膨脹混凝土施工技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用探究

摘要：應(yīng)用膨脹混凝土施工技術(shù)可有效提升建筑項(xiàng)目的防水、防裂、抗震及整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，其在施工工期和成本控制方面優(yōu)勢(shì)明顯。結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，圍繞膨脹混凝土施工技術(shù)展開討論。介紹膨脹混凝土的實(shí)現(xiàn)原理及施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)，闡述膨脹混凝土施工技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程的控制要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，為相關(guān)技術(shù)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：膨脹混凝土；建筑結(jié)構(gòu)；膨脹帶；補(bǔ)償鋼筋；二次抹面

0 " 前言

建筑結(jié)構(gòu)施工項(xiàng)目是一類協(xié)同、系統(tǒng)的建設(shè)工程，其實(shí)施過程中對(duì)不同形式、種類的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求較高。作為當(dāng)今建筑結(jié)構(gòu)工程常見的施工材料，膨脹混凝土的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)越發(fā)凸顯，其對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量起到了積極的改良效果，可有效提升建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和延長(zhǎng)建筑使用年限。摻入膨脹劑的膨脹混凝土可有效提升結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力及收縮特性，減少混凝土出現(xiàn)裂縫幾率[1]。

近年來，隨著建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)相關(guān)過程評(píng)價(jià)控制方法及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善，膨脹混凝土的工程技術(shù)體系不斷完善。但在實(shí)際應(yīng)用中，膨脹混凝土技術(shù)依舊存在著一些問題，基于此，本文結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)施工實(shí)際，針對(duì)膨脹混凝土施工技術(shù)進(jìn)行研究，以膨脹混凝土施工技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理及技術(shù)優(yōu)勢(shì)為切入點(diǎn)，詳細(xì)論述了膨脹混凝土施工技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用過程，提出了膨脹混凝土施工技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中控制要點(diǎn)。

1 " 膨脹混凝土技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理

膨脹混凝土是一類由特定比例的水泥及膨脹劑，經(jīng)攪拌形成的特殊的水泥類施工材料，其制備過程是在水泥攪拌時(shí)，摻入適當(dāng)量的膨脹劑，讓水泥與膨脹劑內(nèi)化學(xué)成分經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)，使混凝土形成膨脹效果[2]。膨脹混凝土膨脹時(shí)，同鋼筋等構(gòu)件形成自應(yīng)力，凝結(jié)時(shí)內(nèi)部會(huì)形成收縮力，通過膨脹自應(yīng)力與收縮力相互平衡作用，以達(dá)到降低混凝土凝結(jié)時(shí)因收縮拉力過大形成的裂縫效果，實(shí)現(xiàn)混凝土質(zhì)量提高和使用周期延長(zhǎng)。

實(shí)際施工中，可按照工程實(shí)際要求，適當(dāng)增減膨脹劑配比調(diào)節(jié)混凝土收縮性及彈性。根據(jù)膨脹混凝土制備構(gòu)造和應(yīng)用技術(shù)，可分成收縮后應(yīng)力補(bǔ)償和自應(yīng)力兩類。收縮后應(yīng)力補(bǔ)償膨脹混凝土由膨脹水泥和膨脹劑混合制備形成，能將受力強(qiáng)度約束在特定較小范圍。自應(yīng)力膨脹混凝土受特定應(yīng)力作用，將膨脹劑同混凝土填料混和后，混凝土自身產(chǎn)生的應(yīng)力可達(dá)到2～8MPa。兩類膨脹混凝土在防腐蝕性和防滲性方面均表現(xiàn)突出[3]。

2 " 膨脹混凝土施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

漏水、開裂等病害是建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)、施工過程常見的質(zhì)量問題，應(yīng)用膨脹混凝土技術(shù)，不僅可提升建筑結(jié)構(gòu)整體防滲、抗裂特性，還有利于降低工程造價(jià)，因而被廣泛應(yīng)用到實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)項(xiàng)目中。具體主要體現(xiàn)出現(xiàn)以下優(yōu)勢(shì)：

