如何正確使用混凝土膨脹劑

李篤群

（山東建工集團(tuán)，山東，濟(jì)南，250001）

如何正確使用混凝土膨脹劑

李篤群

（山東建工集團(tuán)，山東，濟(jì)南，250001）

一、前言

經(jīng)十多年來(lái)的開發(fā)應(yīng)用，我國(guó)混凝土膨脹劑得到較廣泛的應(yīng)用，累計(jì)總量約200萬(wàn)噸，以膨脹劑平均摻量40kg/m3計(jì)，折合補(bǔ)償收縮混凝土近5000萬(wàn)M3。其中UEA膨脹劑約占總量的80%左右。在各種抗裂防滲工程應(yīng)用中總的效果是良好的。但隨著用量的增大，有些設(shè)計(jì)、科研和高校的專家學(xué)者反映，補(bǔ)償收縮混凝土工程裂滲事故有隨用量激增而增多之勢(shì)，值得我們深思和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，只有這樣才能把我國(guó)膨脹劑的開發(fā)應(yīng)用沿著健康的方向發(fā)展。

我們根據(jù)我國(guó)膨脹劑生產(chǎn)質(zhì)量現(xiàn)況和工程中應(yīng)用存在的問(wèn)題，結(jié)合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用技術(shù)規(guī)范的修訂，提出如何正確使用混凝土膨脹劑，可供設(shè)計(jì)、施工和混凝土攪拌站的技術(shù)人員參考。

二、怎樣選用膨脹劑

膨脹劑主要功能是補(bǔ)償混凝土硬化過(guò)程中的干縮和冷縮。為減免收縮開裂，它可以應(yīng)用于各種抗裂防滲混凝土，尤其適用于與防水有關(guān)的地下、水工、海工、地鐵、隧道和水電等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程。

選用膨脹劑時(shí)，首先檢驗(yàn)它是否達(dá)到《混凝土膨脹劑》建材行業(yè)JC476-2001標(biāo)準(zhǔn)。主要看三項(xiàng)：一是堿含量≤0.75%，二是水中7d限制膨脹劑≥0.025%，三是摻量≤12%（北京市建委規(guī)定摻量≤8%才能入市）?，F(xiàn)在許多省市已取消產(chǎn)品許可證，更要加強(qiáng)質(zhì)檢。對(duì)于重大工程，應(yīng)到膨脹劑生產(chǎn)廠家考察其生產(chǎn)工藝線和化驗(yàn)儀器設(shè)備是否先進(jìn)、齊全。在庫(kù)房隨機(jī)取樣抽驗(yàn)，防止假冒偽劣膨脹劑流入市場(chǎng)。

我國(guó)膨脹劑有三種類型：硫鋁酸鈣類（如 UEA、AEA、PNC、FS、PPT等）氧化鈣-硫鋁酸鈣類（如 CEA）和氧化鈣類。由于鈣礬石（C3A·3CaSO4·32H2O）的化學(xué)穩(wěn)定性和耐水性優(yōu)良，國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)生產(chǎn)硫鋁酸鈣類膨脹劑。CaO水化生成 Ca(OH)2可以產(chǎn)生膨脹，但 Ca(OH)2在壓力水下易溶解，所以GBJ119規(guī)范中規(guī)定，含CaO膨脹劑不得使用在地下，海工等防水工程中，目前只有北京市有兩家生產(chǎn)CEA。用戶應(yīng)根據(jù)不同性質(zhì)的工程，選用恰當(dāng)類型的膨脹劑。

有些廠家以高額回扣手段或者以貶低人家抬高自己的手段推銷自己的膨脹劑，有的廠搞偽宣傳，把膨脹劑吹成萬(wàn)能之藥，遇到這些情況，請(qǐng)您提高警惕。不管怎樣，用戶都應(yīng)隨機(jī)抽樣，按廠家推薦的摻量，檢驗(yàn)其膨脹劑是否達(dá)標(biāo)，才能決定取舍。凡膨脹劑中堿含量超過(guò)0.75%。摻量超過(guò)12%者，均屬淘汰產(chǎn)品，不得使用。

