間歇式膨脹加強帶在大體積超長底板中的應用

李紅飛，李俊君，李紅，徐寧

（1. 銀座集團股份有限公司，山東　濟南 250000；2. 棗莊中興商品混凝土有限公司，山東　棗莊 277000；3. 中國建筑材料科學研究總院，北京 100024）

間歇式膨脹加強帶在大體積超長底板中的應用

李紅飛1，李俊君1，李紅2，徐寧3

（1. 銀座集團股份有限公司，山東濟南 250000；2. 棗莊中興商品混凝土有限公司，山東棗莊 277000；3. 中國建筑材料科學研究總院，北京 100024）

銀座商場地下車庫超長、超寬，利用間歇式膨脹加強帶替代原設計的后澆帶，選用限制膨脹≥0.06% 的膨脹劑配制補償收縮混凝土，優化混凝土配合比，降低混凝土水化熱，有效解決了大體積超長底板易開裂難題。同時，加快施工進度，降低工程成本。

間歇式膨脹加強帶；補償收縮混凝土；超長結構；膨脹劑；水化熱

1　工程概況

薛城銀座商城位于棗莊市薛城區燕山北路與黃河中路交叉口東北角，奚仲中學正南側。地下二層，地上七層，地下一、二層為設備用房和地下停車庫，工程效果圖見圖 1。本工程場區內無陡崖、暗塘、暗溝等，無發生滑坡、崩塌和泥石流等自然災害的可能性。場區內無斷裂構造通過，不存在對抗震不利的高陡臨空面和地基土壓縮層內的地下空洞；地層巖性以填土、粉質粘土及花崗片麻巖為主，屬于穩定場地，適宜工程建設。

本工程為框架－剪力墻結構，筏板基礎，地下二層車庫部分設置抗浮錨桿，東西長 150.1m，南北長 82.6m，為超長結構。底板厚度 850mm，柱基承臺 5.0m×5.0m×1.75m，為大體積混凝土，混凝土強度等級為 C40，抗滲等級為 P8。

圖1　銀座商城效果圖

2　間歇式膨脹加強帶技術方案

本工程底板開裂風險較大，原因在于：（1）超長、超寬結構，干燥收縮應力較大，易產生干燥收縮裂縫；（2）厚度達 850mm，為大體積混凝土，水化熱高，水化溫升引起的溫度應力易造成溫度裂縫。因此，如何預防干燥收縮和溫度應力引起的開裂是本工程底板施工控制的關鍵點。

2.1原設計方案

為減少混凝土收縮和溫度應力的影響，原設計采取如下措施：

（1）每隔 30m 左右設置一道后澆帶（帶寬 800mm），后澆帶內混凝土等級提高一級，并摻加復合膨脹纖維抗裂防水劑，混凝土限制膨脹率不低于 0.025%。在兩側混凝土澆筑42d 后再回填后澆帶，并且澆水養護 14d。后澆帶詳細做法見圖 2。

（2）采用低熱或中熱水泥，在炎熱季節施工時，采取降低原材料溫度、減少混凝土運輸時吸收外界熱量等降溫措施，并采取可靠的養護措施。

顯然，原設計中存在如下問題：一方面，后澆帶需兩側混凝土澆筑 42d 后才能回填，耽誤工期，且后澆帶厚度達850mm，清理垃圾困難，并且混凝土界面難以剔鑿處理，影響新老混凝土界面之間的咬合，易造成漏水[1]；另一方面，低熱、中熱水泥并不常用，并且價格較高，而大多數混凝土攪拌站常用 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，因此該措施實施時存在一些問題。

圖2　底板后澆帶構造

2.2修正方案

膨脹加強帶通常設置在后澆帶位置（應力集中處），通過在該處施加較大的膨脹應力，補償結構中的干燥收縮應力和溫度應力[2]，保證結構不開裂。與傳統的后澆帶作法相比，其優勢在于節約工期，無需等待 42d，可以依據混凝土供應能力、場地和施工組織能力，選擇連續式或間歇式施工，簡化施工工藝，在保證工程質量前提下，降低工程造價。

