高性能增強抗裂劑的技術研究

王應頡 井淏 錢鋒

【摘要】現階段，伴隨當前中國工程規模的增加，關于高性能增強抗裂劑的技術研究成為了當前的研究重點，在理論上而言，HEA技術物理性能優于同類產品，能抵抗混凝土的硫酸鹽侵蝕，后期收縮小，混凝土強度高，摻量低，堿含量極低。是目前性能最好的新一代混凝土抗裂防滲膨脹劑，在國內同行業中屬領先地位。防滲必須抗裂、抗裂才能防滲、不裂就不滲，整體防水抗滲效果不在于混凝土本身的抗滲等級，更重要的是能否具有抗裂性能。因此，抗裂比抗滲更為重要。要解決混凝土的防水難題，就必須解決混凝土的收縮、抑制開裂，唯有抗裂膨脹防水劑可達目的。

【關鍵詞】HEA;注意事項;設計要點

1、HEA顯著特性

1.1低摻量，高性能

一般類型的砼膨脹劑摻入量為10～15%，相應帶入混凝土中較多的堿含量而引發堿骨科反應影響混凝土的性能和壽命。HEA是以一定比例的優質鋁質熟料、無水石膏及其它特種無機材料共同磨細而成的粉料。其獨特的優點是：膨脹能量大，抗硫酸鹽侵蝕，后期收縮小，混凝土強度高，摻量低，堿含量低，無堿集料反應之慮;與各種外加劑相容性好，對混凝土早期性能無影響具有優良的抗裂防滲功能，是一種安全耐久性良好的高性能抗裂防滲型混凝土外加劑。

HEA的使用量根據水泥和混凝土的特性而異，在通用水泥中一般內摻7～9%，制成補償收縮 混凝土，可防止混凝土開裂，提高密實性和抗滲性能，實現混凝土自防水，可取消外防水。可減 少或取消伸縮縫，簡化施工工序，縮短工期，也有利于消除大體積混凝土產生的溫差裂縫，能提 高混凝土的抗硫酸鹽侵蝕性。

1. 2低堿含量

HEA是目前國內各種類型混凝土膨脹劑堿量較低的一種高性能膨脹劑

1.3高膨脹效能

1.4干縮小

對HEA長期干縮試驗，90d十空收縮僅為-O.010%。

2、HEA的混凝土特性

（1）摻HEA的混凝土，其硬化前的流變性能與普通混凝土相同。

（2）1小時內混凝土塌落度損失較其他類型膨脹劑大大減少。

（3）抗滲標號≥S20，大大優于普通混凝土。

（4）抗凍標號≥D200，優于其他類型膨脹劑。

（5）HEA對鋼筋無銹蝕，對水質無污染，抗硫酸鹽性能高于普通混凝土。

（6）HEA與通用水泥及高效減水劑、普通減水劑、早強劑、防凍劑等外加劑有良好的適應性。

（7）水泥宜用42.5的通用水泥，火山灰質和粉煤灰水泥要經試驗確定，與其他外加劑復合使用，也應經過試驗確定。

（8）HEA具有膨脹率大，干縮小，堿含量低，耐蝕性能好，混凝土強度高，坍落度損失小，冷熱穩定性好等優點。

3、HEA膨脹混凝土的設計要點

HEA混凝土在本質上與普通混凝土基本相同，其差異只是它具有一定的體積膨脹，在限制條 件下，可在混凝土中建立0.2～0.8MPa自應力，使結構更加致密，在抗裂防滲性能上優于普通混凝土。作為結構材料，膨脹混凝土的配合比設計與普通混凝土基本相同，但應注意如下特殊性：

（1）為保證補償收縮作用的發揮，建議每立方混凝土水泥用量不應小于300kg。

（2）在結構設計上仍按原設計規范，為有效限制膨脹，宜采用小間距小規格配置鋼筋或焊接鋼筋網，對薄壁構件或薄板也可用鋼絲網，配筋不宜過分集中于構件一側，對混凝土中導入的預壓應力，在設計計算中不予考慮。在開孔和角隅附近最易出現裂縫，周邊應加密結構鋼筋。

（3）采用HEA補償收縮混凝土整體長度地下可控制不大于80m，地上可控制不大于50m。特殊工程可參考超長混凝土結構無縫設計與施工技術。

（4）大面積的結構伸縮縫仍需留置，但間距可長于普通混凝土。

（5）膨脹混凝土的主要目的是補償收縮，作為防水要求的補償收縮混凝土的配合比設計宜按防水混凝土考慮，其砂率控制在38～42%。強度標號相應比普通混凝土高O.5～1標號。

4、HEA抗裂防水劑的主要用途

由于HEA膨脹混凝土具有補償收縮、導入自應力和提高混凝土密實度的性能，因此是抗裂防

滲混凝土結構的良好材料，可以制作結構自防水混凝土。因此凡要求抗裂、防滲、接縫、填充用砼工程和水泥制品，都可以使用HEA抗裂防水劑。

適用范圍

（1）地下建筑物，如地鐵、地下停車場、地下倉庫、隧道、礦井、人防工程、地下人行道、機場等。

（2）建造水池、游泳池、污水處理池、水塔、油罐等。

（3）自防水剛性屋面，砂漿防滲層，砂漿防潮層。

（4）預制構件、框架結構接頭的錨接，管道接頭，構筑物后澆縫回填，巖基灌漿材料。

（5）水泥制品，水泥壓力管，防水屋面板等。

（6）公路路面、橋梁砼面層、涵洞。

5、施工注意事項

HEA施工與普通混凝土施工規范一樣，但要特別注意

（1）HEA適用42.5的通用水泥，最佳摻量為7～9%（替代水泥率）。

（2）摻HEA的混凝土，配合比的計量要準確，攪拌時間要比普通混凝土延長30～60秒。

（3）為充分發揮其膨脹效能，適時和充分的保濕養護最為重要，混凝土澆灌后，一般在終凝后2小時開始澆水養護，養護期為7～14天。務必使混凝土表面保持潮濕，墻體應保濕或灑水養護。

（4）HEA混凝土不宜用于工作環境長期處于80℃以上的工程。施工溫度低于5℃時，要采取保溫防凍措施。

（5）要求振搗密實，不要過震或漏震。

（6）摻入不同品種的外加劑在補償收縮混凝土中會產生不同的效果，因此，使用時需經過試驗后才能確定。

結語：

現階段，關于高性能增強抗裂劑的技術研究對我國當前需求更高高質量的建筑的實際要求相符合，這也在一定的程度上符合當前社會發展所需，積極切合了我國的自身實際的發展需要。

參考文獻：

[1]張偉，艾軍，李美丹.外加劑對聚丙烯纖維增強混凝土的早期抗裂性影響[J].南京航空航天大學學報，2008，40（1）：129-133. DOI：10.3969/j.issn.1005-2615.2008.01.027.

[2]馬彪.大流動性混凝土均勻性控制與抗裂技術研究[D].江蘇：東南大學，2017.

[3]李美丹，余紅發，張偉， 等.纖維與膨脹劑對大摻量礦物摻合料混凝土塑性收縮開裂的影響[J].青海大學學報（自然科學版），2006，24（6）：44-47，51.DOI：10.3969/j.issn.1006-8996.2006.06.013.

[4]胡凱.混雜纖維高性能混凝土及熱養生技術研究[D].重慶：重慶交通大學，2016.

[5]苗偉.內養護混凝土收縮和早期抗裂性能試驗研究[D].河南：鄭州大學，2016.