三、如何確定補(bǔ)償收縮混凝土的配合比

現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)不少用戶在使用膨脹劑時(shí)有些誤區(qū)，主要有：

1、摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土配合比設(shè)計(jì)不明晰。膨脹劑是內(nèi)摻還是外摻？當(dāng)有粉煤灰等摻合料時(shí)，又如何設(shè)計(jì)？

按《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GBJ119規(guī)定：膨脹劑摻量是按等量取代膠凝材料的內(nèi)摻法。當(dāng)基準(zhǔn)混凝土的水泥用量為 C0，膨脹劑摻量為K時(shí)，膨脹劑E =C0×K (kg/m3)

水泥 C＝C0－E（kg/m3）

當(dāng)混凝土中摻入粉煤灰等摻合料（FA0）時(shí)，則膨脹劑分別取代水泥和粉煤灰，即：

膨脹劑E＝（C0+FA0）·K (kg/m3)

粉煤灰F=FA0（1-K） (kg/m3)

水泥 C＝C0(1-K) （kg/m3）

在配制防滲混凝土?xí)r，按規(guī)范規(guī)定：水泥用量不得小于300kg/m3，如摻入粉煤灰等，則水泥用量不得小于280kg/m3。以此為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)摻膨脹劑的混凝土配合比。由于各廠的水泥和粉煤灰活性不同，各地砂石質(zhì)量差異較大，施工選用混凝土的坍落度也不同，因此，試驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)確定基準(zhǔn)混凝土的水泥和粉煤灰單方用量，再按上式計(jì)算膨脹劑的摻量。

2、大多數(shù)施工單位和攪拌站只測(cè)摻膨脹劑混凝土的坍落度、強(qiáng)度和抗?jié)B標(biāo)號(hào)，不測(cè)混凝土的限制膨脹率，存在“－摻就靈”的盲目思想，這是使用膨脹劑最大誤區(qū)。

根據(jù)GBJ119規(guī)范，摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土的特性指標(biāo)是：水中養(yǎng)護(hù)14d的限制膨脹率≥0.015%。測(cè)定方法是用100×100×300mm試件，中間預(yù)埋入Φ10mm限制鋼筋骨架。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到3～5MPa時(shí)脫模，用千分表測(cè)長(zhǎng)儀測(cè)定初始長(zhǎng)度，然后放入水中7d、14d測(cè)定其伸長(zhǎng)率。測(cè)長(zhǎng)儀和鋼筋骨架可以從中國(guó)建材院水泥所或遼寧省瓦房店市儀器廠購(gòu)進(jìn)。

膨脹劑主要用途是補(bǔ)償收縮，根據(jù)大量工程實(shí)踐表明，防水工程的底板混凝土的限制膨脹率ε2＝0.02-0.025%，側(cè)墻ε2＝0.03-0.035%，后澆帶或膨脹加強(qiáng)帶ε2＝0.035-0.045%為宜。不同的結(jié)構(gòu)部位的抗裂要求不同，因此，膨脹劑摻量是不同的。由于膨脹劑與水泥和減水劑的應(yīng)用性不同，試驗(yàn)表明，在同一配合比下，用冀東水泥的混凝土膨脹率較小，而用琉璃河、邯鄲水泥的混凝土膨脹率較大。另外，實(shí)施后的ISO水泥標(biāo)準(zhǔn)，各廠為了達(dá)到ISO水泥標(biāo)號(hào)，一般都把水泥熟料中C3S和C3A提高，水泥比表面積提高到350～400M2/kg，水泥收縮率會(huì)增大。這就說(shuō)明，必須根據(jù)工地原材料試配補(bǔ)償收縮混凝土，在滿足混凝土坍落度、強(qiáng)度和抗?jié)B標(biāo)號(hào)情況下，必須達(dá)到限制膨脹率的設(shè)計(jì)要求，否則要調(diào)整膨脹劑摻量。

