商品混凝土中如何正確使用膨脹劑

【摘要】通過對工程中使用的膨脹劑的種類、性能、施工方法等技術(shù)條件的研討，在深人理解膨脹劑補(bǔ)償收縮的基礎(chǔ)上。探討了如何正確使用膨脹劑，保證補(bǔ)償收縮混凝土達(dá)到預(yù)期的效果的施工措施，以便通過充分利用膨脹劑對混凝土的早期收縮有較好抑制作用的技術(shù)參數(shù)，使應(yīng)用補(bǔ)償收縮混凝土達(dá)到抗?jié)B抗裂目的【關(guān)鍵詞】混凝土膨脹劑；補(bǔ)償收縮；鈣礬石；抗裂抗?jié)B 在混凝土中摻入適量的膨脹劑來有效的控制混凝土裂縫是超長結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計的具體技術(shù)之一，它具有縮短工期、方便施工、效益顯著的作用，逐漸被設(shè)計施工界認(rèn)可。我國目前使用的膨脹劑多以混凝土在水化硬化過程中生成具有膨脹性的鈣礬石(3CaO· Al2O3．3CASO4．32Ｈ2O)為膨脹源，對混凝土的收縮起到有效的補(bǔ)償，且可以使混凝土密實性得以提高，抗?jié)B、抗凍性得到明顯改善。我公司每年生產(chǎn)的抗裂滲、防水混凝土均采用混凝土膨脹劑作主要防水、防裂材料，有的效果很好，達(dá)到了設(shè)計和使用要求，有的不盡人意。如使用混凝土膨脹劑對防裂無效，甚至反而開裂更甚，導(dǎo)致混凝土的后期強(qiáng)度、耐久性下降等。市場上的混凝土膨脹劑品種、廠家繁多，質(zhì)量、摻量、價格差異較大，因此。如何正確使用混凝土膨脹劑，是商品混凝土攪拌站應(yīng)引起重視的問題，本文從混凝土膨脹劑的性能、品種、施工等角度進(jìn)行探討。1 混凝土膨脹劑的品種膨脹劑品種有：明礬廠膨脹劑、復(fù)合膨脹劑、鋁酸鈣膨脹劑、Ｕ型膨脹劑等，其中：明礬石膨脹劑EA—L：摻量較大，效能低，堿含量較高，對于懷疑有堿骨料反應(yīng)的混凝土或?qū)A含量有要求的混凝土應(yīng)用慎用。復(fù)合膨脹劑CEA：屬于氧化鈣一硫酸鈣類膨脹劑，以Ca(ＯH)2和鈣礬石作為膨脹源，摻量為10％一12％，堿含量0．4～0．8％，屬中堿中摻；鋁酸鈣膨脹劑AEA：以鈣礬石作為膨脹源，摻量為10％～12％，堿含量0．4％一0．8％，屬中堿中摻。U型膨脹劑UEA：被工程中廣泛使用。其膨脹源也是鈣礬石，其生產(chǎn)工藝采用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的高鋁膨脹熟料。經(jīng)20年研究我國UEA膨脹劑經(jīng)歷了四代，它發(fā)展到現(xiàn)在的低堿低摻。2 混凝土膨脹劑的應(yīng)用混凝土膨脹劑的應(yīng)用主要表現(xiàn)為補(bǔ)償收縮結(jié)構(gòu)自防水、超長結(jié)構(gòu)不留伸縮縫及其在大體積混凝土裂縫控制等方面。2．1 補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水在混凝土中摻人適量的UFA 膨脹劑，利用膨脹劑在混凝土水化硬化過程中生成大量具有膨脹性的鈣礬石對混凝土的收縮起到有效補(bǔ)償，不但明顯減少混凝土的收縮，而且由于混凝土自身的膨脹作用使處于限制狀態(tài)下的混凝土密實性得以提高，明顯改善混凝土抗?jié)B性能補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)多用于高層地下室、地下車庫、水池和防水底板的鋼筋混凝土施工。2．2 少縫或無縫設(shè)計施工技術(shù) UEA膨脹劑加強(qiáng)帶取代后澆帶(沉降縫除外)可以使得超長結(jié)構(gòu)變?yōu)闊o縫設(shè)計，該方法的原理是在結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力最大的地方產(chǎn)生一定的膨脹應(yīng)力加強(qiáng)帶一般設(shè)在后澆帶處，施工時，先澆加強(qiáng)帶外的小膨脹混凝土，澆到加強(qiáng)帶時改用大膨脹混凝土，如此澆筑下去實現(xiàn)了無縫施工。在這種施工技術(shù)之前，考慮到混凝土的收縮變形，設(shè)計規(guī)范中規(guī)定每30～ 40m設(shè)一道后澆帶，60d再用膨脹混凝土填補(bǔ)澆灌。這樣施工麻煩，拖延工期，在防水混凝土中叉留下了滲水的隱患。2．3 大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制大體積鋼筋混凝土除了滿足強(qiáng)度、剛度、整體性等要求外，還存在由于失水和溫度變化引起的混凝土收縮開裂問題，特別溫度變化引起的冷縮比干縮更容易引起開裂。大體積混凝土內(nèi)部的最高溫度是同澆灌溫度、水泥水化熱引起的溫升和混凝土的散熱速度所決定，其中主要取決于水泥水化熱、水化熱的大小取決于水泥的水化速度，所以在大體積鋼筋混凝土施工中普遍采用“三摻”技術(shù)(UEA膨脹劑、緩凝高效減水劑、粉煤灰)來控制混凝土裂縫問題，“三摻”技術(shù)在降低水泥的水化熱的同時，利用UEA膨脹劑產(chǎn)生的前期膨脹以補(bǔ)償混凝土的冷縮，后期(14～60d)微膨脹以補(bǔ)償千縮，有效的控制大體積混凝土裂縫問題。