基于膨脹混凝土裂縫問題的探究

彭聰

廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院

基于膨脹混凝土裂縫問題的探究

彭聰

廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院

膨脹混凝土技術(shù)，是一種由眾多國家共同研發(fā)，并應(yīng)用于房屋建筑與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的技術(shù)。但其在應(yīng)用過程中，會(huì)由于多種因素而導(dǎo)致裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)。本文對膨脹混凝土的應(yīng)用與發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了闡述，提出了膨脹混凝土所具備的特點(diǎn)及實(shí)用性，并就膨脹混凝土裂縫問題探討了解決措施，以供參考。

膨脹混凝土；裂縫問題；收縮裂縫；膨脹劑

1 膨脹混凝土的應(yīng)用與發(fā)展

現(xiàn)階段，膨脹混凝土技術(shù)被眾多國家應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施或建筑的興建工程中，或用以解決混凝土裂縫問題。而我國所采用的膨脹混凝土技術(shù)，是在原有混凝土材料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行膨脹劑的添加。對于添加膨脹劑的膨脹混凝土技術(shù)，不僅需要混凝土的質(zhì)量符合施工標(biāo)準(zhǔn)，更需要膨脹劑的選用滿足施工質(zhì)量需求。當(dāng)前，我國對于膨脹劑的標(biāo)準(zhǔn)做出了明確的設(shè)定，即采用GB23439-2009標(biāo)準(zhǔn)。這使得施工過程中，混凝土受膨脹劑影響的因素得以降低，并促使膨脹混凝土技術(shù)得以愈加完善。但采用此種標(biāo)準(zhǔn)的膨脹劑，當(dāng)其處于空氣條件下達(dá)到28天后，所生成的限制膨脹率要顯著低于標(biāo)準(zhǔn)水平，且較之非膨脹混凝土而言，仍具有0.02%左右的限制膨脹率結(jié)余，這使得膨脹劑的應(yīng)用效果無法滿足實(shí)際施工的需求。對此，我國尚未設(shè)定出極為明確的設(shè)計(jì)與施工規(guī)范，通常要依靠實(shí)際工程中的施工經(jīng)驗(yàn)與前期的試驗(yàn)，以達(dá)到工程要求標(biāo)準(zhǔn)。

2 膨脹混凝土的特點(diǎn)與實(shí)用性

2.1 膨脹規(guī)律性

首先，膨脹混凝土中的膨脹劑應(yīng)依照其標(biāo)準(zhǔn)摻率進(jìn)行添加，以確保膨脹混凝土的膨脹率得以相應(yīng)增加，但針對實(shí)際施工情況，應(yīng)對膨脹劑摻率進(jìn)行嚴(yán)格控制，以此確保施工中混凝土的強(qiáng)度。其次，大多數(shù)膨脹劑在水中時(shí)，3天（AEA、UEA-H等）處于膨脹率峰值，而部分膨脹劑在60天（LJ、TEA等）后處于峰值。最后，將膨脹劑遇水達(dá)7天后，再放置于空氣中28天，則其限制膨脹率將處于-0.011%左右，但TEA-II型膨脹劑，其限制膨脹率則處于+0.015%～0.022%范圍之間，具備相對較好的抗裂性。

2.2 實(shí)用性

在優(yōu)質(zhì)混凝土中加入適量適合種類的膨脹劑配置成為膨脹混凝土，可有效滿足一些特殊工程的施工要求。其擁有眾多自身優(yōu)勢，如：可補(bǔ)償收縮、生成自應(yīng)力，早期速硬、后期高強(qiáng)，耐硫酸鹽、抗?jié)B性能優(yōu)良等。能夠有效避免收縮裂縫的出現(xiàn)，從而減少大型混凝土結(jié)構(gòu)的后澆帶布設(shè)，并可提升混凝土的抗?jié)B能力，使混凝土具備更強(qiáng)的抗凍性，使混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性得以增強(qiáng)。因此，其在眾多實(shí)際工程施工中均具有很好的實(shí)用性。

3 防止膨脹混凝土出現(xiàn)裂縫的措施

3.1 溫度裂縫的控制

在應(yīng)用膨脹混凝土技術(shù)施工的過程中，會(huì)由于澆筑后的混凝土受外部溫度快速冷卻的影響，而產(chǎn)生開裂的現(xiàn)象。裂縫寬度通常在1～4mm之間，且在裂縫問題嚴(yán)重時(shí)，可導(dǎo)致澆筑混凝土的上下貫通。此類裂縫生成的主要原因，是澆筑混凝土的內(nèi)外部間存在較大的溫度差，進(jìn)而引發(fā)裂縫的生成。對此，應(yīng)在混凝土澆筑前，便對外部溫度做出準(zhǔn)確測量，并依此對混凝土內(nèi)部溫度進(jìn)行計(jì)算與控制，以此來避免裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)。例如：某建筑工程施工中，其樓體設(shè)計(jì)中的地下室長度為75m，設(shè)置厚度為3m的底板，且均采用12%的TEA混凝土。為確保施工中沒有混凝土裂縫的生成，在日間施工時(shí)，將適量碎冰加入到拌合水內(nèi)，以此進(jìn)行混凝土的溫度控制；在夜間施工時(shí)，利用厚度為20cm的草墊進(jìn)行澆筑混凝土位置的覆蓋，并通過定時(shí)觀測，將溫差控制在22～24℃之間，使混凝土溫度得以有效控制，以此有效避免了混凝土裂縫的生成。

