抗裂剂作用原理.doc

一、ZH混凝土膨胀剂（膨胀抗裂剂）抗裂防渗原理普通水泥砼有两大特点，其一是水化过程中产生收缩（失水干缩和温差冷缩）；其二是抗拉强度小，极限延伸率低。当收缩值超过砼极限延伸时，砼就会开裂，造成渗漏。可见“裂”是“渗”的重要原因，对施工良好的砼，不裂就不渗，防渗的前提是防裂。ZH混凝土膨胀剂（膨胀抗裂剂）假如到普通水泥砼中，拌水后生成大量膨胀性结晶水化物水化硫铝酸钙即钙矾石,使砼产生适度膨胀，膨胀砼在钢筋和邻位的约束下，在结构中建立0、3-1、0Mpa的预压应力，这一压应力可抵消砼在硬化过程中产生的收缩拉压力，或使其小于砼的拉伸极限，从而防止砼收缩开裂。可见，ZH膨胀（抗裂）剂的加入，由于膨胀补偿收缩，改变砼硬化过程中的应力应变状态，从根本上克服了砼的材料缺陷，从而解决了砼材料的裂渗问题。普通砼是用途极广的建筑材料，但由于它的抗拉强度小，极限延伸率低，在干缩、徐变、温差等作用下，易产生开裂，从而导致渗漏、钢筋锈蚀，影响使用功能和寿命。为此，国内外工程界从材料、设计、施工等方面进行许多研究和实践探索。在材料方面，国内外专家一致认为补偿收缩砼，是代替普通砼解决建筑物裂渗的理想材料。二、ZH混凝土膨胀剂（膨胀抗裂剂）的应用用ZH膨胀（抗裂）剂系列产品配制的补偿收缩砼，主要应用在如下三个方面：（1）实现砼结构自防水砼结构自防水，一直是工程界梦寐以求的愿望，许多人为此做了长期和许多方面的探索。我国在五十年代推广过级配防水砼，以合理的骨料级配，配制密实性好的砼；六十年代，推广过富砂浆防水砼;七十年代,推广过防水剂,以外掺的化学物质与水泥反应生成胶状物质填充砼的毛细孔,或掺减水剂降低用水量从而减少砼的孔隙率。上述措施的共同点是降低砼的孔隙率，从而提高其抗渗能力。然而工程实践表明，仅提高抗渗标号是远远不够的，由于砼收缩开裂，成为渗水通道，破坏了砼的整体防水功能。因此，防水的前提是抗裂，抗裂比抗渗更关键。于是从八十年代起，我国在长期研究并借鉴国外先进经验的基础上，开发推广补偿收缩砼，从普通砼的材性缺陷上来解决砼的防水问题。加入膨胀剂后，一方面由于膨胀结晶体填充、堵塞毛细孔缝，改善了孔结构和孔级配，抗渗能力得到提高。这样，微观上提高抗渗能力，宏观上避免了结构开裂，微观和宏观的有机结合，从根本上改善了砼的防水能力，从而实现砼结构自防水，且防水一劳永逸，费用低廉。（2）超长现浇实结构取消后浇带普通砼由于收缩及其收缩积累，若一次浇注往往出现开裂，因此，设计和施工时规定20-40m预留伸缩缝，二次浇注后浇带。后浇带一般要经过60天才能回填，工期延长；而且后浇带清理十分麻烦，填缝不好还会留下渗漏隐患。根据砼补偿收缩原理，经过多年的研究和大量工程实践，在地下工程中，60m长可不设缝而不裂；超过60m时，为保险起见，用膨胀加强带取代后浇带，即在结构收缩应力大的地方，多掺入，以较大的膨胀来补偿相应的收缩。膨胀加强带位置一般设在原后浇带的位置上，其宽度为2m,带内增加水平温度钢筋10-15%,带内砼强度比两侧砼提高5Mpa,带两侧分别架设5-10mm铁丝网，目的是防止砼流入加强带施工时，先浇筑带外砼，浇到加强带时，改换掺量较高的ZH砼（其膨胀率4-6*10-4）。如此循环下去，即可实现连续施工和一次浇注。工程实践表明，以ZH膨胀加强带取代后浇带，可实现超长构筑物的连续浇筑作业，不但可在隧道、地下工程和水工工程应用，获得整体防水效果，而且可用于非防水高层建筑现浇楼层的施工，达到加快模板周转，提高施工进度的效果。（3）大体积砼温差裂缝控制在大体积砼施工中，控制砼中心温度与表面温度之差是非常重要的。