混凝土微膨脹劑使用分析

梁 偉

（瑞金金都建筑工程有限公司，江西 瑞金 342500）

混凝土微膨脹劑使用分析

梁 偉

（瑞金金都建筑工程有限公司，江西 瑞金 342500）

根據(jù)相關(guān)工程實(shí)踐和研究，總結(jié)和分析了 UEA防裂機(jī)理和實(shí)際功能，使用混凝土微膨脹劑的缺點(diǎn)較多，在使用過(guò)程中盡量少用或不用混凝土微膨脹劑，而通過(guò)加強(qiáng)施工管理和養(yǎng)護(hù)，并采用非早強(qiáng)型的普通硅酸鹽水泥，適當(dāng)摻合粉煤灰等活性材料調(diào)整配合比，減少水化熱的方式，以提高混凝土的抗裂能力，保證混凝土的施工質(zhì)量。

UEA膨脹劑；防裂；普通硅酸鹽水泥

1 引言

微膨脹混凝土外加劑是中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院于1985年研制開發(fā)的專利產(chǎn)品，后形成CEA（現(xiàn)已淘汰）、AEA、UEA、ZY等系列（主要成分不同，有氧化酸鈣類和硫鋁酸鈣類）。

微膨脹混凝土外加劑UEA的主要作用機(jī)理是通過(guò)形成混凝土內(nèi)的結(jié)晶，補(bǔ)償混凝土硬化過(guò)程中的干縮拉應(yīng)力和部分水化熱引起的溫差應(yīng)力，從而能使混凝土中的孔隙減小，毛細(xì)孔徑減小，提高混凝土的密實(shí)性，止或減少結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害裂縫。所以又叫收縮補(bǔ)償混凝土，主要應(yīng)用于大體積混凝土中。

2 膨脹劑的指標(biāo)、性能要求

補(bǔ)償收縮混凝土性能指標(biāo)，一是在不影響抗壓強(qiáng)度條件下膨脹率要盡量增大；二是干縮落差要小。補(bǔ)償收縮混凝土（砂漿）的膨脹性能，以限制條件下的膨脹率和干縮率表示[1]。

混凝土收縮受到限制才會(huì)產(chǎn)生裂縫，而混凝土膨脹在限制條件下才能產(chǎn)生預(yù)壓力（σc），由公式（1）確定σc和ε2值的之間關(guān)系。

其中：μ為配筋率；Es為鋼筋彈性模量；ε2為限制膨脹率。

填充膨脹混凝土主要應(yīng)用于大限制下的結(jié)構(gòu)后澆縫、伸縮縫、大壩回填槽和鋼管混凝土等。該混凝土的膨脹系數(shù)應(yīng)比補(bǔ)償收縮混凝土適當(dāng)大些，它產(chǎn)生的膨脹壓力對(duì)新老混凝土粘結(jié)更有利。通過(guò)大量試驗(yàn)與工程實(shí)踐，填充性膨脹混凝土產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力值σc＝0.5～1.0MPa為宜，因此，該混凝土在水中養(yǎng)護(hù)14天的限制膨脹率≥2.5×10-4，隨后放在干空養(yǎng)護(hù)28天，其干縮率應(yīng)不大于3.0×10-4。

由于填充用膨脹混凝土摻膨脹劑較大，早期膨脹較大，對(duì)強(qiáng)度影響較大，故規(guī)定試件成型帶模養(yǎng)護(hù)3天拆模，再放入水中養(yǎng)護(hù)至28天，測(cè)定其抗壓強(qiáng)度，這樣與實(shí)際工程接近。試驗(yàn)表明，該混凝土的抗壓強(qiáng)度應(yīng)大于30.0MPa。

3 使用膨脹劑的優(yōu)缺點(diǎn)

使用膨脹劑的優(yōu)點(diǎn)有阻裂補(bǔ)強(qiáng)，抗?jié)B增韌，握裹力強(qiáng)，無(wú)磁防銹，耐堿拒腐，安全無(wú)毒等效果。

使用膨脹劑的缺點(diǎn)主要如下：

（1）膨脹劑防止早期混凝土干縮，膨脹劑加入到混凝土中，拌水后生成大量的膨脹結(jié)晶體鈣礬石(C3A·3CaSO4·32H2O)，膨脹結(jié)晶體鈣礬石的生成需要大量水，因此在澆筑后的養(yǎng)護(hù)要求特別苛刻，1～7d 內(nèi)是膨脹變形的主要階段，應(yīng)特別加強(qiáng)澆水養(yǎng)護(hù)，7～14 d 仍需濕養(yǎng)護(hù)，以保證此期間混凝土表面濕潤(rùn)連續(xù)充足，確保膨脹率能達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期的峰值，充分發(fā)揮混凝土的膨脹效應(yīng)。但是，實(shí)際工地上的養(yǎng)護(hù)往往是比較簡(jiǎn)單的澆水養(yǎng)護(hù)，一般達(dá)不到混凝土表面濕潤(rùn)連續(xù)充足的要求，其效果將大打折扣，而如果忽視對(duì)澆筑后早期的養(yǎng)護(hù)或養(yǎng)護(hù)方法或措施不當(dāng)將會(huì)導(dǎo)致膨脹混凝土抗裂與抗?jié)B性能受到不同程度的損害，嚴(yán)重的還造成質(zhì)量事故。

