超长无缝方案及保障措施

目录一、产品介绍 (2)二、项目选型 (2)三、取消伸缩缝的理论依据 (3)四、后浇带改成膨胀加强带的做法 (5)五、性价比 (9)六、质量保证 (10)七、保障措施 (10)超长无缝施工方案一、产品介绍万为金科特种建材有限公司主打产品介绍如下：JK-QF膨胀纤维防水剂是加在混凝土里面配置成补偿收缩混凝土，产生0.2～1.0MPa的预压力抵消混凝土干缩、冷缩形成的拉应力而达到抗裂的目的，同时生成结晶水化物无水硫铝酸钙，密实混凝土而达到抗渗的目的。

结晶水化物——无水硫铝酸钙为结晶针状、棒状晶体，填充切断堵塞混凝土的毛细孔使混凝土的抗裂抗渗能力大大提高，达到混凝土结构自防水。

JK-QF膨胀纤维防水剂添加了杜拉维以后同时具有了化学抗裂和物理抗裂的性能，使得抗裂性能在原有基础上大大提高。

备注：JK-QF膨胀纤维防水剂：抗渗性混凝土国标掺量为8%～10%，补偿收缩混凝土国标掺量为10%～12%，填充性混凝土国标掺量为12%～14%，抗裂防水剂的掺量具体由砼公司试验室的试配最后确定。

二、项目选型1．我公司高性能产品JK-QF膨胀纤维防水剂，取消外防水，采用超长无缝施工法。

在《JGJ/T178-2009补偿收缩混凝土应用技术规程》第8页、第4章、第6节中“当地下结构或水工结构采用补偿收缩混凝土作结构自防水时，在施工保证措施完善的前提下，迎水面可不做柔性防水”作为取消外防水的权威文献依据。

2. JK-QF膨胀纤维防水剂成份组成及性能①高铝熟料：碱含量低，仅为0.1%（注：国标是碱含量为≤0.75%）避免碱骨料反应，同时JK-QF膨胀纤维防水剂是不含氯离子的，避免锈蚀钢筋。

②双膨胀源：无水硫铝酸钙，密实混凝土，硬石膏经细磨而成。

③三乙酰氨：控制混凝土干缩、冷缩、终凝后控制倒缩。

④高温锻烧：水泥是熟料，JK-QF膨胀纤维防水剂母料锻烧后也是熟料，和易性好。

⑤杜拉纤维：增加物理抗裂性能，耐久性好，跟混凝土同寿命。

①+②+③+④+⑤组成JK-QF膨胀纤维防水剂配制的混凝土，达到抗化学侵蚀、抗拉、耐磨性好，抗碳化抗裂能力强，明显优于普通混凝土。

三、取消伸缩缝的理论依据超长结构，是指结构长度超过《混凝土结构设计规范》中伸缩许可间距。

中华人民共和国国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第9.1条对钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距规定：室内或土中的框架结构为55m，露天35m，剪力墙结构相应为45m和30m；地下室外墙或挡土墙相应为30m和20m。