采用普通砼，温差控制在25度之内，否则往往因为温差应力而产生开裂（温差裂缝）。而采用ZH补偿收缩砼，这个温差便可适当放宽。其原理如下：设：大体积砼中心温度为T1,表面温度为T2；ZH砼的限制膨胀率为，砼的线膨胀系数为，产生的当量温度T3=/，一般=24*10-4，=1.0*10-5/,则T3=2040。若采用普通砼，须T=T1-T225,否则砼会开裂，而采用补偿收缩砼后；T=T1-T225+T3()。这意味着大体积砼施工时，采用ZH补偿收缩砼，放宽了温控指标，降低了施工难度。从应力角度说，采用ZH补偿收缩砼，由于水化时的膨胀张拉钢筋，在结构中建立了一定的预压应力，以此抵消了部分温差拉应力，提高了结构抵抗温差的能力，从而可放宽施工时的温控要求。一般不必再采用冷却骨料，在砼中进埋设冷却水管、表面升温或施工时水平分层浇筑等传统施工方法，一次浇注即可。这样可大降低施难度，节约昂贵的控温费用。膨胀混凝土加强带一种采用比浇筑混凝土高一等级的膨胀混凝土,设置在建筑物混凝土收缩应力发生的最大部位,来增加混凝土的密实度,提高连续浇筑混凝土的强度及抗裂、防渗性能的超长混凝土整浇浇筑技术.用于替代后浇带的连续浇筑无缝施工技术,1后浇带在施工中存在的问题 1.1 留于基础底部结构的后浇带,将历经整个结构施工过程,直至结构封顶,对于高层建筑需要几个月甚至几年的时间,在这段时间内,后浇带中将不可避免地落进各种各样的垃圾杂物,由于底部结构钢筋较粗较密,使得清理工作非常艰难。 1.2 后浇带贯穿整个地下、地上结构,所到之处遇梁断梁,遇板断板,给施工带来很多不便,影响施工进度。 1.3 在后浇带灌充混凝土前,需将两侧混凝土凿毛,施工非常困难,而有些结构混凝土与后浇带混凝土浇筑时间间隔数月,新老混凝土的粘结强度很难保证,又由于浇筑时间差,造成这些结构的混凝土的干缩大部分已于后浇带灌充前完成。因此,后浇带混凝土的干缩极易在新老混凝土的连接处产生裂缝。设置施工后浇带的初衷是防止混凝土裂缝的产生,而后浇带处理不好却人为地在每条后浇带处造成两条贯穿裂缝,引起漏水。 2 膨胀混凝土加强带的应用 如果取消或尽早灌充后浇带混凝土,将基本上克服这些诸多困难,给施工带来很多便利。采用以膨胀混凝土加强带取代后浇带的连续浇筑无缝施工技术,通过在某工程的应用,不仅消除了这些问题,还增加混凝土的密实度,提高了混凝土的强度及抗裂、防渗性能。同时缩短工期,效果显著。3 膨胀加强带的设置 3.1 膨胀加强带要求设置在混凝土收缩应力发生的最大部位,一般也就是长度方向的中间位置,在顶板长度和宽度方向上各每间隔30m 设一条加强带,带宽1. 5m ,带的两侧上下层钢筋之间设置6mm 钢丝网,网格尺寸为35 35mm ,两端分别绑扎在上下层钢筋上,将带内混凝土与带外的分隔开。 3.2 膨胀加强带外混凝土设计强度为C40 ,CSA 掺量为10 %(等量替换水泥) ,带内混凝土设计强度为C45 , CSA 掺量为12 %(等量替换水泥) 。带内的比带外的强度提高5Mpa 是为提高膨胀加强带的抗拉强度,防止混凝土在最易开裂的部位开裂,带内掺CSA 量比带外混凝土CSA 提高 2 %,从而提高最易开裂部位的混凝土的膨胀率,消除该部位混凝土内的拉应力,避免开裂。 4 原材料计量 计量是保证防水混凝土质量非常重要的环节,尤其是膨胀剂及水的计量。膨胀剂的掺量影响到防水效果,水加量过大不仅影响混凝土的抗渗性能,而且会造成混凝土的水化热及收缩加大、强度下降。所以原材料都必须经过准确计量后