补偿收缩混凝土技术在缩短超长结构施工中的应用

何庆旭

山东省建设建工（集团）有限责任公司，山东 济南 250011

1 补偿收缩混凝土技术的基本原理及构造

1.1 基本原理

对混凝土容易出现体积变化的部分进行调节时，容易体积缩小过多的部分用膨胀剂进行填充，形成相应的加强带，其他部分则可以加入少量的微膨混凝土，以实现代替后浇带的目的，方便在较长结构的建筑中连续施工。从原理上讲，该方法等于为建筑加上了性能更好的后浇带，其中对于内掺10%～14%UEA的膨胀剂，无须特殊进行重点加强的部分可以适当降低4%左右的剂量，使材料能够产生的膨胀作用充分发挥出来，以实现为混凝土补足体积的目的，从而加强混凝土的坚固性[1]。

1.2 设计构造

该项技术需要配备钢丝网使用，将加强带与混凝土分离，加强部分的硬度要更高，网宽在2m左右。依据行业相关规定，结构长度L＜60m时，可以考虑采用连续的加强带设计；60m＜L≤120m时，若板厚H≤1.5m，设置连续式膨胀加强带，板厚H＞1.5m时需采用分段的方式，利用间歇式膨胀加强带等材料；结构长度L＞120m时，采用分段浇筑的间歇式膨胀加强带或后浇式膨胀加强带。加强带与后浇带位置大致相同，基本处于混凝土体积变化最为明显的部分。防止混凝土出现裂缝的方法依据具体的混凝土材料而定，目前有“抗”和“放”两种方式，前者的基本原理是在应力较为明显的部分两侧进行较大应力混凝土的填充，并将钢筋放置在内，防止部分结构难以承受过大的收缩应力；后者主要指不同类型的加强带需要依据混凝土具体情况进行浇筑，使其收缩程度保持在可控范围内[2]。

2 补偿收缩混凝土技术在缩短超长结构施工中的实际应用

2.1 工程概况

某信息产业基地项目数据机房，相关方在其中的投入巨大，但施工周期很紧促。该建筑的部分房间采取单层结构，建筑整体为条形，面积为14800.36m2，其中办公区混凝土结构东西长度达到96m，南北宽度为76m，混凝土顶板标高6.9m，建筑外体与内部存在较大的高度差，需要较大的填充工程。客户要求，工程必须在2019年春节前完工，时间不能推迟。然而实际施工时开工时间又被延迟，同时考虑到当地天气因素需要将工期截止日期进一步提前。另外，工程结构中需要应用到较多的后浇带，这就使得工期被延长，导致项目无法按时完成。

2.2 方案制订及实施情况

考虑到时间因素，经过建筑方与相关单位的协商，施工队伍决定在某些特殊部位采取替代方法。建筑的具体情况如下：结构总长度小于120m，在东西方向的后浇带位置可预留缝隙，采用间歇式膨胀加强带填充；南北方向采取连续式膨胀加强带巩固，带宽均保持在2m。基础部分与屋面顶板面积大，混凝土可能会产生较大的体积变化。绘制图纸如图1、图2所示，以减少混凝土体积变化带来的问题。

图1 膨胀加强带布置

图2 膨胀加强带构造措施

考虑到现场的实际情况，为尽可能地减少施工过程中可能出现的不利因素，补偿收缩混凝土限制膨胀率不小于0.02%，强度为C30，膨胀加强带部位不小于0.03%，强度为C35。施工时间基本处于10—12月，北方气温将会达到较低极平，若遇到寒流天气，则气温可能进一步骤降。在使用混凝土时需要进行综合蓄热法处理，一方面是为了满足冬季施工的施工需求，另一方面在使用时也要注意搅拌站水泥净用量不能低于300kg/m3，将混凝土自身水化热提升上来。在建筑底部可以用柴油暖风机进行增温，建筑周围部分可以进行全面的包裹覆盖，并在迎风面架设挡风布。在混凝土振捣工作完成后立即将塑料膜封紧，减少其中的水分丧失，在塑料薄膜上覆盖阻燃草帘被，进一步达到保稳保湿的效果。在整体的上方加盖厚聚乙烯塑料布，降低风力对材料的影响，附上体积较重的物品防止覆盖物脱落。14d后将覆盖材料取下，最下层的薄膜保留，工程再次开始后取下，以最大限度地保证混凝土的质量情况。