规范给人们这样的一个印象，解决超长钢筋混凝土结构因干缩和由湿度收缩应力引起开裂的唯一办法就是设置伸缩缝和分期浇筑。

但大量工程实践证明，单纯留缝并不能较好地解决混凝土构造物的开裂问题。

对伸缩缝间距≤30m的现浇混凝土结构所调查的多项工程中，裂缝率占100%；而超长30m的现浇混凝土结构所调查的工程中，裂缝率仅占26.7%。

说明了按现行规范伸缩缝间距≤30m的工程也有可能产生较严重的裂缝。

对现浇大体积混凝土的航务工程伸缩缝间距＜20m的裂缝率为34.9%，超长20m的裂缝率为32.7%，超长的裂缝率与非超长的裂缝率几乎相同。

这使得人们对混凝土构造物的伸缩缝间距与实际发生裂缝的可能性有无直接关系产生怀疑。

从大量的国内外设计实践和各国的设计规范中可看出，国内外对有关结构物长度问题上存在两个学派和设计方法。

一是留伸缩缝学派，另一个是不留伸缩缝学派。

留缝派的设计方法是建筑物每隔一定距离必须留缝；无缝派的设计方法是取消伸缩缝。

就当前相关资料报告显示，无论是哪一学派的设计方法都是由经验决定的，尚未看到系统的理论依据。

既然留缝派和无缝派都不能很好地解决混凝土结构的开裂问题，就应该寻找比较积极的技术途径来解决这类问题。

JK—QF补偿收缩混凝土使混凝土结构的抗裂性能得到了改善，是超长结构裂缝在一定程度上得到有效控制的最佳途径之一。

根据我国著名的水砼专家，中国工程院院士吴中伟教授关于膨胀砼的基本理论和观点，防止砼开裂，有如下判据：｜ε2 -（St + Sd - C T ）｜≤S K式中ε2 —— 制膨胀率； (1)St —— 冷缩率；Sd —— 干缩率；C T —— 拉徐变率，徐变C T 对补偿收缩防止开裂是有利因素；S K —— 极限延伸率。

满足上述判据，就不必设伸缩缝，否则应设伸缩缝。

当不掺JK —QF 时，规范规定约30m 设一道伸缩缝，以避免收缩应力从自由端沿长向积累，引起中段开裂。

我国著名的裂缝专家王铁梦教授通过对结构物应力—应变分析与计算，求得了平均伸缩间距（或裂缝间距），计算公式如下。

详见（《工程结构裂缝控制》一书） [L]=1.5EICx H arcosh ｜αT ｜/(｜αT ｜-S K ) (2)式中H —— 底板厚度或侧墙高度（mm ）；E —— 砼弹性模量（MPa ）；Cx —— 基础的水平阻力系数N/mm 3，配筋砼1.0×1.5N/ mm 3；α —— 砼的线性膨胀系数，取1.0×10-5；T —— 为综合温度；普通砼T=T 1 + T 2，膨胀砼= T 1 + T 2— T 3(T 1—砼因水泥 水化热而引起的温升值；T 2—砼的收缩当量温差；T 3—膨胀砼的膨胀当量温差)；｜αT｜——约束体与被约束体的相对自由温差变形（mm）；SK——砼的极限拉伸值；Arcosh ——双曲线余弦函数的反函数。

该公式是用极限变形计算伸缩缝间距。

这表明王铁梦的裂缝间距计算公式在极限状态下其本质同吴中伟的防止砼开裂的判据公式完全一致。

由上式可见，温差或收缩很重要，一般总是｜αT ｜大于SK。

它们的差距越大，伸缩缝间距越小；如CX → 0，则L →∞，即在理论上建筑物任意长度均可取消伸缩缝。

这就需要降低温差或减小砼收缩，提高砼的极限拉伸SK 。

然而，提高砼的SK是十分困难的，只有设法降低砼的水化热和收缩，即控制裂缝原则是｜αT ｜≤SK，补偿砼的冷缩和干缩，可显著地减少｜αT｜，从而延长伸缩缝的间距。

四、后浇带改成膨胀加强带的做法1. 补偿收缩混凝土的浇筑方式和构造形式应根据结构长度，按下表进行选择。

膨胀加强带之间的间距宜为30～60m。

强约束板式结构宜采用后浇式膨胀加强带分段浇筑。

配制成补偿收缩混凝土浇筑方式和构造形成。

注：不含现浇挑檐，女儿墙等外露结构。

《补偿收缩混凝土应用技术规程》JGJ/T178-2009规定，用于后浇带和膨胀加强带的混凝土设计强度等级应比两侧混凝土提高一个等级，并应在其两侧用密孔钢丝网将带内混凝土与带外混凝土分开，补偿收缩混凝土应采用双排双向配筋，钢筋间距宜符合下表的要求。

当地下室外墙的净高度大于3.6m 时，在墙体高度的水平中线部位上下500mm 范围内，水平筋的间距不宜大于100mm 。

配筋率应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定，膨胀加强带做法可参考下图：2.膨胀加强带的施工补偿收缩混凝土的限制膨胀率取值如下：根据以上要求，建议补偿收缩混凝土JK —QF 高性能膨胀抗裂剂掺量为10%-12%，膨胀加强带内填充性混凝土JK —QF 掺量为12%-14%。

《补偿收缩混凝土应用技术规程》JGJ/T178-2009规定膨胀加强带一般设在原设计留有后浇带的部位，收缩应力比较集中，需要采用自应力大的补偿收缩混凝土对两侧混凝土进行强化补偿。

