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一、工程概况
苏州工艺美院新校区学生宿舍3#—13#楼为六层框架结构，建筑面积43000平方米，由苏州市建筑设计研究院有限责任公司设计，安徽水利开发股份有限公司施工。本工程学生宿舍楼均设置后浇带，混凝土标号为C30。考虑到施工屋面后浇带工期较紧，而且屋面后浇带的清理、灌缝非常麻烦，处理不好可能会出现有害裂缝，给结构带来隐患，因此，我公司根据多年来的施工经验及成熟的技术，采用江苏省建筑科学研究院的补偿收缩混凝土无缝技术，取消屋面后浇带，以加快施工进度，缩短工期，提高结构的整体性。
二、理论分析
在混凝土中参加适量的膨胀剂，膨胀剂通过与水泥的化学反应，使混凝土产生适量膨胀，在钢筋和邻位限制下，在钢筋混凝土中建立0.2—0.7Mpa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，能填充、切断、堵塞混凝土的毛细孔，使混凝土的抗渗能力大大提高，从而达到混凝土结构自防水和控制有害裂缝的目的。下面笔者从收缩应力的角度对超长无缝施工裂缝控制进行分析。
工民建上层结构的楼板等，其特点是厚度（或高度）H远小于长宽尺寸L，板在温度收缩变形作用下，离开端部区域，板的全截面受拉应力较均匀。在梁柱约束下，将出现水平方向应力бx。从工程实践可知，бx是设计主要控制应力，是引起垂直裂缝的主要应力，其最大值бxmax出现在板截面的中心处。
研究表明，补偿收缩混凝土在硬化过程中产生膨胀作用，在与钢筋或邻位约束下，钢筋受拉，而混凝土受压，当钢筋拉应力与混凝土压应力平衡时，则有：
Ac×бc=As×бs=As×Es×ε2
而配筋率μ=As/（Ac As）
As/Ac=μ/（1-μ）
则бc=μ×Es×ε2/（1-μ）
式中：бc—混凝土预压应力（Mpa）Ac—混凝土截面积
бs—钢筋拉应力（Mpa）As—钢筋截面积
Es—钢筋弹性模量（Mpa）μ—配筋率（%）
ε2—混凝土的限制膨胀率（即钢筋伸长率）（%）
从上式可见，бc与ε2长成正比关系，而限制膨胀率随膨胀剂的掺量增加而增加，所以我们可以通过调整膨胀剂的掺量，使混凝土获得不同的预压应力。根据水平方向应力曲线，我们设想在бmax处给予较大的膨胀应力бc，而在两侧给予较小的膨胀应力，使结构的收缩应力得到大小适宜的补偿，从而控制有序裂缝的出现。
在收缩应力集中的бmax处，设膨胀加强带，其宽度2米，带两侧架设密孔铁丝网，目的是为防止两侧混凝土流入加强带。施工时，带外侧用小膨胀混凝土（限制率为0.015%—0.020%，掺膨胀剂8%左右），浇注到加强带时改用大膨胀混凝土（限制率为0.025%—0.030%，掺膨胀剂12%左右），浇注到加强带另一侧时又改用小膨胀混凝土浇注。如此循环下去，可连续浇注100—150米超长混凝土结构。
三、JM-Ⅲ（改进型）混凝土外加剂的特点
本工程采用的膨胀剂为JM-Ⅲ（改进型）混凝土外加剂。该产品是由江苏省建筑科学研究院研制开发的多功能产品。它保留了原来JM-Ⅲ混凝土外加剂之精华，在混凝土耐久性上作了很大改进，使其不仅具有高效抗裂防渗性能，而且具有减水增强、凝结时间适中、保塑性好、施工和易性好等特点，是国内最新一代的多功能抗裂防渗材料。该成果获得江苏省科技进步二等奖，为国家重点新产品。
1.施工性好