3 采用补偿收缩混凝土方案施工的控制要点

3.1 方案制订思路

采用了新技术后，实际建筑会与图纸出现一定的偏差，但总体在可接受的范围内，需要与相关方进行沟通协商，告知具体事宜，并获得设计签认。通过后，要严格把控混凝土的比例问题与膨胀率问题。其中，膨胀率问题是整体工程的重中之重，采用的预拌混凝土材料也需要提前与厂商进行预约，签订准许合同，在技术上达成共识，以进一步调整混凝土的具体参数。

3.2 膨胀加强带钢筋配置

施工前决定采取补偿收缩混凝土技术，就一定会对原有图纸进行适当的修改，与原有理念在某些地方出现冲突，此时应积极与相关方进行协商，考虑是否可以做出一定的取舍，若图纸不可修改，则需按照原有要求进行配比。屋面结构一般需要双层双向钢筋，需要考虑的主要因素为温度，其他部分若不采取这一结构，则可以适当改变钢筋结构情况。梁板等薄构件缺乏足够的应力，需要采用连续式膨胀加强带来弥补其在该方面的不足，注重“抗”方法的应用；若结构面积较大，就可以考虑采取间歇式的加强带，并结合“放”的方法，减少裂缝出现的可能性，提高工程的保险程度。加强带与钢筋之间保持一定的距离，如果表面存在不平的情况，需要预留一定的孔洞，防止结构出现不确定的变化，并注意该部分的应力变化情况，可以增加配筋，进一步降低裂缝出现的可能性[3]。该部分采用间接式膨胀加强带，应用之后注意定期浇灌与浇灌时间。

3.3 混凝土原材及配合比控制

采用补偿收缩混凝土技术需要注意混凝土强度，加强部分混凝土强度不能低于C30。胶凝材料与混凝土质量之间存在一定的相互关系，因此还需要注意胶凝材料的用量配比，填充部分的胶凝材料用量不少于300kg/m3，其中膨胀剂的用量在40～60kg/m3，两侧加强部分的膨胀剂用量可以适当降低，混凝土水胶比不宜大于0.5。

4 施工控制及验收

施工中需要至少完成一组配合比试验，观察试验结果是否与预期结果相一致。在采用了补偿收缩混凝土技术后，要特别注意后期的保养工作，特别是浇筑工作，要做到保质、保量，在规定的时间内以一定的频率进行保湿。如果在施工时遇到干燥、风力较大或者温度出现极端值的情况，可能会对施工材料造成较大影响，此时必须及时采取有效的防护措施以保证混凝土的质量。考虑到混凝土的膨胀率存在不同的情况，可以在施工前进行多次试验，并在塑料薄膜的保护下进行长期观察，直到发现混凝土的膨胀率达到预期效果，再正式投入施工中。同时，在施工前需要预先制订好预防裂缝的相关方案。如果混凝土的膨胀力不合格，那么要及时检查是否出现裂缝。若存在裂缝，但对整体建筑质量不存在较大影响，可以听取相关专家意见，进一步考虑该建筑是否能够得到验收许可。

5 结论

要想尽可能地实现项目成本的最小化和质量的最优化，在施工时一是要考虑施工采用的技术问题，二是要考虑施工过程中可能产生的相关成本以及花费的具体时间。尽管采取补偿收缩混凝土技术后，在该部分施工阶段会适量增加成本，但从工程整体角度而言，采用补偿收缩混凝土技术一方面能够缩短施工周期，解决后浇带性能缺陷带来的工程延期问题，另一方面也能够通过技术的加强来改善原有技术存在的质量弊端，是有助于进一步优化工程的。因此，补偿收缩混凝土技术值得在后续的工程中进一步推广。