論膨脹劑在混凝土施工中的應(yīng)用

周崇保

摘 要:膨脹劑在混凝土施工中的大量應(yīng)用,根據(jù)目前市場膨脹劑質(zhì)量現(xiàn)狀和工程中存在的問題,結(jié)合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用技術(shù)規(guī)程,提出如何正確使用混凝土膨脹劑。

關(guān)鍵詞:膨脹劑;收縮物;混凝土

近年來,隨著高層建筑和地下空間利用的發(fā)展,大面積、大體積的混凝土在地下室結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用。底板、側(cè)墻、后澆帶或膨脹加強帶混凝土均摻有適當(dāng)?shù)呐蛎泟Ｔ诨炷涟韬衔镏袚郊舆m量的膨脹劑來補償其收縮,是防止或減小混凝土產(chǎn)生裂縫的有效方法之一,因此,使用范圍不斷擴大,促進了建筑工程設(shè)計和施工技術(shù)的進步和發(fā)展。

1 膨脹劑使用中存在的誤區(qū)

摻膨脹劑的補償收縮混凝土配合比設(shè)計不明,膨脹劑采用何種方法不明確。當(dāng)使用粉煤灰摻合料時,配比又應(yīng)當(dāng)如何設(shè)計?在配制防滲混凝土?xí)r,按規(guī)范規(guī)定:水泥用量不得小于300kg/m3,如摻入粉煤灰,則水泥用量不得小于280kg/m3,以此為基準(zhǔn)設(shè)計膨脹劑的混凝土配合比。由于各廠的水泥和粉煤灰活性不同,各地砂石質(zhì)量差異較大,施工選用混凝土的坍落度也不同,因此,試驗室應(yīng)參考以往的經(jīng)驗,結(jié)合試驗中得到的技術(shù)參數(shù),確定基準(zhǔn)混凝土的水泥和粉煤灰單方用量,再計算膨脹劑的摻量。

大多數(shù)施工單位委托試驗和與混凝土攪拌站簽定合同時,只要求提供滿足摻膨脹劑混凝土的坍落度、強度和抗?jié)B等級的配合比數(shù)據(jù),不提混凝土限制膨脹率的指標(biāo)。存在膨脹劑“一摻就靈”的盲目思想,這是使用膨脹劑的最大誤區(qū)。根據(jù)GBJ11988規(guī)范,摻膨脹劑的補償收縮混凝土的特性指標(biāo)是:水中養(yǎng)護14d的限制膨脹率≥0.015%。膨脹劑主要用途是補償收縮,根據(jù)大量工程實踐表明,防水工程的底板、側(cè)墻、后澆帶或膨脹加強帶混凝土的限制膨脹率在一定范圍內(nèi)為宜。不同的結(jié)構(gòu)部位的抗裂要求不同,因此,膨脹劑摻量是不同的。由于膨脹劑與水泥及減水劑(泵送劑)之間存在適應(yīng)性的問題,在同一配合比下,使用不同的水泥及減水劑(泵送劑),混凝土產(chǎn)生的膨脹率也不同。必要根據(jù)工地原材料進行補償收縮混凝土的試配。

在實際工程中,混凝土結(jié)構(gòu)則受到鋼筋和鄰位的約束。試驗表明,帶模養(yǎng)護的膨脹混凝土試件的限制強度比自由強度高10%-15%,所以,不必擔(dān)心摻膨脹劑的混凝土強度下降。不能以7d自由強度作判斷,應(yīng)以28d強度是否達到試配強度為準(zhǔn)。

膨脹劑摻量有意和無意少摻是使用補償收縮混凝土的又一個誤區(qū)。現(xiàn)實中發(fā)現(xiàn),施工現(xiàn)場不能正確使用試驗室提供的混凝土配合比,在實際操作中,許多工地和攪拌站沒有專門的膨脹劑計量裝置,靠人工以斗代秤加料,由于監(jiān)督不力和人工加料的隨意性,大多是少摻。更有甚者,某些攪拌站從經(jīng)濟利益出發(fā),故意少摻或不摻膨脹劑。

有的用戶拘泥于膨脹劑的推薦摻量。如某產(chǎn)品摻量為10%-12%,在特殊結(jié)構(gòu)部位用戶卻不敢超過12%,這也是使用的誤區(qū)。實際工程中,如后澆帶或膨脹加強帶,要用大膨脹率的膨脹混凝土填充,要求混凝土膨脹率達到0.035%-0.045%,混凝土強度提高5MPa,要摻入14%-15%膨脹劑才能達到。如只限于摻12%就不能滿足設(shè)計要求,有可能開裂,所以,應(yīng)根據(jù)不同結(jié)構(gòu)部位,科學(xué)地摻入不同數(shù)量的膨脹劑,才能達到補償收縮的要求。

2 關(guān)于復(fù)合膨脹劑

復(fù)合膨脹劑是用膨脹劑和化學(xué)外加劑配制的產(chǎn)品,可用于拌制緩凝、早強、防凍和高性能的泵送混凝土。該產(chǎn)品曾列入《混凝土膨脹劑》建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC4761998中,但在實施中發(fā)現(xiàn)不少問題

質(zhì)檢部門對檢測提出要求。復(fù)合膨脹劑由于摻入減水劑、防凍劑等化學(xué)外加劑,膨脹劑使用砂漿檢驗,化學(xué)外加劑使用混凝土檢驗。檢測十分繁雜,而結(jié)果往往相佐。如膨脹劑規(guī)定堿含量≤0.75%,由于減水劑(泵送劑)、早強劑和防凍劑中含有硫酸鈉,故堿含量往往超標(biāo),由于復(fù)合膨脹劑中摻入減水劑,容易蔽蓋了膨脹劑本身的質(zhì)量問題。

