HCSA膨脹劑在天津榮暢園地下車庫中的應(yīng)用

趙君

（天津住宅集團(tuán)建設(shè)工程總承包有限公司，天津 300070）

HCSA膨脹劑在天津榮暢園地下車庫中的應(yīng)用

趙君

（天津住宅集團(tuán)建設(shè)工程總承包有限公司，天津 300070）

HCSA 膨脹劑是一種膨脹能大、絕濕膨脹的雙膨脹源混凝土膨脹劑。天津榮暢園地下車庫采用摻 HCSA 膨脹劑的補(bǔ)償混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)，充分發(fā)揮 HCSA 不澆水也膨脹的特性，借助膨脹加強(qiáng)帶合理優(yōu)化后澆帶，加強(qiáng)膨脹劑抽檢工作，有效加快施工進(jìn)度。

HCSA 膨脹劑；混凝土結(jié)構(gòu)自防水；限制膨脹率；膨脹加強(qiáng)帶

0 引言

干燥收縮和溫度應(yīng)力會(huì)引起水泥基材料開裂，使其力學(xué)性能、耐久性能下降，并且進(jìn)一步加劇劣化進(jìn)程，嚴(yán)重影響其服役壽命。膨脹劑因其水化過程中生成的水化產(chǎn)物，如鈣礬石、氫氧化鈣、氫氧化鎂，固相絕對體積增加，在外部約束作用下可以在水泥基材料內(nèi)部產(chǎn)生有效微膨脹，填充孔隙、增加混凝土密實(shí)度，可以有效抵消干燥收縮和溫度應(yīng)力帶來的弊端[1]。膨脹劑被廣泛應(yīng)用于工民建、高鐵工程、橋梁工程、水利工程及制備特種工程材料。HCSA 膨脹劑[2]是一種以水化產(chǎn)物鈣礬石、氫氧化鈣為膨脹源的高性能膨脹劑，它具有膨脹能大的特性，水中 7d 限制膨脹率可高達(dá) 0.17%，是普通膨脹劑的 6～8 倍。氫氧化鈣膨脹源的原地固相反應(yīng)特性，從根本上解決了一直困擾工程界混凝土膨脹劑不澆水也能膨脹的難題，并且膨脹速率可調(diào)控，使其更加適用于現(xiàn)代混凝土。

天津榮暢園地下車庫采用混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)，簡化了工藝，加快了施工進(jìn)度，本文介紹了 HCSA 膨脹劑在該工程中的應(yīng)用。

1 工程概況

天津榮暢園小區(qū)是天津市北辰區(qū)雙青新家園限價(jià)商品房項(xiàng)目之一，該小區(qū)建有地下一層的地下汽車庫，層高 4.5m，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，頂板形式為無梁樓蓋。場地下水文地質(zhì)勘察報(bào)告顯示地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性，因此，在長期浸水條件下對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋有微腐蝕性。地下車庫采用補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)，混凝土中摻入高效膨脹劑。地下車庫底板、外墻和頂板的防水面積約 5.6 萬 m2，混凝土強(qiáng)度等級 C35，抗?jié)B等級 P6。

2 補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)要求

依據(jù) JGJ/T 178—2009《補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》要求，本工程補(bǔ)償收縮混凝土的限制膨脹率取值見表 1，實(shí)驗(yàn)室試配混凝土?xí)r，其限制膨脹率應(yīng)比設(shè)計(jì)值高 0.005%。

3 HCSA 膨脹劑

由表 1 可知，實(shí)驗(yàn)室配制補(bǔ)償收縮混凝土?xí)r，限制膨脹率最高值在 0.030% 以上。依據(jù)補(bǔ)償收縮混凝土制備經(jīng)驗(yàn)，混凝土膨脹劑自身的限制膨脹率得在 0.05% 以上，即應(yīng)使用 GB 23439—2009《混凝土膨脹劑》規(guī)定的Ⅱ型膨脹劑。

本工程采用 HCSA 膨脹劑制備補(bǔ)償收縮混凝土。該膨脹劑是中國建筑材料科學(xué)研究總院研發(fā)的一種雙膨脹源高性能混凝土膨脹劑，由天津豹鳴股份有限公司生產(chǎn)，其技術(shù)指標(biāo)見表 2。

表1 補(bǔ)償收縮混凝土限制膨脹率取值

表2 HCSA 膨脹劑的指標(biāo)

HCSA 膨脹劑限制膨脹率曲線如圖 1 所示。

由表 2 和圖 1 可以看出，HCSA 膨脹劑膨脹能大（7d 為0.056%）、膨脹速率快，絕濕膨脹（7d 為 0.045%），空氣中 21d 的限制膨脹率為 0.011%，遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。結(jié)果表明，HCSA 膨脹劑適合于配制本工程規(guī)定限制膨脹率的補(bǔ)償收縮混凝土。

