建筑結構施工中膨脹混凝土技術的應用

郭成帥

（海南永昶興人防工程有限公司，海南 三亞 572000）

1 膨脹混凝土的材料特點

膨脹混凝土施工技術遠優于其他類混凝土施工技術，對膨脹混凝土的材料特點進行說明可更好地了解該技術。同時可加大對膨脹混凝土材料的研究力度，以提高建筑工程的質量。

（1）膨脹混凝土材料制作工藝大致生產過程就是向普通混凝土中投入ZY 膨脹劑，ZY 膨脹劑與混凝土的投入比例需嚴格按照施工標準來制定，也可根據實際施工環境進行適當調整。ZY 膨脹劑可在混凝土中發生一系列的化學反應，從而生成優勢明顯的膨脹混凝土材料。經過多年實際施工經驗可發現，膨脹混凝土能有效避免常規混凝土發生的開裂現象，從而提高施工質量。經實驗發現，投入不同比例的ZY 膨脹劑，可使膨脹混凝土獲得不同大小的收縮壓力與預壓力。因此，在實際制作膨脹混凝土作業過程中，應根據建筑工程結構所需來制作膨脹混凝土。

（2）ZY 膨脹劑是建筑工程的一種常用混凝土混合劑。為更好地在建筑施工中應用ZY 膨脹劑，應進一步了解它的性能特點。根據資料及實際工程應用可知ZY膨脹劑的性能特點主要包括以下4 點：①相較于常規的混凝土膨脹劑，ZY 膨脹劑加入混凝土后可產生更好的膨脹效果。僅6%ZY 膨脹劑與混凝土混合便可使混凝土自應力最大提升0.8，而其他類膨脹劑，如UEA 則無法達到這種效果。因此，使用ZY 膨脹劑提高混凝土的收縮壓力與避免混凝土開裂的效果明顯優于其他類膨脹劑[1]。②ZY 膨脹劑的含堿量也顯著低于其他類膨脹劑。如果水泥混凝土含堿量過高，會導致水泥急劇水化，水泥漿流動性變差，進而使最終混凝土塑化效果達不到施工標準，實用性低。而ZY 膨脹劑則可以很好地避免這一問題。③從成本方面而言，ZY 膨脹劑的價格也較其他類膨脹劑便宜。在對膨脹劑需求量極大的建筑工程中，選用ZY 膨脹可以大大降低施工成本，提高工程經濟效益。④ZY 膨脹劑的適應性非常強。在實際建筑施工作業中，有許多因素會影響膨脹劑的膨脹效果，如坍落度的敏感度、與施工材料的契合度等。因此，選用適應性較強的膨脹劑可以應對各種類型的施工環境。由實際施工經驗可知，ZY 膨脹劑可很好地與施工材料協調作業，且不會對混凝土坍落度產生影響。在建筑工程中選用ZY 這類高適應性膨脹劑可以提高工程質量。

2 工作原理

ZY 膨脹劑使混凝土膨脹的工作原理是通過膨脹劑與混凝土發生的一系列化學反應而產生膨脹效應。膨脹劑通過水化作用消耗了混凝土中的水同時也生成了新的物質，這種新物質就是發生膨脹的原因。這種膨脹可在一定程度上提高混凝土的收縮壓力與預壓力，從而使施工質量提升。根據相關實驗顯示，混凝土的預壓力與混凝土限制膨脹率成一定比例關系。因此，合理調整膨脹劑與混凝土的混合比例，尋求最優值，可以最大化提升工程質量[2]。

3 膨脹混凝土的主要功能

3.1 混凝土自身具有預應力

混凝土的自應力即在膨脹劑與混凝土混合發生化學反應時產生的，也是混凝土預應力的一種類型。而混凝土預應力則主要是在加入膨脹劑后混凝土自身產生的膨脹力，這種膨脹力可以作為建筑結構的承載力，并避免混凝土原料出現開裂的情況，從而影響整個工程的質量。選用ZY 膨脹劑加入混凝土中，可大大提升混凝土的預應力，并提高混凝土作為建筑結構的承載能力，進而提升工程質量。