3、許多單位反映，膨脹劑替代水泥后，混凝土強(qiáng)度下降，因而認(rèn)為少摻膨脹劑有保險(xiǎn)，這也是個(gè)誤區(qū)。

研究表明，膨脹劑發(fā)生膨脹使用主要在 1～7d，而強(qiáng)度試件是自由狀態(tài)，鈣礬石膨脹對(duì)水泥結(jié)構(gòu)有微小破壞，所以7d抗壓強(qiáng)度比空白混凝土下降10%左右屬正?，F(xiàn)象，而28d強(qiáng)度完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)。在實(shí)際工程中，混凝土結(jié)構(gòu)都受到鋼筋和鄰位的約束，我們?cè)囼?yàn)表明，帶模養(yǎng)護(hù)的膨脹混凝土試件的限制強(qiáng)度比自由強(qiáng)度高 10～15%。所以，不必?fù)?dān)心摻膨脹劑的混凝土強(qiáng)度下降。不能以7d自由強(qiáng)度作判斷，應(yīng)以28d強(qiáng)度是否達(dá)到試驗(yàn)強(qiáng)度為準(zhǔn)。把膨脹劑視為早強(qiáng)劑是錯(cuò)誤的，以7d強(qiáng)度降低為理由而少摻膨脹劑也是錯(cuò)誤的。試驗(yàn)表明，摻膨脹劑混凝土7d抗壓強(qiáng)度達(dá)到28d試配強(qiáng)度的65%便可達(dá)標(biāo)。

4、膨脹劑摻量有意和無(wú)意少摻又是使用補(bǔ)償收縮混凝土的大誤區(qū)。我們發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)室的混凝土配合比是正確的，但實(shí)際操作掌握在民工的手中。由于許多工地和攪拌站沒有專門的膨脹劑計(jì)量裝置，靠民工以斗代秤加料，由于監(jiān)督不嚴(yán)或馬虎，民工加料有隨意性，大多是少摻。更甚者，有的承包人為了多賺錢，故意讓民工少摻，向業(yè)主多要錢。有些工程用了膨脹劑，混凝土仍開裂，我們?cè)啻螌?shí)地調(diào)查，按混凝土總量計(jì)，少用膨脹劑20－30%，原設(shè)計(jì)摻UEA12%，實(shí)際只摻8%，這樣，混凝土那能補(bǔ)償收縮？開裂就不足為怪了。我們認(rèn)為，工地和攪拌站要加強(qiáng)管理，排除不正之風(fēng)，必須按混凝土配合比加足膨脹劑是保證工程質(zhì)量的重要措施。

5、有的用戶拘泥于膨脹劑的推薦摻量，如UEA為10～12%，不敢超過(guò)12%，這也是使用的誤區(qū)。實(shí)際工程中如后澆帶或膨脹加強(qiáng)帶，要用大膨脹混凝土填充，要求混凝土膨脹率達(dá)到0.035～0.045%，標(biāo)號(hào)提高5MPa。要摻入14～15%膨脹劑才能達(dá)到。如只限于摻12%就不能滿足設(shè)計(jì)要求，有可能開裂。所以，應(yīng)根據(jù)不同結(jié)構(gòu)部位，科學(xué)地?fù)饺氩煌瑪?shù)量膨脹劑，才能達(dá)到補(bǔ)償收縮的要求。

6、有些推銷員不負(fù)責(zé)任地進(jìn)行誤導(dǎo)，把本廠膨脹劑的標(biāo)準(zhǔn)摻量故意降低，本來(lái)是10%說(shuō)成6～8%也可以，有的把膨脹劑“神化”，胡說(shuō)摻入后保證混凝土不裂。這些誤導(dǎo)會(huì)使用戶不能正確使用膨脹劑，容易出現(xiàn)工程裂滲事故。

TU658

1674-3954（2011）03-0424-01