3 摻UEA 膨脹劑混凝土的應(yīng)用3．1 UEA膨脹劑摻量的確定實踐表明，UEA膨脹劑在工程中的摻量并不是一成不變的，而是根據(jù)結(jié)構(gòu)的長度、寬度、體量大小而確定的。一般情況下，加強(qiáng)帶中UEA～H的摻量可達(dá)8％一12％，而以加強(qiáng)帶為中軸線的兩邊將逐漸遞減。由中國建筑材料科學(xué)研究院研制、黑龍江省低溫建筑科學(xué)研究所中間試驗廠經(jīng)銷的UEA— H摻量8％配制補(bǔ)償收縮混凝土?xí)r，經(jīng)檢測，限制膨脹率為0．031％，摻量為12％時限制膨脹率為0．643％，用在綠色食品展示交易中心的多功能廳的樓板和齊齊哈爾第一醫(yī)院急門診綜合樓底板及樓板防裂施工中效果很好。3．2 UEA膨脹劑混凝土的配合比設(shè)計摻膨脹劑的混凝土配合比設(shè)計與普通配合比設(shè)計過程一致，但有三點值得注意，一是，可把膨脹劑視為另一種摻合料，占混凝土體積；二是，每使用一種品種或廠家的膨脹劑必須做實驗確定摻量、強(qiáng)度、抗?jié)B等其它指標(biāo)。質(zhì)量好的膨脹劑可內(nèi)摻，膨脹劑單位用量應(yīng)是分別取代水泥和摻合料。但質(zhì)量較差的膨脹劑最好別取代膠結(jié)料，屬外摻，可取代細(xì)骨料，混凝土強(qiáng)度保證率較高；三是膨脹劑與其它外加劑復(fù)合使用時，必須檢測適應(yīng)性。3．3 UEA膨脹劑混凝土的質(zhì)量檢測項目摻UEA膨脹劑的混凝土檢測項目包括：抗壓強(qiáng)度、限制膨脹劑率和限制干縮率，有抗?jié)B要求的應(yīng)做抗?jié)B試驗。摻UEA混凝土的質(zhì)量檢驗與普通混凝土的主要區(qū)別是增加一項混凝土限制膨脹率，這是確保膨脹劑混凝士抗裂防滲性能的一項重要技術(shù)指標(biāo)。3．4 U 膨脹劑混凝土的養(yǎng)護(hù)(1) 在表面抹壓后用塑料布覆蓋，混凝土初凝后，采用蓄水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不得少于14d。(2) 對墻體不易保水的拆模時間不少于3d，拆模后設(shè)水管噴淋養(yǎng)護(hù)，澆水養(yǎng)護(hù)時間不少于14d。(3) 冬季施工時，混凝土澆筑后立即覆蓋保溫材料，養(yǎng)護(hù)時間不少于14d。4 影響膨脹混凝土質(zhì)量的因素及預(yù)防措施4．1 混凝土攪拌站影響質(zhì)量因素及預(yù)防措施(1) 膨脹劑進(jìn)入攪拌站必須索要出廠檢測報告和出廠合格證，其中重要一項是膨脹劑的堿含量值。(2) 嚴(yán)格控制膨脹劑在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格按配合比投料，重量誤差在2％范圍內(nèi)。(3) 在施工大體積膨脹混凝土?xí)r，應(yīng)注意混凝土內(nèi)部溫度，盡量控制混凝土內(nèi)部溫度小于50℃左右，施工單位做好降溫和保溫措施，這是因為水泥水化早期生成的鈣礬石在溫度達(dá)70℃ 以上時則可能發(fā)生分解，并在內(nèi)部溫度降低后，在硬化過程再次生成，這種在已硬化的水泥石中延遲生成的鈣礬石具有體積膨脹性，使混凝土結(jié)構(gòu)存在隱患。4．2 施工現(xiàn)場影響質(zhì)量因素及預(yù)防措施(1) 膨脹混凝土振搗必須密實，不得漏振、欠振與過振。(2) 在終凝以前必須進(jìn)行二次壓抹，防止沉縮裂縫。(3) 摻膨脹劑的混凝土要特別加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，膨脹結(jié)晶鈣礬石形成需要水，補(bǔ)償收縮混凝土澆筑1-7d內(nèi)是膨脹變形的主要階段，就應(yīng)特別加強(qiáng)澆水養(yǎng)護(hù)，7～14d仍需濕養(yǎng)護(hù)。才能發(fā)揮混凝土的膨脹效應(yīng)。(4) 膨脹混凝土不宜拆模過早，因混凝土澆筑完3～4d內(nèi)水化熱溫升最高，而抗拉強(qiáng)度很低，如果拆模過早，墻體易于開裂。因此墻體模板拆除時間宜不少于5d。5 結(jié)語膨脹劑在混凝土防裂滲施工中的效果已逐漸被工程界所接受，特別是對泵送混凝土易出現(xiàn)有害裂縫進(jìn)行有效的預(yù)防和控制時，摻嘭脹劑措施不失為一種簡易良好的措施。但是如何正確使用混凝土的膨脹劑是混凝土攪拌站必須引起重視的問題，對膨脹劑的作用機(jī)理要認(rèn)識清楚，才能正確使用。同時GB501 19～2003(混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中的膨脹劑章節(jié)中對使用膨脹劑具有指導(dǎo)性，按此標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)真貫徹執(zhí)行膨脹混凝土的質(zhì)量水平會有很大的提高。

原作者：馬井娟袁少華張春鵬