加強帶的設置

聯立以上四式,可得:

超長混凝土結構無縫施工中膨脹加強帶的設置

即可確定膨脹加強帶的數量。其中,n為膨脹加強帶的數量;f為混凝土的抗拉強度,MPa;E為混凝土的彈性模量;α為混凝土的線膨脹係數,1×10-5;μ為泊松比,取0.15(單向受力時可不考慮);cosh為雙曲餘弦函數;Cx為水平阻力;H為結構長條闆闆厚;L為結構長條闆闆長。

3膨脹加強帶的佈置原則

1)加強帶的數量及位置必須根據公式計算,根據每條加強帶的補償能力確定其數量;

2)加強帶的寬度不宜太窄,一般控制在2m~3m;

3)膨脹加強帶的位置宜佈置在拉應力較大、配筋變化及截面突變的部位及應力集中部位;

4)結構長度達到70m以上時,無論計算是否需要加強帶,都均要設置加強帶。

4膨脹加強帶的構造形式

1)連續式膨脹加強帶構造。如圖所示,在收縮應力集中的位置,設置膨脹加強帶,其寬度2m~3m,帶兩側架設密孔鐵絲網,目的是為防止兩側混凝土流人加強帶。施工時,帶外側用小膨脹混凝土,到加強帶時改用大膨脹混凝土,到加強帶另一側時,又改為小膨脹混凝土。如此循環下去,可連續澆築100m~150m的超長混凝土結構,不留硬結茬,並在不同結構部位使用不同膨脹性能的混凝土。

2)底板間歇式膨脹加強帶構造。當混凝土供應或施工力量達不到連續作業要求而無法連續施工時,可採用如圖所示的間歇式膨脹加強帶做法。為提高底板後澆加強帶部位的防水效果,留置階梯縫,即先澆混凝土留置階梯口(綁紮兩道鋼板網),硬茬需做附加防水處理:底板兩頭端口豎向加橡膠止水條或鋼板,該止水條或鋼板應從墊層豎向一直延伸到與外牆鋼板相接,防止水平方向水的滲入。下次施工需間隔3d以上,待混凝土達到足夠強度後,再澆膨脹加強帶大膨脹混凝土,緊接著澆小膨脹混凝土。

3)後澆膨脹加強帶構造。當混凝土無法連續施工時,也可以先澆築加強帶兩側的小膨脹混凝土,兩邊硬茬均留置階梯縫。間隔3d以上,待混凝土達到足夠強度再澆加強帶大膨脹混凝土。澆帶兩頭端口豎向加橡膠止水條或鋼板,該止水條或鋼板應從墊層豎向一直延伸到與外牆鋼板相接,防止水平方向水的滲入。

超長混凝土結構無縫施工中膨脹加強帶的設置


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