3.2 收縮裂縫的控制

在膨脹混凝土工序施工中，會(huì)由于混凝土澆筑后所出現(xiàn)的失水現(xiàn)象或水泥水化后產(chǎn)生的自收縮現(xiàn)象，而導(dǎo)致收縮裂縫的出現(xiàn)。此種情況下，通常會(huì)導(dǎo)致冷縫與收縮縫同步生成。其中，混凝土澆筑后90d內(nèi)，會(huì)發(fā)生收縮現(xiàn)象，且在14～28d內(nèi)，若混凝土的收縮現(xiàn)象超出其設(shè)計(jì)時(shí)所設(shè)定的極限拉伸值，便會(huì)導(dǎo)致收縮裂縫的生成。對此，應(yīng)用膨脹混凝土所具備的膨脹功效，則能夠起到補(bǔ)償收縮的效果。并在具體施工中，依照鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范，對構(gòu)件的連續(xù)澆筑長度做出明確的限定；或針對實(shí)際施工需求，適當(dāng)降低構(gòu)件混凝土標(biāo)號與水泥實(shí)際用量；或?qū)腔冶?、水灰比與膨脹劑單位摻率等進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；或在混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)階段進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測、調(diào)整，以防止裂縫的生成。

3.3 塑性裂縫的控制

塑性裂縫通常被稱之為早期沉降裂縫或表面微裂縫。此類裂縫的生成因素眾多，不僅會(huì)因膨脹劑的配比問題而導(dǎo)致，更會(huì)由施工過程中的振搗與養(yǎng)護(hù)等施工工序進(jìn)行與完成不當(dāng)，而致使塑性裂縫的生成。同時(shí)，在混凝土澆筑工序結(jié)束后，由于澆筑層失水過多，也會(huì)導(dǎo)致此類裂縫的出現(xiàn)。但此類裂縫與溫度裂縫及收縮裂縫具有明顯的差異性，當(dāng)出現(xiàn)淺層塑性裂縫，且寬度＜0.1mm時(shí)，則不會(huì)對建筑結(jié)構(gòu)造成影響，但會(huì)影響觀感。對此，應(yīng)著重關(guān)注振搗工序與養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，如在振搗過程中準(zhǔn)確控制振搗次數(shù)和振搗時(shí)長，并通過早覆蓋、精養(yǎng)護(hù)的方式，便可有效解決此類問題。此外，應(yīng)盡量避免早強(qiáng)水泥的應(yīng)用，以此充分降低塑性裂縫的生成幾率。

3.4 其他控制措施

（1）合理配比設(shè)計(jì)。在配比中添加適量粉煤灰與微礦粉，減少水泥用量，以有效降低水化熱并使水泥收縮減少，而且適當(dāng)添加微礦粉對于膨脹混凝土膨脹率的增加具有較好效果。此外，在配比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)明確不同材料與品種間的差異性，選擇適合的膨脹劑與相關(guān)材料，并在施工前進(jìn)行試配與調(diào)整，以充分保證膨脹混凝土的實(shí)際性能。

（2）合理設(shè)計(jì)、施工與監(jiān)理。首先，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對工程設(shè)計(jì)全面、細(xì)致、綜合考慮，合理布設(shè)受力與抗裂鋼筋，并對施工適宜使用材料與摻率等進(jìn)行明確，指導(dǎo)施工。其次，施工單位應(yīng)當(dāng)在施工前制定好施工方案與相應(yīng)措施，并嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)與方案進(jìn)行施工，對配料攪拌、澆筑振搗、養(yǎng)護(hù)保溫等各工序進(jìn)行嚴(yán)加管控。最后，監(jiān)理單位應(yīng)當(dāng)切實(shí)盡到監(jiān)理應(yīng)負(fù)職責(zé)，確保質(zhì)量。

4 結(jié)語

總之，針對膨脹混凝土技術(shù)應(yīng)用中所存在的裂縫問題，應(yīng)根據(jù)實(shí)際的項(xiàng)目施工情況，通過控制水化熱、溫度、振搗次數(shù)與時(shí)長、膨脹劑摻率、養(yǎng)護(hù)保溫措施等，來對裂縫問題做出有效解決。這不僅關(guān)乎到建筑工程的施工質(zhì)量，更會(huì)影響到膨脹混凝土技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。

[1] 席耀忠.關(guān)于膨脹混凝土若干問題的討論[J].混凝土與水泥制品,2007(5).

[2] 呂志剛,王春華.膨脹混凝土防止裂縫技術(shù)的應(yīng)用[J].水利建設(shè)與管理,2007(12).

10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.11.146