混凝土膨脹劑應(yīng)用

■劉素蘭 ■同煤集團(tuán)塔山鐵路分公司，山西 大同 037003

1 膨脹劑的實(shí)際情況

混凝土膨脹劑經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，目前已廣泛應(yīng)用于和防水有關(guān)的各種抗裂防滲的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，對(duì)于地下工程、水利工程、鐵路隧道等等需要混凝土抗?jié)B的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程，尤其適用?；炷僚蛎泟┑闹饕δ苁茄a(bǔ)償混凝土硬化過(guò)程中的干縮和冷縮，以減免收縮干裂。

混凝土膨脹劑應(yīng)用中的的三項(xiàng)主要合格指標(biāo):(1)堿含量≤0.75%;保證鋼筋不銹蝕的指標(biāo)。(2)水中限制膨脹率;保證混凝土性能不應(yīng)膨脹而受損。(3)水中限制干縮率。

2 膨脹劑在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗裂抗?jié)B是個(gè)混凝土工藝中需要多方面努力，共同克服的技術(shù)難題，許多設(shè)計(jì)單位推薦使用混凝土膨脹劑，主要考慮到膨脹劑的補(bǔ)償收縮性能，用此來(lái)作為一個(gè)防裂措施，設(shè)計(jì)時(shí)為了更好應(yīng)用混凝土膨脹劑，以提高混凝土性能。要注意以下事項(xiàng):

(1)設(shè)計(jì)圖紙根據(jù)設(shè)計(jì)者意圖只推薦合適的混凝土膨脹劑，但不指定摻量，這樣不指定廠家，施工單位在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，可自行選擇膨脹劑及合理?yè)搅俊?/p>

(2)混凝土的收縮與變形膨脹限制是個(gè)矛盾的統(tǒng)一體?；炷了湛s，鋼筋和鄰位約束要限制收縮，膨脹劑要通過(guò)它們才能在結(jié)構(gòu)中建立預(yù)壓應(yīng)力，故抗?jié)B防漏混凝土設(shè)計(jì)中多采用細(xì)而密的配筋原則，例如建筑墻體設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到易出現(xiàn)縱向裂縫，且施工難度大，養(yǎng)護(hù)差，受外界溫差影響大等因素，所以墻體水平筋應(yīng)放在受力筋外側(cè)來(lái)確?；炷帘Ｗo(hù)層厚度，同時(shí)墻體配筋率保證大于0.4%，，墻體水平構(gòu)造筋的間距一般都要求小于150mm，對(duì)于墻體高度比較高大的，在墻中部1m范圍內(nèi)，墻體的水平筋形成一道暗梁。間距加密至50～100mm，以平衡收縮壓力。而對(duì)于其它的結(jié)構(gòu)開(kāi)口部位、變截面部位、出入口部位、墻柱連接部位等，設(shè)計(jì)中考慮到由于應(yīng)力集中易開(kāi)裂，故適量增添附加筋;平板鋼筋的間距宜小于150mm，配筋率宜控制在0.6%左右。

3 膨脹劑在施工前要考慮和解決問(wèn)題

3．1 補(bǔ)償收縮混凝土配合比的正確確定

(1)在補(bǔ)償收縮混凝土的施工配合比設(shè)計(jì)中，膨脹劑摻量是采用內(nèi)摻法，即按等量取代膠凝材料的方法。

以施工配合比中的C30混凝土為例:

假設(shè)基準(zhǔn)混凝土配合比:186∶422∶607∶1232，膨脹劑摻量8%，則膨脹劑摻量E=水泥用量C0×膨脹劑摻量K=422×0.08=33.8kg/m3。

水泥用量C=C0-E=422-33.8=388.2kg/m3;

所以試配混凝土配合比:186∶388.2∶607∶1232∶33.8

高標(biāo)號(hào)混凝土中摻入粉煤灰等摻合料(FA)時(shí)，則膨脹劑分別取代水泥和粉煤灰，即:

膨脹劑用量E=(水泥用量C0+粉煤灰用量FA0)膨脹劑摻量K(kg/m3)

粉煤灰用量F=FA0(1-K)(kg/m3)

水泥使用量C=C0(1-K)(kg/m3)