JM-Ⅲ（改进型）混凝土外加剂对新拌混凝土具有很好的保塌作用，混凝土搅拌后2小时内基本无塌落度损失，且几乎不受温度变化的影响，其保塌效果明显高于木钙、糖蜜等普通缓凝剂。
2.减水增强效果好
JM-Ⅲ（改进型）混凝土外加剂，减水率达20%左右，增强效果显著。与普通混凝土相比较，掺有JM-Ⅲ（改进型）混凝土外加剂的混凝土，3天抗压强度可提高70%—100%，28天抗压强度可提高30%—60%，增强幅度很大，且后期强度性能稳定。
3.抗裂能力强
JM-Ⅲ（改进型）混凝土外加剂的水化作用使得混凝土在早期产生大量钙矾石晶体，使混凝土产生微膨胀，从而补偿了混凝土的收缩。实验证明，掺有JM-Ⅲ（改进型）混凝土外加剂的混凝土，28天基本无收缩，42天的收缩仅有1.2×10-4毫米，远小于会引起混凝土开裂的变形值。
4.提高钢筋与混凝土间的黏结力
用水量的降低，减薄了钢筋与混凝土间的水膜层，减少了缺陷；微膨胀使得钢筋与混凝土间的水膜层进一步变薄，增大了混凝土对钢筋的正压力和机械咬合力。
四、技术措施
1.由于屋面板部位暴露在空气中的时间长，受环境温差和风速的影响大，屋面板部位的混凝土更容易出现开裂现象，因此，除了定带外侧用小膨胀混凝土8%，膨胀加强带混凝土掺膨胀剂量定为12%。
2.膨胀加强带的设置。屋面板为超长钢筋混凝土结构时，为缓解部分收缩应力，需要设置膨胀加强带。膨胀加强带设置在原后浇带位置，宽度2米。带两侧分别用φ2铁丝网拦隔，并用短钢筋加固。膨胀加强带之间增加10%—15%的水平附加筋。
五、原材料选用及要求
1.水泥
宜采用早期水化热低、品质稳定的42.5级普通硅酸盐水泥。通过水泥厂家采用倒库、增加库存等措施，控制使用温度在55℃左右。
2.砂
中砂，细度模数2.5—2.8，含泥量＜3%。
3.石子
5—31.5mm连续级配碎石，含泥量＜1%。
4.外加剂
JM-Ⅲ改进型。
5.粉煤灰
采用品质稳定的优质Ⅰ级灰，取代水泥，改善混凝土和易性，降低水化热，与抗裂防渗剂配合好，对提高混凝土抗裂性能有一定的叠加效应。
6.水
洁净自来水。
上述混凝土用原材料必须符合国家有关标准。
混凝土配合比设计由我方技术人员提供，经混凝土搅拌站试验并提出不同结构部位的施工用混凝土配合比，如原材料质量有变化，由我方技术人员对混凝土配合比进行调整，以适应施工的要求。
六、补偿收缩混凝土参考配合比表（标注单位：kg）
七、补偿收缩混凝土性能要求
1.混凝土塌落度
要求为18—20cm。
2.混凝土凝结时间
初凝时间6—8小时，终凝时间10—12小时。
3.混凝土强度要求
比原混凝土强度高一级。
八、混凝土浇注
1.在浇注混凝土前，模板及钢筋间的所有杂物必须清理干净。
2.混凝土的入模塌落度要控制好。
3.因各种原因造成塌落度过小而无法泵送时，应在现场加高效减水剂溶液进行调节，严禁随意加水行为。
4.补偿收缩混凝土振捣必须密实，不能漏振、欠振，也不可过振。振捣时间宜为10—30秒，以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准。
5.对于屋面板的施工建议沿纵向采用一个坡度循环推进。
6.為防止屋面板混凝土因风吹和太阳暴晒而引起的干燥收缩，进而引发裂纹，在浇注混凝土12小时后，用湿麻包覆盖，充分用水浇湿，保湿养护不少于20天。
7.混凝土没有达到强度前，不得在上面堆放重物。
