微膨脹混凝土在工程中的應(yīng)用

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簡(jiǎn)介：近年來(lái)，隨著建筑、水利、交通行業(yè)的迅速發(fā)展，大面積、大體積的混凝土在施工中的應(yīng)用，在混凝土拌合物中摻加適量的膨脹劑來(lái)補(bǔ)償其收縮，已成為防止或減小混凝土產(chǎn)生裂縫的有效方法之一。

關(guān)鍵詞：微膨脹混凝土,膨脹劑,配合比，施工措施

一、膨脹混凝土簡(jiǎn)述

膨脹混凝土是通過(guò)膨脹劑在混凝土或砂漿中引起的膨脹，依靠膨脹劑本身的化學(xué)反應(yīng)或與水泥其它成分反應(yīng)，在水化期產(chǎn)生一定的限制膨脹，以補(bǔ)償混凝土的收縮。膨脹劑的種類主要有：硫鋁酸鈣類、氧化鈣類、氧化鈣－硫鋁酸鈣類、氧化鎂類。

根據(jù)其用途不同，可分為：

1、補(bǔ)償收縮混凝土（砂漿）：其使用目的主要為減少混凝土（砂漿）干縮裂縫，提高抗裂性和抗?jié)B性。適用范圍主要為屋面防水、地下防水、基礎(chǔ)后澆帶（寬縫）及洞塞回填等。

2、填充用膨脹混凝土（砂漿）：其使用目的主要為提高機(jī)械設(shè)備和構(gòu)件的安裝質(zhì)量，加快安裝速度。適用范圍主要為機(jī)械設(shè)備的底座灌漿、地腳螺栓的固定、防水堵漏等。

3、自應(yīng)力混凝土（砂漿）：提高抗裂和抗?jié)B性。僅用于常溫下使用的自應(yīng)力鋼筋混凝土壓力管。

二、配合比設(shè)計(jì)

1.膨脹劑的選用及檢測(cè)

根據(jù)資料介紹,中國(guó)建材科研院研制開發(fā)的Ｕ型膨脹劑效果較好,其摻量按工程具體要求而定:Ｕ型膨脹劑摻量占水泥質(zhì)量的10%～14%時(shí),能獲得較好的膨脹性,適用于以抗裂為主的工程。此種摻量下的混凝土膨脹在非受限狀態(tài)下自由膨脹的強(qiáng)度與普通混凝土相比,其自由強(qiáng)度降低約5%～10%,一般可不考慮其影響。因在具體工程中混凝土均不可避免地處于受限狀態(tài),在受限狀態(tài)下膨脹混凝土的強(qiáng)度同普通混凝土相比提高10%～30%—當(dāng)然與受限狀態(tài)的強(qiáng)弱及摻量有關(guān)。在受限狀態(tài)下當(dāng)摻量為10%～14%,一般受限狀態(tài)的混凝土膨脹后的實(shí)際強(qiáng)度多高于相同強(qiáng)度等級(jí)的普通自由混凝土的強(qiáng)度。但是,當(dāng)摻量大于14%且結(jié)構(gòu)處于非強(qiáng)化受限狀態(tài)時(shí),上述產(chǎn)生的不利因素不應(yīng)忽視。當(dāng)Ｕ型膨脹劑摻量在8%～10%時(shí),膨脹率偏低,但混凝土強(qiáng)度有所提高,具有一定的抗?jié)B性能,此摻量適用于以抗?jié)B為主的承重結(jié)構(gòu)。如同時(shí)又需提高混凝土的抗裂性時(shí),膨脹劑摻量應(yīng)增加至14%,并適當(dāng)提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí)。當(dāng)膨脹劑摻量在14%～16%時(shí),膨脹率顯著提高,但混凝土自由狀態(tài)下的強(qiáng)度下降幅度會(huì)達(dá)10%,不應(yīng)忽視這一問題。取大摻量?jī)H適用于大體積并處于較強(qiáng)受限制狀態(tài)下的填充混凝土——由于受限狀態(tài)強(qiáng)度高,混凝土的實(shí)際強(qiáng)度也會(huì)有較大的提高,以補(bǔ)償在自由狀態(tài)時(shí)強(qiáng)度的損失。

地處季節(jié)性凍脹地區(qū)對(duì)抗裂、抗?jié)B工程中膨脹劑的摻用,可考慮同早強(qiáng)劑及抗凍劑一并復(fù)合使用,一般不會(huì)出現(xiàn)不相容變化,但必須經(jīng)設(shè)計(jì)試配,取得必要數(shù)據(jù)后再用為妥。工程中采用微膨脹混凝土技術(shù)在理論與實(shí)踐方面還需深入探討,使之更先進(jìn)完善。

2、微膨脹混凝土配合比的確定

根據(jù)本工程的特點(diǎn)，依據(jù)GB119－88《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》對(duì)涵身主體混凝土配合比以0％、9％、11％、13％四個(gè)不同摻量摻用浙江力頓特種水泥公司生產(chǎn)的UEA-Y膨脹劑。試驗(yàn)采用外摻法，主要考核：1、按填充用膨脹混凝土配制，考核其不同齡期豎向自由膨脹率及3d、28d抗壓強(qiáng)度；2、按補(bǔ)償收縮混凝土配制，考核其在水中及空氣中的限制膨脹率、28d極限拉伸值和抗壓強(qiáng)度。

按上述試驗(yàn)安排，以各種不同配合比和不同膨脹劑摻量對(duì)試件進(jìn)行成型試驗(yàn)。對(duì)試驗(yàn)成果進(jìn)行多方面的比較，最終確定膨脹劑的摻量為11％。其相應(yīng)施工配合比詳見下表：

微膨脹混凝土配合比

每立方米混凝土各材料用量（kg）

水

水泥

煤灰

砂

小石

中石

JM-Ⅱ

UEA-Y

135

240

60

577

673

677

2.70

33.0

三、微膨脹混凝土施工

本工程后澆帶施工在工期安排方面主要有兩種形式：一種是為了使后澆帶澆筑不占用直線工期而單獨(dú)填筑，另一種是墩墻后澆帶與涵頂板同時(shí)澆筑。兩種形式在施工工藝上完全相同，只是后者在澆筑完后澆帶倉(cāng)內(nèi)微膨脹混凝土后，其上部立即覆蓋涵頂板常態(tài)混凝土，而前者在澆筑完后澆帶倉(cāng)內(nèi)微膨脹混凝土后，要待頂板倉(cāng)號(hào)準(zhǔn)備好后再覆蓋常態(tài)混凝土。

后澆帶微膨脹混凝土澆筑前，先將先澆塊與后澆帶的結(jié)合面鑿毛，并將后澆帶倉(cāng)內(nèi)雜物清洗干凈，然后鋪上一層2cm左右的微膨脹砂漿以利新老混凝土結(jié)合，最后進(jìn)行微膨脹混凝土的澆筑。微膨脹混凝土分層厚度40cm左右。微膨脹砂漿和微膨脹混凝土均采用ROTEC胎帶機(jī)實(shí)行低坍落度運(yùn)輸入倉(cāng)，澆筑完后采用上部覆蓋聚氯乙烯薄膜一層，加蓋草袋兩層的蓄熱養(yǎng)護(hù)方法。