2.1 " 結(jié)構(gòu)抗裂防滲效果好

導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)裂縫的原因主要為結(jié)構(gòu)應(yīng)力超限、外界施工溫度超標(biāo)等。混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，會(huì)嚴(yán)重影響建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。膨脹混凝土通過制備過程中攪拌膨脹作用，形成膨脹應(yīng)力，從而有效抵消了混凝土原本的因凝結(jié)產(chǎn)生的內(nèi)部收縮作用，使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)得到改良，進(jìn)而提升了混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和防水性，避免了裂縫的產(chǎn)生。

2.2 " 結(jié)構(gòu)防震效果

摻入的膨脹劑經(jīng)與混凝土混合攪拌后形成化學(xué)反應(yīng)，具有良好的連接性。經(jīng)膨脹作用的混凝土，同相鄰材料達(dá)到了良好的黏連效果，進(jìn)而有效提高了建筑結(jié)構(gòu)的防震性，使建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性得到進(jìn)一步提高[4]。

2.3 " 結(jié)構(gòu)使用年限長(zhǎng)

混凝土經(jīng)收縮壓作用實(shí)現(xiàn)應(yīng)力補(bǔ)償，可有效改良結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，延長(zhǎng)構(gòu)造物使用年限。摻入膨脹劑的膨脹混凝土內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生特定的預(yù)應(yīng)力，可抵御附加的應(yīng)力作用，使混凝土整體具備良好的補(bǔ)償收縮效應(yīng)。根據(jù)工程實(shí)際需要和環(huán)境特點(diǎn)，科學(xué)控制混凝土的初凝、終凝時(shí)長(zhǎng)，準(zhǔn)確把握混凝土保養(yǎng)過程的噴水量和時(shí)間點(diǎn)，可使混凝土具備良好的補(bǔ)償收縮效應(yīng)，從而達(dá)到提升整體施工質(zhì)量、延長(zhǎng)使用年限的目的。

3 " 膨脹混凝土施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 " 膨脹帶構(gòu)建

膨脹帶布置設(shè)計(jì)是膨脹帶構(gòu)建的關(guān)鍵，布置設(shè)計(jì)不合理會(huì)影響工程的實(shí)施效果。應(yīng)在膨脹帶兩側(cè)鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)加以固定處理，以此保證膨脹混凝土的配比均衡穩(wěn)定，避免不同材料混合導(dǎo)致膨脹帶失穩(wěn)。嚴(yán)格控制膨脹帶膨脹混凝土配比及各種混和料摻量，膨脹帶中間區(qū)域混凝土摻入9%比例的膨脹劑，外端混凝土摻入7%比例的膨脹劑，以科學(xué)改良膨脹帶兩端受力不均的現(xiàn)象，避免施工裂縫病害出現(xiàn)[5]。

將標(biāo)準(zhǔn)的膨脹帶寬度設(shè)置為2m，以保證膨脹帶操作連續(xù)性和后期穩(wěn)定性。膨脹帶澆筑施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)完成澆筑施工，根據(jù)作業(yè)區(qū)域合理選擇差別化施工方式。

3.2 " 裝配加固補(bǔ)償功能的鋼筋

為達(dá)到預(yù)想的膨脹帶溫控效果，應(yīng)根據(jù)膨脹混凝土特點(diǎn)，實(shí)施必要的溫度提升控制措施。通過配置綁扎加固補(bǔ)償功能的鋼筋，不僅可以實(shí)現(xiàn)混凝土施工溫度調(diào)控，同時(shí)還可解決因材料均勻性差引起的混凝土開裂問題。要確保選取的補(bǔ)償鋼筋材料同混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋材質(zhì)相匹配，補(bǔ)償鋼筋直徑應(yīng)低于結(jié)構(gòu)鋼筋直徑1至2個(gè)級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)。

裝配加固補(bǔ)償鋼筋過程中，應(yīng)控制加強(qiáng)帶同補(bǔ)償鋼筋二者保持垂直，保證補(bǔ)償鋼筋插入混凝土的插深應(yīng)超過0.5m。如果在頂板位置裝配補(bǔ)償鋼筋，應(yīng)實(shí)施頂板同對(duì)應(yīng)面鋼筋共同綁扎操作。對(duì)于墻板后側(cè)位置，采用同樣手段完成對(duì)應(yīng)面鋼筋的共同綁扎。通過裝配加固補(bǔ)償功能的鋼筋，可有效提升膨脹混凝土受力特性。通過補(bǔ)償鋼筋半徑的調(diào)控，保證膨脹帶的應(yīng)力作用均勻，實(shí)現(xiàn)混凝土整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定效果提升。膨脹混凝土加固補(bǔ)償鋼筋如圖1所示。