結合工程實際情況，本工程采用連續式和間歇式膨脹加強帶，將底板劃分為 5 個施工標段進行澆筑，具體劃分見圖3。其中，連續式膨脹加強帶主要是考慮一次澆筑混凝土方量大，為了預防突發事故，一旦因某種原因影響施工，則混凝土的施工縫可以留在連續式膨脹加強帶處，不會破壞底板整體防水。

圖3　施工標段和膨脹加強帶位置劃分

連續式、間歇式膨脹加強帶的帶寬 2m，間歇式膨脹加強帶設置單側止水鋼板[3]。帶兩側用快易收口網隔開，防止低強度等級膨脹混凝土進入膨脹加強帶內，并且快易收口網無需剔鑿處理，省工省錢，膨脹加強帶具體作法見圖 4。

圖4　膨脹加強帶示意圖

依據 JGJ/T 178—2009《補償收縮混凝土應用應用技術規程》，本工程底板混凝土限制膨脹率取值≥0.020%，膨脹加強帶混凝土限制膨脹率≥0.025%。膨脹劑水中 7d 的限制膨脹率必須≥0.060%，其他性能指標應滿足 GB 23439—2009《混凝土膨脹劑》Ⅱ型產品要求。

3　補償收縮混凝土制備

3.1原材料

水泥：棗莊中聯水泥有限公司生產的 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，性能指標見表 1。

表1　水泥物理性能

粉煤灰：山東鄒縣發電廠生產的I級粉煤灰，45μm 篩余9.1%，需水量 87%，燒失量 3.6%，含水量 0.5%，SO3含量2.6，堿含量 1.1%。

礦粉：徐州東南鋼鐵工業有限公司生產的 S95 礦渣粉，密度 2.89g/cm3，比表面積 425m2/kg，流動度比 95%，28d 活性指標 105%。

膨脹劑：天津豹鳴股份有限公司生產的 HCSA 高性能混凝土膨脹劑，水中 7d 限制膨脹率 0.065%。

砂：河砂，產自駱馬湖，中砂，細度模數 2.8，含泥量0.9%。

石：碎石，產自陶莊，連續級配，粒徑 5～25mm，含泥量 0.2%。

減水劑：棗莊市瑞砼建材有限公司生產的 TR-620 高效減水劑，減水率 17%，含固量 36%，總堿量 2.6%。

3.2混凝土配合比

考慮施工場地周邊緊鄰道路和商鋪，施工過程中除了汽車泵外，還得使用地泵（泵管最長達 180m），為便于施工，混凝土坍落度控制在 220～250mm。經試驗室試配和現場復配，最終確定的混凝土配合比見表 2。

表2　混凝土配合比和抗壓強度

夏季施工時，混凝土入模溫度對混凝土的溫升影響非常大。考慮到本工程底板為大體積混凝土，為了降低入模溫度，砂、石骨料均置于料棚內，避免陽光照射。水泥倒庫用，盡量不使用剛到場的水泥。拌合用水為攪拌站地下水，水溫基本在 10℃ 左右。同時，混凝土配合比中大量使用粉煤灰、礦粉摻合料[4]，并且提高摻合料中粉煤灰的用量。以上措施，以最小的代價，有效降低混凝土入模溫度，控制混凝土最高溫升。

圖 5 給出了 C40、C50 補償收縮混凝土的限制膨脹率。

圖5　補償收縮混凝土限制膨脹率

結合表 2 和圖 5 結果可知，配制的混凝土滿足性能設計要求。

4　混凝土施工

混凝土每次澆筑方量在 2500～3200m3左右，為保證底板防水效果和澆筑質量，施工過程中采用如下措施：

（1）合理布置泵車。在場地允許條件下，每次澆筑安排3～4 輛泵車，縮短澆筑時間。優先使用汽車泵，當使用地泵時，用塔吊吊著泵管輔助施工。泵車澆筑范圍交叉，不留死角。