8.屋面板的拆模时间应执行钢筋混凝土施工技术规范的有关规定。
苏州工艺美院新校区学生宿舍3#—13#楼为六层框架结构，建筑面积43000平方米，由苏州市建筑设计研究院有限责任公司设计，安徽水利开发股份有限公司施工。本工程学生宿舍楼均设置后浇带，混凝土标号为C30。考虑到施工屋面后浇带工期较紧，而且屋面后浇带的清理、灌缝非常麻烦，处理不好可能会出现有害裂缝，给结构带来隐患，因此，我公司根据多年来的施工经验及成熟的技术，采用江苏省建筑科学研究院的补偿收缩混凝土无缝技术，取消屋面后浇带，以加快施工进度，缩短工期，提高结构的整体性。
二、理论分析
在混凝土中参加适量的膨胀剂，膨胀剂通过与水泥的化学反应，使混凝土产生适量膨胀，在钢筋和邻位限制下，在钢筋混凝土中建立0.2—0.7Mpa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，能填充、切断、堵塞混凝土的毛细孔，使混凝土的抗渗能力大大提高，从而达到混凝土结构自防水和控制有害裂缝的目的。下面笔者从收缩应力的角度对超长无缝施工裂缝控制进行分析。
工民建上层结构的楼板等，其特点是厚度（或高度）H远小于长宽尺寸L，板在温度收缩变形作用下，离开端部区域，板的全截面受拉应力较均匀。在梁柱约束下，将出现水平方向应力бx。从工程实践可知，бx是设计主要控制应力，是引起垂直裂缝的主要应力，其最大值бxmax出现在板截面的中心处。
研究表明，补偿收缩混凝土在硬化过程中产生膨胀作用，在与钢筋或邻位约束下，钢筋受拉，而混凝土受压，当钢筋拉应力与混凝土压应力平衡时，则有：
Ac×бc=As×бs=As×Es×ε2
而配筋率μ=As/（Ac As）
As/Ac=μ/（1-μ）
则бc=μ×Es×ε2/（1-μ）
式中：бc—混凝土预压应力（Mpa）Ac—混凝土截面积
бs—钢筋拉应力（Mpa）As—钢筋截面积
Es—钢筋弹性模量（Mpa）μ—配筋率（%）
ε2—混凝土的限制膨胀率（即钢筋伸长率）（%）
从上式可见，бc与ε2长成正比关系，而限制膨胀率随膨胀剂的掺量增加而增加，所以我们可以通过调整膨胀剂的掺量，使混凝土获得不同的预压应力。根据水平方向应力曲线，我们设想在бmax处给予较大的膨胀应力бc，而在两侧给予较小的膨胀应力，使结构的收缩应力得到大小适宜的补偿，从而控制有序裂缝的出现。
在收缩应力集中的бmax处，设膨胀加强带，其宽度2米，带两侧架设密孔铁丝网，目的是为防止两侧混凝土流入加强带。施工时，带外侧用小膨胀混凝土（限制率为0.015%—0.020%，掺膨胀剂8%左右），浇注到加强带时改用大膨胀混凝土（限制率为0.025%—0.030%，掺膨胀剂12%左右），浇注到加强带另一侧时又改用小膨胀混凝土浇注。如此循环下去，可连续浇注100—150米超长混凝土结构。
三、JM-Ⅲ（改进型）混凝土外加剂的特点
本工程采用的膨胀剂为JM-Ⅲ（改进型）混凝土外加剂。该产品是由江苏省建筑科学研究院研制开发的多功能产品。它保留了原来JM-Ⅲ混凝土外加剂之精华，在混凝土耐久性上作了很大改进，使其不仅具有高效抗裂防渗性能，而且具有减水增强、凝结时间适中、保塑性好、施工和易性好等特点，是国内最新一代的多功能抗裂防渗材料。该成果获得江苏省科技进步二等奖，为国家重点新产品。
1.施工性好