3.3 " 膨脹混凝土澆筑及振搗

3.3.1 " 澆筑

在正式澆筑前，應(yīng)保證澆筑模板及鋼筋的清潔，避免留存雜物。正式澆筑過程中，應(yīng)使用至少2臺(tái)高頻率振搗機(jī)械實(shí)施振搗。其中一臺(tái)置于澆筑卸料口位置，其目的是對(duì)上端區(qū)域混凝土實(shí)施振搗操作；另一臺(tái)應(yīng)置于坡腳位置，以實(shí)現(xiàn)此區(qū)域混凝土的振搗密實(shí)。通過延長(zhǎng)澆筑班組的交接時(shí)間，以保證混凝土澆筑連續(xù)性和振搗均勻性。

3.3.2 " 振搗

振搗操作過程中，為避免混凝土澆筑過程中產(chǎn)生堆積，應(yīng)先開啟出料口振搗器，待振搗混凝土形成流淌坡度態(tài)勢(shì)后，開啟坡腳位置振搗器進(jìn)行整體振搗。實(shí)施振搗過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制振搗移動(dòng)路線、振搗時(shí)長(zhǎng)和振搗棒插深等。科學(xué)計(jì)算膨脹混凝土澆筑量，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)工程規(guī)模，合理確定裝運(yùn)機(jī)械數(shù)量和運(yùn)載速度等，避免澆筑振搗操作過程中產(chǎn)生冷施工縫情況。

為提升混凝土結(jié)構(gòu)的防水效果，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土振搗密實(shí)度，避免因漏振、欠振及過振而影響振搗效果。將區(qū)域振搗時(shí)間控制在20～30s為宜，以混凝土振搗作業(yè)面無翻漿、無氣泡作為停止振搗標(biāo)準(zhǔn)。振搗操作，應(yīng)遵循快速插入、緩慢拔出的原則，保證振搗位置的選擇合理性。保持同模板、鋼筋止水帶及預(yù)埋件的操作距離，避免引起形變或位移，進(jìn)而影響防水效果。膨脹混凝土振搗施工如圖2所示。

3.4 " 膨脹混凝土二次抹面和保養(yǎng)

3.4.1 " 抹面

膨脹混凝土澆筑完成，為避免混凝土出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，應(yīng)配合進(jìn)行二次抹面操作[6]。建筑結(jié)構(gòu)工程的膨脹混凝土二次抹面作業(yè)，通常由人工操作完成。應(yīng)先完成混凝土抹壓處理，直至表面出現(xiàn)滲漿后，對(duì)混凝土表面平整抹壓處理，避免因表面結(jié)構(gòu)破損形成返工。

3.4.2 " 保養(yǎng)

正常情況下，為達(dá)到理想的養(yǎng)護(hù)效果和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的使用期限，膨脹混凝土應(yīng)實(shí)施超過15天的保養(yǎng)周期。混凝土養(yǎng)護(hù)作業(yè)通常在混凝土初凝階段實(shí)施，時(shí)間控制在澆筑作業(yè)后9～12h內(nèi)。

保養(yǎng)過程中，應(yīng)利用塑料薄膜或施工布進(jìn)行覆蓋保養(yǎng)處理，避免膨脹混凝土遭受陽光暴曬。同時(shí)，通過定期噴水處理保證混凝土的濕度需求，以防止出現(xiàn)施工裂縫，保證混凝土保養(yǎng)質(zhì)量。如混凝土發(fā)生表面龜裂，應(yīng)利用粘貼鋼板技術(shù)實(shí)施修補(bǔ)。粘貼鋼板法修補(bǔ)如圖3所示。

3.5 " 膨脹混凝土接搓區(qū)域處理

澆筑膨脹混凝土操作過程中，可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)工程實(shí)際狀況，選擇接卸性澆筑方式或連續(xù)澆筑方式。如通過間歇澆筑方式，應(yīng)確保間歇后的二次澆筑同起初澆筑間的銜接性。在澆筑接搓區(qū)，應(yīng)設(shè)置膨脹混凝土的加強(qiáng)帶兩側(cè)位置預(yù)留。