混凝土攪拌站提出:由于水泥品種不同,按廠家推薦的復(fù)合膨脹劑摻量,難以達到混凝土的坍落度要求,有時坍落度損失大,難以泵送,這時,攪拌站要增添泵送劑才能達到,使用麻煩。基于上述兩條理由,新修改的JC4762001標(biāo)準(zhǔn)中,已取消《復(fù)合膨脹劑》這種產(chǎn)品,請使用單位明鑒。但是,復(fù)合膨脹劑具有多功能和使用方便的優(yōu)點。如用戶愿意使用復(fù)合膨脹劑,生產(chǎn)廠家可按用戶要求提供產(chǎn)品,但要做好現(xiàn)場售后服務(wù)工作。

3 設(shè)計中注意的問題

建筑結(jié)構(gòu)抗裂抗?jié)B控制是一個系統(tǒng)工程,許多設(shè)計單位推薦使用摻膨脹劑的補償收縮混凝土作為一個防裂措施,但部分技術(shù)人員對膨脹劑的正確使用不了解,也存在一些誤區(qū)。

在設(shè)計圖紙上指明廠家和摻量是錯誤的,合理的說明是:“采用摻膨脹劑的補償收縮混凝土、強度等級、抗?jié)B標(biāo)號、混凝土水中14d限制膨脹率大于0.015%(或者根據(jù)不同結(jié)構(gòu)部位提出更高的膨脹率)。”這樣,可以由用戶選擇膨脹劑廠家及其合理確定摻量,達到設(shè)計要求。

混凝土變形(膨脹和收縮)與限制是一對矛盾的統(tǒng)一體。膨脹要通過鋼筋和鄰位約束才能在結(jié)構(gòu)中建立預(yù)壓應(yīng)力。所以,要求設(shè)計者采用細而密的配筋原則,個別開口部和墻柱連接處由于應(yīng)力集中易開裂,應(yīng)增添附加鋼筋。由于墻體難施工、養(yǎng)護差,受外界溫差影響大, 易出現(xiàn)縱向裂縫。要求墻體的水平構(gòu)造筋的間距小于150mm,配筋率在0.5%左右,在墻中部1m范圍內(nèi),水平筋的間距加密至80～100mm,形成一道“暗梁”,以平衡收縮應(yīng)力;水平筋應(yīng)放在受力豎筋外測,確保混凝土保護層厚度。

4 施工中注意的問題

施工單位對建筑結(jié)構(gòu)的裂縫十分頭疼,認為混凝土中加入膨脹劑就能迎刃解決,這也是個誤區(qū)。除了設(shè)計上保證合理配筋和補償收縮混凝土的配合比保證足夠的限制膨脹率外,施工管理則是關(guān)鍵。

工地或攪拌站不按混凝土配合比摻入足夠量的膨脹劑是普遍存在的現(xiàn)象,由此造成澆筑的混凝土膨脹效應(yīng)極低,何以補償收縮?因此,確保膨脹劑摻量的準(zhǔn)確性極為重要。

現(xiàn)場拌制混凝土的拌和時間要比普通混凝土延長30s,以保證膨脹劑和水泥、減水劑(泵送劑)拌合均勻,提高其勻質(zhì)性。

混凝土布料,震搗應(yīng)按施工規(guī)范進行。

膨脹混凝土要有充分濕養(yǎng)護才能更好的發(fā)揮其膨脹效應(yīng),對摻膨脹劑的混凝土提出更嚴格的養(yǎng)護要求,養(yǎng)護期不小于14d。

邊墻出現(xiàn)裂縫是個難題,施工中應(yīng)要求混凝土震搗密實、勻質(zhì)。有的單位為加快施工進度,澆筑混凝土12d內(nèi)就拆模板,其實這時混凝土的水化熱升溫最高,早拆模板造成散熱快,增加了墻內(nèi)外溫差,易于出現(xiàn)溫差裂縫。施工實踐證明,墻體宜用保濕較好的膠合板制模,混凝土澆完后,在頂部設(shè)水管慢淋養(yǎng)護,墻體宜在第5d拆模,然后盡快用麻包片貼墻并噴水養(yǎng)護,保濕養(yǎng)護1014d。

即使用補償收縮混凝土澆筑墻體,也要以30-40m分段澆筑。每段之間設(shè)2m寬膨脹加強帶,并設(shè)鋼板止水片,可在28d后用大膨脹混凝土回填,養(yǎng)護不小于14d。

底板宜用蓄水養(yǎng)護,冬季施工要用塑料薄膜和保溫材料進行保溫保濕養(yǎng)護;樓板宜用濕麻袋覆蓋養(yǎng)護。

即使采取各種措施,尤其C40以上混凝土,墻體也難免不出現(xiàn)裂縫,有的12d拆模板后就發(fā)現(xiàn)有裂縫,這是混凝土內(nèi)外溫差引起的,要設(shè)法降低水泥用量,減少混凝土早期水化熱。

混凝土澆筑完后,建筑物進入使用階段,有些單位不注意維護保養(yǎng),在竣工之前就出現(xiàn)裂縫,這是氣溫和濕度變化引起的,因此,地下室完成后,要及時復(fù)土,樓層盡快做墻體維護結(jié)構(gòu),屋面要盡快作做防水保溫層。

結(jié)束語

近年來,混凝土膨脹劑得到了廣泛應(yīng)用,膨脹劑在各種抗裂防滲透工程應(yīng)用方面取得了良好的經(jīng)濟和社會效果。