(2)補(bǔ)償收縮混凝土試拌時(shí)，不但要按常規(guī)測(cè)試膨脹混凝土的強(qiáng)度、塌落度、抗摻標(biāo)號(hào)等，還要具體實(shí)測(cè)混凝土的限制膨脹率，因?yàn)榕蛎泟┑闹饕猛臼茄a(bǔ)償收縮，而不同結(jié)構(gòu)部位的抗裂要求不同，因此，膨脹劑的摻量也要求不同，以上述C30混凝土配合比為例，實(shí)際中，水中養(yǎng)護(hù)14天的限制膨脹率≥0.015%，但是用于防水水池的底板混凝土的限制膨脹率=0.02-0.025%，側(cè)墻混凝土的限制膨脹率=0.03-0.035%，后澆帶或膨脹加強(qiáng)帶的混凝土限制膨脹率=0.035-0.045%。

混凝土配合比的確定，要通不斷調(diào)整各材料的摻量，通過(guò)試配，找到補(bǔ)償收縮性能良好的混凝土，在滿足混凝土塌落度、強(qiáng)度情況下，達(dá)到限制膨脹率的要求。

3．2 膨脹劑與水泥的適應(yīng)性

混凝土膨脹劑、混凝土減水劑本身的特性不同，在施工中與水泥的適應(yīng)性也不同，水泥有它本身的特性，對(duì)外加劑的適應(yīng)性也有一定要求。一般情況下，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，必須選擇合適的適量的外加劑來(lái)限制混凝土的收縮，具體施工時(shí)，經(jīng)常使用的外加劑是膨脹劑和減水劑。一般的減水劑只能提高混凝土抗?jié)B透性能，但不能抗裂，而膨脹劑首要解決混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂，混凝土不裂就不容易滲，通過(guò)抗裂而達(dá)到補(bǔ)償收縮的抗?jié)B作用，關(guān)鍵是混凝土膨脹劑能滿足不同結(jié)構(gòu)的補(bǔ)償收縮。

4 混凝土膨脹劑施工中注意問(wèn)題

混凝土裂縫問(wèn)題的解決，除了設(shè)計(jì)上保證合理配筋和混凝土的配合比的合理補(bǔ)償收縮性能保證外，施工管理也是關(guān)鍵:

以下是施工中容易發(fā)生的施工管理錯(cuò)誤現(xiàn)象:(1)混凝土外加劑摻量的控制:工地或攪拌站不按混凝土配合比摻入足夠膨脹劑或計(jì)量不準(zhǔn)確;(2)混凝土攪拌時(shí)間的控制:抗?jié)B防漏混凝土攪拌時(shí)間不能保證比普通混凝土延長(zhǎng)30s，使得膨脹劑和水泥、減水劑拌合不均勻;(3)施工工藝:混凝土的布料順序、振搗不按施工規(guī)范進(jìn)行;(4)混凝土養(yǎng)護(hù):養(yǎng)護(hù)工作不到位，膨脹混凝土要求充分濕養(yǎng)護(hù);(5)混凝土的拆模時(shí)間過(guò)早，使得混凝土水化熱升溫最高時(shí)快速散熱，增加了內(nèi)外溫差，易出現(xiàn)溫差裂縫;(6)防水混凝土的鋼板止水片，設(shè)置不合理;(7)混凝土澆筑完后，不注意維護(hù)保養(yǎng)。

5 混凝土膨脹劑應(yīng)用心得

混凝土膨脹劑是建筑結(jié)構(gòu)裂縫控制的有效方法，近年隨著商品混凝土的普及，混凝土外加劑得到更加廣泛的應(yīng)用。混凝土膨脹劑的補(bǔ)償收縮特性，在應(yīng)用中，首先要控制好摻量，確定最合適的混凝土配合比;其次要考慮和水泥的適應(yīng)性，多通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定水泥種類和摻量;施工中，充分的拌合，控制攪拌時(shí)間，嚴(yán)格按照投料順序投料，施工時(shí)振搗到位且密實(shí)。通過(guò)我們?cè)趯?shí)際施工中的應(yīng)用，膨脹劑來(lái)保證混凝土質(zhì)量和大大減輕混凝土的開(kāi)裂方面發(fā)揮了積極的作用。通過(guò)我們的積極探索和努力，在今后的工程建設(shè)中，將更加積極有效的使用混凝土膨脹劑。