在實(shí)施二次澆筑前，應(yīng)保證接搓區(qū)位置的清潔。如存在雜物應(yīng)及時(shí)清理干凈，之后對(duì)接搓區(qū)實(shí)施鑿毛濕潤(rùn)處理。在完成首次水泥砂漿涂刷后，進(jìn)行混凝土澆筑填充。嚴(yán)格控制膨脹混凝土接搓區(qū)施工流程，避免因操作不當(dāng)引起的接觸面緊密性差，進(jìn)而影響建筑結(jié)構(gòu)的防水防滲效果。

4 " 膨脹混凝土施工技術(shù)控制要點(diǎn)

4.1 " 科學(xué)設(shè)計(jì)混凝土膨脹劑配比

相較于常規(guī)類型的混凝土作業(yè)，膨脹混凝土施工技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)存在差異，如依舊沿用常規(guī)混凝土操作規(guī)范，將難以達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)工程預(yù)期設(shè)計(jì)效果。應(yīng)用實(shí)踐證明，通過科學(xué)的混凝土膨脹劑配比，可有效改良混凝土整體特性，所以應(yīng)在結(jié)合差異化作業(yè)條件等工程需求基礎(chǔ)上，合理設(shè)計(jì)混凝土配比，規(guī)范施工操作作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，最大限度滿足建筑工程所需。

4.2 " 合理確定膨脹劑種類、劑量

膨脹混凝土施工技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)施工應(yīng)用過程中，易發(fā)生過度膨脹等質(zhì)量問題，如處理不及時(shí)，會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)工程的整體質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。為有效控制膨脹劑用量，避免出現(xiàn)膨脹過度等問題，應(yīng)采取以下控制措施：

根據(jù)實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)施工需求確定膨脹劑摻入量。實(shí)施膨脹混凝土配比試驗(yàn)時(shí)，可依據(jù)膨脹時(shí)長(zhǎng)、膨脹比例、混凝土強(qiáng)度等參數(shù)完成。在滿足建筑強(qiáng)度需求的前提下，確定膨脹劑的種類和劑量，同時(shí)膨脹劑占比應(yīng)不低于設(shè)計(jì)規(guī)范要求最低比例。

在無筋混凝土摻入膨脹劑混合后，為滿足混凝土坍落度要求，需及時(shí)摻入緩凝劑。且混凝土澆筑模板拆裝時(shí)間應(yīng)做適當(dāng)后延，如無筋混凝土難以達(dá)到設(shè)計(jì)的膨脹需求，應(yīng)及時(shí)選擇其他材料替換處理。如出現(xiàn)混凝土膨脹過度現(xiàn)象，需及時(shí)采取補(bǔ)救控制手段。

4.3 " 嚴(yán)格監(jiān)管膨脹混凝土操作工序

建筑結(jié)構(gòu)施工中，為保證工程質(zhì)量和整體效益，應(yīng)積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)工法，強(qiáng)化精細(xì)化管理，嚴(yán)格監(jiān)督膨脹混凝土技術(shù)操作工序，細(xì)化技術(shù)應(yīng)用流程，明確各道工序質(zhì)量控制要點(diǎn)，通過有序優(yōu)化改良提升施工效率，保證工程實(shí)施工期。可通過嚴(yán)格控制原材料采購保管、科學(xué)計(jì)算配比，有效監(jiān)管混凝土澆筑順序、澆筑速度、澆筑溫度，以及控制振搗時(shí)長(zhǎng)、振搗移動(dòng)路線等工序，提升作業(yè)質(zhì)量和效率，降低出現(xiàn)質(zhì)量問題的幾率。

5 " 結(jié)束語

作為建筑結(jié)構(gòu)施工中常見的施工技術(shù)，膨脹混凝土施工技術(shù)可有效改良常規(guī)混凝土抗震、防水、防裂及整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，可有效降低施工工期和施工成本。本文結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)施工實(shí)際，針對(duì)膨脹混凝土施工技術(shù)進(jìn)行研究，以膨脹混凝土施工技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理及技術(shù)優(yōu)勢(shì)為切入點(diǎn)，詳細(xì)論述了膨脹混凝土施工技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用過程，提出了膨脹混凝土施工技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中的控制要點(diǎn)，以為相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)施工提供參考。

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