當混凝土開始收縮時，其抗拉強度已增長到足以抵抗收縮引起的拉應力，從而防止和減少收縮裂縫的出現(xiàn)。在混凝土中摻加適量的膨脹劑，通過水泥的化學反應，使混凝土產(chǎn)生適量膨脹，在鋼筋和鄰位限制下，鋼筋混凝土中產(chǎn)生0.2MPa～1.0MPa的預壓應力，可大致抵消混凝土收縮時產(chǎn)生的拉應力，防止混凝土開裂。同時，水化反應生成的鈣釩石晶體屬針狀、棒狀晶體，填充、切斷、堵塞混凝土的毛細孔，使混凝土的抗?jié)B能力大大提高，抗?jié)B標號可達$30，從而達到混凝土結(jié)構(gòu)自防水的目的。因此，膨脹加強帶的設(shè)置是超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工技術(shù)的關(guān)鍵所在。
膨脹加強帶的設(shè)置
1.膨脹加強帶的作用.
膨脹混凝土在混凝.土硬化過程.中產(chǎn)生適當膨脹.，.在鋼筋的鄰.位約束下，.在混凝土中建立起一定的自應力，.其自應力值按式計算：
其中，.σc為混凝土.自應力；.ρ為截面配筋率；Es為鋼筋的彈.模；.為混凝土限制膨脹率。由式可知，.在配筋率和鋼筋彈性.模量確定的情況下，.膨脹混凝土自應力與膨脹率成正比。這樣膨.脹加強帶部位的.自應.力增大.，.對溫度.收縮.應力補償.能力增大，防.止超長結(jié)構(gòu)開裂，其原理如圖所示：
圖中，超長混凝.土使用普通混凝土的溫度收縮應力曲線為.ABCDE，.其應力從兩邊.向中間增長到.B，.D.兩點時.，σ≥f(.混凝土.抗拉強度)，.開始發(fā)生開裂，.釋放能量；.僅采用小摻量膨脹混凝土.進行補償?shù)某L混凝土結(jié)構(gòu)，.能夠抵消部分溫度收縮應力，.其溫度.收縮應力曲線為FGHIJ，.應力從兩邊向中間隨結(jié)構(gòu)長度延伸而增長，.達到.G、I兩點時，.σ≥f，.開始發(fā)生開裂，.摻膨脹劑的混凝土達.到開裂時的結(jié)構(gòu)長度較普通混凝土延長，.起到一定補償作用。
當大面積采用小摻量膨脹劑混凝土，.適當部位局部加大膨脹劑量.形成膨脹加強帶，.對超長混凝土結(jié)構(gòu)進行疊加式重復補償時，.其.溫度應力曲線為.FKLMJ，.當溫度應力從兩邊向中間逐漸增長，.到.達膨脹加強帶部位(K，.M)時，.由于加強帶部位儲存較大自應力.(.或膨脹能).對其進行補償，.使其應力降低，.然后隨長度增加重新.增長，.但最終結(jié)構(gòu)中部最大應力值小于混凝土抗拉強度，即σ.≤.f，.保證超長混凝土結(jié)構(gòu)不開裂，.這就是膨脹加強帶的主要作用
2膨脹加強帶數(shù)量的確定
膨脹加強帶的數(shù)量及位置的確定應根據(jù)超長混凝土結(jié)構(gòu)的特點、溫度收縮應力的大小進行綜合分析，在工程誤差要求的前提下，將次要因素忽略，簡化其應力曲線，以便進行計算。
在上圖中，當普通膨脹混凝土溫度收縮應力從兩邊增長到G，J兩點時，兩點的拉應力達到混凝土的抗拉強度，如再增長結(jié)構(gòu)就會發(fā)生開裂，必須在G，J兩點增設(shè)膨脹加強帶，進一步降低拉應力，增設(shè)加強帶后，G，J兩點的拉應力降低到K，M點，溫度收縮應力從K，M兩點重新增長，但結(jié)構(gòu)中點L處最大拉應力不超過混凝土抗拉強度，結(jié)構(gòu)不會發(fā)生開裂。這樣G，L，I三個臨界點拉應力為：
聯(lián)立以上四式，可得：
即可確定膨脹加強帶的數(shù)量。其中，n為膨脹加強帶的數(shù)量；f為混凝土的抗拉強度，MPa；E為混凝土的彈性模量；α為混凝土的線膨脹系數(shù)，1×10-5；μ為泊松比，取0.15(單向受力時可不考慮)；cosh為雙曲余弦函數(shù)；Cx為水平阻力；H為結(jié)構(gòu)長條板板厚；L為結(jié)構(gòu)長條板板長。
3膨脹加強帶的布置原則
1)加強帶的數(shù)量及位置必須根據(jù)公式計算，根據(jù)每條加強帶的補償能力確定其數(shù)量；
2)加強帶的寬度不宜太窄，一般控制在2m～3m；
3)膨脹加強帶的位置宜布置在拉應力較大、配筋變化及截面突變的部位及應力集中部位；
4)結(jié)構(gòu)長度達到70m以上時，無論計算是否需要加強帶，都均要設(shè)置加強帶。
4膨脹加強帶的構(gòu)造形式
1)連續(xù)式膨脹加強帶構(gòu)造。如圖所示，在收縮應力集中的位置，設(shè)置膨脹加強帶，其寬度2m～3m，帶兩側(cè)架設(shè)密孔鐵絲網(wǎng)，目的是為防止兩側(cè)混凝土流人加強帶。施工時，帶外側(cè)用小膨脹混凝土，到加強帶時改用大膨脹混凝土，到加強帶另一側(cè)時，又改為小膨脹混凝土。如此循環(huán)下去，可連續(xù)澆筑100m～150m的超長混凝土結(jié)構(gòu)，不留硬結(jié)茬，并在不同結(jié)構(gòu)部位使用不同膨脹性能的混凝土。
2)底板間歇式膨脹加強帶構(gòu)造。當混凝土供應或施工力量達不到連續(xù)作業(yè)要求而無法連續(xù)施工時，可采用如圖所示的間歇式膨脹加強帶做法。為提高底板后澆加強帶部位的防水效果，留置階梯縫，即先澆混凝土留置階梯口(綁扎兩道鋼板網(wǎng))，硬茬需做附加防水處理：底板兩頭端口豎向加橡膠止水條或鋼板，該止水條或鋼板應從墊層豎向一直延伸到與外墻鋼板相接，防止水平方向水的滲入。下次施工需間隔3d以上，待混凝土達到足夠強度后，再澆膨脹加強帶大膨脹混凝土，緊接著澆小膨脹混凝土。
3)后澆膨脹加強帶構(gòu)造。當混凝土無法連續(xù)施工時，也可以先澆筑加強帶兩側(cè)的小膨脹混凝土，兩邊硬茬均留置階梯縫。間隔3d以上，待混凝土達到足夠強度再澆加強帶大膨脹混凝土。澆帶兩頭端口豎向加橡膠止水條或鋼板，該止水條或鋼板應從墊層豎向一直延伸到與外墻鋼板相接，防止水平方向水的滲入。