（2）當(dāng)前較多施工現(xiàn)場(chǎng)或攪拌站沒(méi)有專門的測(cè)定摻膨脹劑砂漿和混凝土限制膨脹劑的儀器設(shè)備，也沒(méi)有專門的檢驗(yàn)人員，存在加料有隨意性，很難達(dá)到±2 %的計(jì)量誤差。有的承包人為了多賺錢，故意不按混凝土配合比摻入足夠膨脹劑，原造成澆筑的混凝土的膨脹效應(yīng)極低，這樣的工程，即使用了膨脹劑，混凝土仍將開裂。

（3）目前，市場(chǎng)各種膨脹劑產(chǎn)品多達(dá)10余種，生產(chǎn)廠家更是多，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品良莠不齊，加上一些不良企業(yè)制售假冒、偽劣產(chǎn)品擾亂市場(chǎng)。膨脹劑質(zhì)量檢測(cè)，比較麻煩，時(shí)間較長(zhǎng)，攪拌站的使用也較難控制。

（4）在《建筑施工計(jì)算手冊(cè)》中有關(guān)膨脹劑的論述與計(jì)算理論都曾進(jìn)行過(guò)評(píng)價(jià)。計(jì)算手冊(cè)中的計(jì)算思想是想把膨脹劑膨脹用來(lái)補(bǔ)償混凝土的收縮，但實(shí)際上兩者有一個(gè)時(shí)間錯(cuò)位：收縮與膨脹不能同日而語(yǔ)——微膨脹混凝土膨脹在先，而漫長(zhǎng)的大量收縮在后；事實(shí)上即使膨脹混凝土在早期膨脹后也會(huì)與一般混凝土一樣后期還存在收縮。假如膨脹劑的膨脹能量能保存下來(lái)并產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的自應(yīng)力（預(yù)應(yīng)力），那么手冊(cè)的計(jì)算方法還是有一定價(jià)值的，而實(shí)際操作中這種預(yù)應(yīng)力難以保存，其原因是多方面的：混凝土是處于開口狀態(tài)，其鋼筋對(duì)混凝土的約束是很有限的；另一方面混凝土的早期塑性很大也會(huì)使混凝土預(yù)應(yīng)力喪失。

4 存在問(wèn)題及解決方案

某項(xiàng)目混凝土基礎(chǔ)底板在施工完成 2個(gè)多月后發(fā)現(xiàn)有100多條縱向裂縫，裂縫寬度較小，其走向與分布有一定的規(guī)律性。后經(jīng)專家鑒定，裂縫為收縮性裂縫，對(duì)結(jié)構(gòu)安全不構(gòu)成危害。

分析裂縫產(chǎn)生的原因，主要有以下兩點(diǎn)：

（1）金港華庭地下室底板長(zhǎng)280m，寬60～80m，厚600mm，一般長(zhǎng)寬比大于3：1的混凝土底板，由于受混凝土自身收縮與地基約束的雙重作用，是極易產(chǎn)生縱向（沿短邊方向）裂縫的。

（2）底板混凝土強(qiáng)度為C60，施工中為減少水化熱，在混凝土配合比外加劑中使用了UEA產(chǎn)品，水泥采用的是早強(qiáng)水泥。實(shí)際上UEA與早強(qiáng)水泥的使用對(duì)減少裂縫無(wú)益而有害，它使得早期混凝土需要大量的水進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，后期又起不到補(bǔ)償收縮的作用。當(dāng)養(yǎng)護(hù)不到時(shí)，裂縫將不可避免的大量產(chǎn)生。

裂縫會(huì)引起地下水滲漏到地下室，因此需要對(duì)裂縫進(jìn)行堵漏處理。對(duì)于裂縫的處理，主要使用單液型 SL-668(疏水性)PU發(fā)泡止水劑材料。

施工工藝簡(jiǎn)述如下：第一、清掃積水；第二、查找裂縫；第三、鉆孔；第四、安裝注漿咀；第五、高壓注漿；第六、檢查修補(bǔ)滲水點(diǎn)；第七、清掃現(xiàn)場(chǎng)。

5 結(jié)論

使用混凝土微膨脹劑的缺點(diǎn)較多，在使用過(guò)程中盡量少用或不用混凝土微膨脹劑，而通過(guò)加強(qiáng)施工管理和養(yǎng)護(hù)，并采用非早強(qiáng)型的普通硅酸鹽水泥，適當(dāng)摻合粉煤灰等活性材料調(diào)整配合比，減少水化熱的方式，以提高混凝土的抗裂能力，保證混凝土的施工質(zhì)量。

[1] 田培,王玲. GB 8076-2008,混凝土外加劑應(yīng)用指南[S].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.

TU755

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1008-1151(2011)08-0069-02

2011-05-13

梁偉（1985－），男，供職于瑞金金都建筑工程有限公司。