JM-Ⅲ（改进型）混凝土外加剂对新拌混凝土具有很好的保塌作用，混凝土搅拌后2小时内基本无塌落度损失，且几乎不受温度变化的影响，其保塌效果明显高于木钙、糖蜜等普通缓凝剂。
2.减水增强效果好
JM-Ⅲ（改进型）混凝土外加剂，减水率达20%左右，增强效果显著。与普通混凝土相比较，掺有JM-Ⅲ（改进型）混凝土外加剂的混凝土，3天抗压强度可提高70%—100%，28天抗压强度可提高30%—60%，增强幅度很大，且后期强度性能稳定。
3.抗裂能力强
JM-Ⅲ（改进型）混凝土外加剂的水化作用使得混凝土在早期产生大量钙矾石晶体，使混凝土产生微膨胀，从而补偿了混凝土的收缩。实验证明，掺有JM-Ⅲ（改进型）混凝土外加剂的混凝土，28天基本无收缩，42天的收缩仅有1.2×10-4毫米，远小于会引起混凝土开裂的变形值。
4.提高钢筋与混凝土间的黏结力
用水量的降低，减薄了钢筋与混凝土间的水膜层，减少了缺陷；微膨胀使得钢筋与混凝土间的水膜层进一步变薄，增大了混凝土对钢筋的正压力和机械咬合力。
四、技术措施
1.由于屋面板部位暴露在空气中的时间长，受环境温差和风速的影响大，屋面板部位的混凝土更容易出现开裂现象，因此，除了定带外侧用小膨胀混凝土8%，膨胀加强带混凝土掺膨胀剂量定为12%。
2.膨胀加强带的设置。屋面板为超长钢筋混凝土结构时，为缓解部分收缩应力，需要设置膨胀加强带。膨胀加强带设置在原后浇带位置，宽度2米。带两侧分别用φ2铁丝网拦隔，并用短钢筋加固。膨胀加强带之间增加10%—15%的水平附加筋。
五、原材料选用及要求
1.水泥
宜采用早期水化热低、品质稳定的42.5级普通硅酸盐水泥。通过水泥厂家采用倒库、增加库存等措施，控制使用温度在55℃左右。
2.砂
中砂，细度模数2.5—2.8，含泥量＜3%。
3.石子
5—31.5mm连续级配碎石，含泥量＜1%。
4.外加剂
JM-Ⅲ改进型。
5.粉煤灰
采用品质稳定的优质Ⅰ级灰，取代水泥，改善混凝土和易性，降低水化热，与抗裂防渗剂配合好，对提高混凝土抗裂性能有一定的叠加效应。
6.水
洁净自来水。
上述混凝土用原材料必须符合国家有关标准。
混凝土配合比设计由我方技术人员提供，经混凝土搅拌站试验并提出不同结构部位的施工用混凝土配合比，如原材料质量有变化，由我方技术人员对混凝土配合比进行调整，以适应施工的要求。
六、补偿收缩混凝土参考配合比表（标注单位：kg）
七、补偿收缩混凝土性能要求
1.混凝土塌落度
要求为18—20cm。
2.混凝土凝结时间
初凝时间6—8小时，终凝时间10—12小时。
3.混凝土强度要求
比原混凝土强度高一级。
八、混凝土浇注
1.在浇注混凝土前，模板及钢筋间的所有杂物必须清理干净。
2.混凝土的入模塌落度要控制好。
3.因各种原因造成塌落度过小而无法泵送时，应在现场加高效减水剂溶液进行调节，严禁随意加水行为。
4.补偿收缩混凝土振捣必须密实，不能漏振、欠振，也不可过振。振捣时间宜为10—30秒，以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准。
5.对于屋面板的施工建议沿纵向采用一个坡度循环推进。
6.為防止屋面板混凝土因风吹和太阳暴晒而引起的干燥收缩，进而引发裂纹，在浇注混凝土12小时后，用湿麻包覆盖，充分用水浇湿，保湿养护不少于20天。
7.混凝土没有达到强度前，不得在上面堆放重物。
8.屋面板的拆模时间应执行钢筋混凝土施工技术规范的有关规定。