圖1 膨脹劑限制膨脹率

4 補(bǔ)償收縮混凝土的制備

4.1 原材料

水泥：唐山冀東水泥有限公司生產(chǎn)的 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥；

粉煤灰：Ⅱ 級 F 類粉煤灰，需水量 89%；

礦粉：S95 級，比表面積 410m2/kg，28d 活性指標(biāo)103%；

混凝土膨脹劑：天津豹鳴股份有限公司生產(chǎn)的 HCSA 混凝土膨脹劑；

河砂：中砂，細(xì)度模數(shù) 2.6，含泥量應(yīng)小于 3%。石：人工碎石，5～25mm。

泵送劑：聚羧酸系減水劑，減水率 24%。

4.2 補(bǔ)償收縮混凝土

依據(jù)本工程對補(bǔ)償收縮混凝土限制膨脹率的設(shè)計(jì)取值，結(jié)合混凝土強(qiáng)度等級和施工性能，采用工程實(shí)際原料，確定的混凝土配合比見表 3。補(bǔ)償收縮混凝土性能見表 4 和圖 2。

表3 補(bǔ)償收縮混凝土配合比 kg/m3

表4 補(bǔ)償收縮混凝土性能

依據(jù) JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》，C35 等級混凝土配制強(qiáng)度為 35+1.645×4=41.6(MPa)，C40 等級混凝土配制強(qiáng)度為 40+1.645×4=46.6(MPa)。由表 4 可知，C35 補(bǔ)償收縮混凝土 7d 抗壓強(qiáng)度在 30.6～31.5MPa，約為28d 強(qiáng)度的 70% 左右，28d 強(qiáng)度在 43.8～44.3MPa。C40 混凝土 7d、28d 抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到 35.5MPa、49.9MPa。顯然，C35、C40 補(bǔ)償收縮混凝土強(qiáng)度符合 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》的設(shè)計(jì)要求。并且，C35、C40 混凝土強(qiáng)度持續(xù)增長，并未出現(xiàn) 7～28d 強(qiáng)度不增長或者倒縮現(xiàn)象[3]。

由圖 2 可以看出，C35 底板、C35 外墻和頂板、C40 膨脹加強(qiáng)帶水中 14d 的限制膨脹率分別為 0.021%、0.026% 和0.032%，均比設(shè)計(jì)值高了 0.005%，同樣符合試配要求。

圖2 補(bǔ)償收縮混凝土限制膨脹率

5 膨脹加強(qiáng)帶優(yōu)化后澆帶

后澆帶是施工過程中人為設(shè)置的臨時(shí)施工縫，用于釋放應(yīng)力和劃分澆筑流水段，在方便施工時(shí)，同樣留下滲漏隱患。在保留原設(shè)計(jì)的沉降后澆帶前提下，為了提高防水質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，本工程對原設(shè)計(jì)的后澆帶采用膨脹加強(qiáng)帶替代[4]，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。底板膨脹加強(qiáng)帶采用連續(xù)式和間歇式結(jié)合，外墻和頂板采用后澆式。膨脹加強(qiáng)帶設(shè)置和澆筑方式如圖 3 所示。

圖3 各類型加強(qiáng)帶示意圖

6 膨脹劑抽檢

限制膨脹率是混凝土膨脹劑的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，GB 23439—2009《混凝土膨脹劑》規(guī)定膨脹劑限制膨脹率采用測量澆筑在縱向限制器內(nèi)的摻膨脹劑砂漿長度，通過試件長度變化測量膨脹劑的限制膨脹率。該檢測條件工地通常不具備，向質(zhì)檢機(jī)構(gòu)送檢周期長，無法及時(shí)判定工程所用膨脹劑是否合格。因此，本工程通過采用 GB 23439—2009《混凝土膨脹劑》附錄給出的啤酒瓶法進(jìn)行快速定性判定，依據(jù)啤酒瓶開裂時(shí)間把控膨脹劑質(zhì)量[5]（見圖 4）。同時(shí)，對進(jìn)場膨脹劑的抽樣定期送至質(zhì)檢機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，測試結(jié)果見圖 5。

圖4 膨脹劑快速定性檢測

圖5 膨脹劑限制膨脹率定期抽檢結(jié)果

7 小結(jié)

天津榮暢園地下車庫采用補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)，膨脹劑優(yōu)選膨脹能大、絕濕膨脹的 HCSA 雙膨脹源混凝土高性能膨脹劑，配制的補(bǔ)償收縮混凝土符合設(shè)計(jì)和施工要求。利用膨脹加強(qiáng)帶合理優(yōu)化后澆帶，減少滲漏隱患。施工過程中注重膨脹劑的抽檢工作，有效保障了工程質(zhì)量，簡化了施工工藝，并且顯著加快了施工進(jìn)度。

[1] 趙順增，游寶坤．補(bǔ)償收縮混凝土裂滲控制技術(shù)及其應(yīng)用[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010．

[2] 趙順增，劉立，鄭萬廩，等．HCSA 雙膨脹源高性能混凝土膨脹劑[J]．膨脹劑與膨脹混凝土，2016(1): 5-9+20．

[3] 劉志軍．C30 膨脹混凝土的膨脹與強(qiáng)度協(xié)調(diào)性研究[J]．江西建材，2016(8): 3-4．

[4] 葉平洋．超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工中膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)置[J].山西建筑，2009(3): 159-160．

[5] 程杰，程彥，劉建光，等．膨脹劑及膨脹混凝土膨脹性能現(xiàn)場快速檢測方法[J]．中國建材科技，2014, 23(5): 6-8．

［通訊地址］天津市北辰區(qū)北辰西道雙青新家園榮雅園 11 號樓（300401）

趙君（1985—），男，助理工程師。