（2）攪拌站安排調度和技術人員現場值班，及時反饋現場情況。確保現場不斷灰、混凝土工作性能滿足施工要求，一旦出現坍落度低，用減水劑現場調整。

（3）澆筑時沿邊緣向里推進，避免出現遍地開花的現象。由于底板存在 30cm 導墻、90cm 高的柱基礎等上返結構，澆筑時先將 850mm 厚的底板澆筑到位，并振搗密實。等混凝土接近初凝時，再回頭澆筑上返結構。

（4）混凝土振搗密實、抹面后，覆蓋塑料簿膜，簿膜之間相互搭接，避免出現沒有覆蓋現象，最大限度地減少失水過快造成的縮性收縮。

（5）各個標段以膨脹加強帶為邊界線，澆筑時施工縫的位置必須留在止水鋼板處。并且，止水鋼板處，加強振搗，振搗時注意振搗棒不要觸碰到快易收口網，防止破損，出現跑灰。下一標段澆筑時，先澆筑膨脹加強帶的 C50 混凝土，并且其方量最好要比理論計算方量多一些。同樣，施工縫處止水鋼板部位加強振搗，增強新舊混凝土結合。膨脹加強帶混凝土振搗、收面后，再澆筑 C40 底板混凝土。如果標段內有連續式膨脹加強帶，只要條件許可，直接澆過去，即 C40底板混凝土→C50 膨脹加強帶混凝土→C40 底板混凝土。

混凝土終凝后，即可安排人員進行澆筑養護。施工過程中，同時進行混凝土溫升監控，設備采用中國建筑材料科學研究總院研發的智能測溫裝置，圖 6 給出了標段五的底板和柱基礎的溫度測量結果。由圖 6 可知，柱基礎因體積大，混凝土最高溫度達 72℃，而同強度等級的底板混凝土最高溫度也達到了 66℃，但是后期檢查，底板未出現裂縫，說明本工程采取的措施正確有效。

圖6　混凝土溫升

5　小結

銀座商城底板超長超寬，混凝土累計方量 1.35 萬m3左右，分 5 次澆筑完畢，歷時一個月（因場地問題，標段五是在其他標段完工 15d 后才澆筑）。在保證底板防水質量的前提下，合理應用間歇式膨脹加強帶，縮短工期，節約費用，同時，消除后澆帶留置的各種隱患。

[1] 江灰志．地下室后澆帶滲漏原因分析及處理[J]．河南建材，2011,5:114-115．

[2] 趙順增，劉立，游寶坤．補償收縮混凝土的基本性能[J]．膨脹劑與膨脹混凝土，2009,1:52-64+70．

[3] JGJ/T 178—2009．補償收縮混凝土應用技術規程[S]．

[4] 張金明，鈕明琴，張建平．大摻量礦物摻合料在大體積混凝土中的應用[J]．福建建筑，2009,12: 14-15．

［通訊地址］山東省濟南市濼源大街 66 號銀座商城三期 21樓物業本部（250000）

Application of intermittent expansion reinforcing band in massive super-long floor

Li Hongfei1, Li Junjun1, Li Hong2, Xu Ning3
( 1. Ginza Group Co., Ltd., Ji'nan250000; 2. Zaozhuang Zhongxing Ready-mixed concrete Co., Ltd., Zaozhuang277000; 3. China Building Materials Academy, Beijing100024)

Ginza Mall basement parking is super-long and super-wide structure. The original design of post-pouring joint is replaced by intermittent expansion reinforcing band. Expansive agent for concrete of restrained expansion rate ≥0.06% was selected to make shrinkage-compensating concrete. The mix proportion is also optimized to reduce concrete hydration heat and temperature stress. These measures successfully solve the cracking problem of mass super-long floor, meanwhile, speed up the construction progress, and lower the engineering cost.

intermittent expansion reinforcing band; shrinkage-compensating concrete; super-long structure; expansive agent for concrete; hydration heat

李紅飛（1975—），男，工程師。