2000 膨胀加强带做法膨胀加强带混凝土（带内混凝土掺量为12%-14%） 12%加强带的施工根据中国建筑材料科学研究院补偿收缩混凝土《超长钢筋混凝土结构无缝设计和施工方法》专利技术（专利号93117132.6）及大量工程实践经验，工业与民用建筑地下空间结构可以使用掺高性能混凝土膨胀剂（JK —QF ）的补偿收缩混凝土。

膨胀加强带浇筑方式有连续式、间歇式和后浇式三种，本工程可根据实际情况选择其中一种进行混凝土浇筑。

膨胀加强带具体三种浇筑方法如下：连续式膨胀加强带1-补偿收缩混凝土；2-密孔铁丝网；3-膨胀加强带混凝土间歇式膨胀加强带 1-先浇筑的补偿收缩混凝土；2-施工缝；3-钢板止水带；4-后浇筑的补偿收缩混凝土；5-密孔铁丝网；6-与膨胀加强带同时浇筑的补偿收缩混凝土后浇式膨胀加强带20001-补偿收缩混凝土；2-施工缝；3-钢板止水带；4-膨胀加强带混凝土3.附加钢筋的配置宜符合下列规定：当房屋平面形体有凹凸时，在房屋和凹角处的楼板，房屋两端阳角处及山墙外的楼板、与周围梁柱墙等构件整体浇筑且受约束较强的楼板，宜加强配筋。

在出入口位置、结构截面变化处、构造复杂的突出部位、楼板预留孔洞、标高不同的相邻构件连接处等，宜加强配筋。

4.掺JK—QF的补偿收缩混凝土在水化硬化过程中产生适量的膨胀，在钢筋和邻位的约束下，在混凝土内部引入一定的自应力（预压应力），自应力值按下式计算：σc =ρESεP式中：σc——混凝土自应力值（MPa）；ρ——截面配筋率（%），标准试块取值0.795%；ES——钢筋的弹性模量（MPa），标准试块取值2×105 MPa；εP——混凝土限制膨胀率（%）从上式可以看出，在配筋率和钢筋弹性模量确定的情况下，补偿收缩混凝土的自应力与限制膨胀率成正比。

即，对膨胀加强带内膨胀混凝土来说，限制膨胀率提高，其自应力值增大，对收缩应力的补偿能力增大，防止超长结构开裂。

其原理示意图如下：由图5可以看出，超长混凝土结构使用普通混凝土的温度收缩应力曲线为ABCDE，其应力从两边向中间增长到B、D两点时，σmax ≥ ftk(混凝土抗拉强度)，开始发生开裂，收缩能释放；仅采用小膨胀补偿收缩混凝土进行补偿的超长混凝土结构，能够抵消部分温度收缩应力，其温度收缩应力曲线为FGHIJ，应力从两边向中间随结构长度的延伸而增长,达到G、I两点时，σmax ≥ ftk，开始产生开裂，补偿收缩混凝土的达到开裂时的结构长度较普通混凝土延长，起到一定补偿作用。

当大面积采用补偿收缩混凝土、适当部位局部使用填充用膨胀混凝土形成膨胀加强带，对超长混凝土结构进行叠加式重复补偿时，其温度应力曲线为FKLMJ，当温度应力从两边向中间逐渐增长，到达膨胀加强带部位（K、M）时，由于加强带部位存储较大自应力（或膨胀能）对其进行补偿，使其应力降低，然后随长增加重新增长，但最终结构中部最大应力值小于混凝土的抗拉强度，即σmax ≥ ftk，保证超长混凝土结构不开裂，这就是膨胀加强带的主要作用。

五、性价比1、JK-QF膨胀纤维防水剂是加在混凝土里面，配制成补偿收缩混凝土实现结构自防水并能实现跟建筑物同寿命，而外防水（如沥青卷材或煤焦油、聚氨酯防水涂料等）通常寿命较短，外防水的寿命年限不超过15年，而建筑物的寿命最低也是50年，外防水跟建筑物就不同寿命，在外防水失效后，混凝土结构本身能不能防水才是决定性的因素，因此，混凝土结构自防水是根本，要做好混凝土本身的自防水首先要解决超长钢筋混凝土结构收缩开裂问题，然后才是抗渗，不开裂才不渗水、总之结构自防水是关键。