3.2 抗裂功能

膨脹混凝土的抗開裂能力要遠遠優于常規混凝土原料。加入ZY 膨脹劑的混凝土可以產生膨脹纖維，這種纖維可以提高混凝土的抗開裂能力。此外，膨脹纖維還可降低混凝土內部的應塑收縮力，從而提升其自身結構的抗拉能力，這使得施工質量大大提高。如今，我國經濟水平迅速發展，科學技術水平也隨之提高，生成混凝土膨脹纖維的工藝技術愈發成熟，膨脹混凝土的抗開裂能力也顯著提高。因此，膨脹混凝土在建筑行業施工中獲得了很高的優先級。

3.3 具有抗震能力

在對膨脹混凝土的表面采用一些措施處理后，可使膨脹混凝土與水泥基料充分混合。充分與水泥基料混合后的膨脹混凝土形成的建筑結構可獲得良好的抗壓強度，再加之膨脹混凝土自身產生的膨脹纖維，可在用膨脹混凝土為原料的建筑結構受到震動時，使膨脹纖維最大化吸收震動帶來的壓力，從而降低震動對建筑結構產生的不利影響。膨脹纖維是一類高強度纖維，能生成一個緊密排布的網狀增強系統，在建筑結構受到外部沖擊或震動時，起到抗震的效果。

3.4 具有補償收縮能力

一般在對混凝土進行作業的過程中，混凝土作業的質量易受外界環境影響，一些不利的因素將對混凝土產生干擾，使其產生拉應力。若在建筑結構中，混凝土自身允許的最大拉應力小于其受到的拉應力，則會導致建筑結構出現裂縫，從而降低整個工程質量，甚至產生安全隱患。因此，為了防止建筑結構出現裂縫，應當在混凝土中加入膨脹劑，借助膨脹混凝土內部的膨脹纖維來提高自身的收縮能力，從而加強混凝土的適應能力，以削弱外部因素對混凝土產生的不利影響，確保工程質量與安全[3]。

4 膨脹混凝土施工技術在建筑結構施工中的應用

4.1 膨脹混凝土的配合比及膨脹劑的摻量

膨脹混凝土的配合比以及膨脹劑的摻和量都會影響最終膨脹混凝土成品的強度與性能，因此，為使用于施工的膨脹混凝土獲得良好的性能與強度，應根據施工要求與施工場地的實際情況調制出最優的膨脹混凝土配合比（表1），以確保加入膨脹劑后的混凝土成品性能符合作業要求。

表1 混凝土配合比

4.2 設計膨脹帶

在對混凝土加入膨脹劑作業之前，需合理地規劃施工場地并設置膨脹帶，良好的膨脹帶可以提高膨脹混凝土的施工效率，提升建筑結構的工程質量。在實際規劃膨脹帶的作業過程中，應注意以下3 點要求：①膨脹混凝土的配合比易在進行設置膨脹帶時發生變化，最終導致膨脹混凝土成品的性能與強度達不到預期理想狀態。因此，為避免出現這種情況，可在設置膨脹帶結構時于其兩側固定鐵絲網。②應根據實際工程需求控制向混凝土中加入膨脹劑的量。通常位于膨脹帶外側的混凝土材料只需加入7%左右膨脹劑即可，對于中間的混凝土材料則需加入9%的膨脹劑，這樣合理的添加膨脹劑可使最終膨脹混凝土成品質量符合施工要求，且確保整個膨脹帶內部應力的穩定性足夠高。③對于膨脹帶的寬度，應根據混凝土建筑的構造來設定，一般膨脹帶的寬度應在2m 左右，切不可設計過長而影響整個工程的正常運行。此外，除了應考慮膨脹帶的穩定性外，還需根據實際施工變化對設計方案進行調整，以適應施工變化帶來的影響。同時可適時加入ZY 膨脹劑作為補償材料[4]。

4.3 設置補償鋼筋

向混凝土中加入膨脹劑時，其內部會發生凝結反應而產生內應力，嚴重可導致混凝土出現開裂的情況。因此，為避免出現上述情況，可向混凝土建筑結構中加入鋼筋作為補償材料，以抵消混凝土內部的應力影響，從而提升膨脹混凝土成品的穩定性。在實際安置補償鋼筋的作業中，需注意以下3 點要求：①在向混凝土中安置鋼筋時，需注意綁扎鋼筋的時機。如果在混凝土凝結時，綁扎鋼筋的溫度過高或過低都會降低鋼筋的補償性能。因此，在安置補償鋼筋時，需使用測溫設備對施工溫度實時檢測，確保安置補償鋼筋的效果最佳見圖1。②選擇良好的安置補償鋼筋位置。在安置補償鋼筋時，應使其安置位置與加強帶保持垂直。補償鋼筋進入混凝土中的深度不可低于50cm。③控制好施工材料的相關指標。用于安置的補償鋼筋直徑不可小于混凝土內部構造的鋼筋，二者相差的數量級控制在兩個以內。此外，還需確保鋼筋的固定符合施工要求，良好的固定可提升鋼筋的補償效果[5]。

圖1 縱向測溫點布置（單位：mm）

4.4 合理攪拌膨脹混凝土和澆筑混凝土

在對混凝土進行攪拌處理時，應合理控制好攪拌的時間，如果發現混凝土攪拌的均勻性較差，可適當對攪拌時間進行延長，以達到良好的攪拌均勻性。通常在進行混凝土澆筑作業前，需檢查模板是否符合施工標準，同時對模板上的雜物進行清除。對于混凝土的振搗作業，應先選用插入式振搗。待混凝土攪拌均勻后，再選用平板式振搗進行作業，此舉可以提高混凝土表面的平整度。一般停止振搗作業需在混凝土完全均勻沉降后，即振搗時可觀察到混凝土內不再向外部冒出氣泡，這是判斷混凝土是否完全均勻沉降的標準。在振搗的過程中，應嚴格控制振搗的時間、溫度和振搗棒插入混凝土的深度，以提高混凝土成品的質量。

4.5 抹面養護

一般混凝土都需進行養護處理，如果混凝土缺乏養護措施，則極易出現龜裂。混凝土最常用的養護措施就是抹面養護，一般在膨脹混凝土完成澆筑作業后進行。完成第一次抹面養護后，為確保建筑結構的完整性，可適當進行第二次養護處理。混凝土的使用年限在一定程度上與混凝土的抹面養護有關，因此，相關施工者應對嚴格對混凝土進行抹面養護處理。養護時間一般維持15d 左右。在養護期間，需對安放養護混凝土的區域修建防曬設施，或者選擇較為陰涼的區域存放混凝土。

4.6 膨脹混凝土接茬處理

對于膨脹混凝土的接茬處理，應在建筑結構中安置膨脹加強帶。受施工條件限制，需將混凝土施工作業分段進行，因此，對加強帶進行接槎處理時，需嚴格控制加強帶的施工質量。在對加強帶進行作業前，應將接槎處的雜物清除，確保后續作業得以正常進行。

5 膨脹混凝土施工技術應用時的注意事項

在對混凝土應用膨脹技術時，應注意混凝土的自由膨度是否超出相關作業標準，進而導致混凝土強度達不到施工要求。因此，需派工作人員對混凝土膨脹處理進行觀察。工作人員應對注意以下3 點內容：①在向混凝土加入膨脹劑之前，應對膨脹劑配合比進行設計，同時結合實際施工環境和施工原料進行適當調整，從而實現膨脹劑效益的最大化。②關于膨脹劑的適用性。在一般情況下采用膨脹劑混凝土作為建筑結構具有明顯優勢。但在一些特殊情況下，建筑結構無須使用膨脹混凝土。因此，在選用何種類型混凝土進行作業前，需對工程進行初步了解。③在應用膨脹混凝土技術過程中，如果發現混凝土自由膨脹度超過相關標準時，應派專業工作人員對其進行處理。

6 結語

從各方面考慮，膨脹混凝土相較于常規混凝土優勢明顯。它已經被廣泛應用于建筑行業。因其可在應用過程中防止混凝土開裂，并為建筑結構提供收縮壓力，得到了許多建筑行業工程組的青睞。在實際施工作業中，應對各施工階段的質量進行檢測，對施工遇到的問題及時進行分析并改正，以提高工程的施工效率。上文通過介紹膨脹混凝土的特點及其施工注意事項，同時對膨脹混凝土的制作工藝進行了闡述，意在為相關從業者提供一些參考。