浅议膨胀剂在混凝土施工中应用

1、浅议膨胀剂在混凝土施工中应用摘要：为了增强混凝土结构的密实性，提高混凝 土自防水能力，膨胀剂应运而生，应用在实际工程中，取得 了良好的抗裂、防渗效果。本文介绍膨胀剂在混凝土中的应 用原理、配合比设计原则、施工养护方法以及施工过程中应 注意的问题。关键词：膨胀混凝土；配合比设计；施工养护方法1前言在一般的建筑施工中，现浇的大型构件很容易由温度应 力引起裂缝，这类结构通常以伸缩缝或施工缝来释放温度应 力。在工程中，通常会采用后浇带的做法来避免伸缩缝带来 的不便。而伸缩缝较多的结构则要求设置止水带，因此增加 了特殊材料的运用，造成施工麻烦，容易渗漏。膨胀混凝土 是专门针对大型现浇混凝土结构发展起来的

2、一种新的混凝 土品种，通过在普通混凝土的基础上内掺5%8%的膨胀剂， 在结构中建立0. 20. 8mpa预压应力，以抵消混凝土在硬化 过程中产生的收缩拉应力，从而使混凝土不裂不渗。利用膨 胀剂的补偿收缩性来控制混凝土裂缝的方法，成功地解决了 许多大型钢筋混凝土结构施工裂缝的问题。膨胀剂在混凝土 中的大量应用，有效保证了构件的质量。2膨胀混凝土控制裂缝的原理膨胀混凝土的膨胀机理是膨胀剂与水泥水化析出的ca(oh) 2反应生成钙矶石，钙矶石吸水肿胀使混凝土产生膨 胀。膨胀混凝土以自身适度的膨胀抵消收缩裂缝，达到与限 制体的紧密结合，自身的抗裂性也大为提高，因此避免和减 少了开裂的发生。从应力方面来

3、讲，混凝土的抗拉强度仅相 当于抗压强度的7%11%,混凝土的开裂主要是由于内部拉 应力超过抗拉强度所致。在限制条件下，其自身的膨胀对限 制体产生拉应力，与此同时，限制体对混凝土产生压应力， 压应力对拉应力有不同程度的抵消作用，从而避免或减少了 混凝土的裂缝。应变方面，补偿收缩混凝土主要产生膨胀和 收缩两种变形，在限制条件下，膨胀产生'相向变形”，混 凝土内部质点间距减小，使混凝土受压，不易引起开裂收缩 产生“背向变形”，内部质点间距加大，使混凝土产生受拉, 易产生混凝土开裂。一定程度上，限制膨胀的"受压”抵消 限制收缩的“受拉”从而减小混凝土开裂。显著提高了混凝 土的抗裂防渗

4、性能及耐久性和抵抗周围环境介质侵蚀的能 力。掺入膨胀剂的混凝土适用于结构自防水、抗裂防水混凝 土和大型混凝土结构的无缝施工等场合。3膨胀混凝土的配合比设计3. 1膨胀剂的选择膨胀剂的质量直接影响补偿收缩混凝土的质量。对膨胀 剂必须坚持膨胀性能第一，进行综合评定，并不要求所有指 标都大于高于标准要求，但需符合标准要求。有的膨胀剂虽 然膨胀率高，但干空的收缩率很大，存在膨胀与收缩“落 差”太大的现象1。因而在选择膨胀剂时，首先检验它是 否达到国家现行标准混凝土膨胀剂jc476-2001的要求。 主要看水中7天限制膨胀率不小于0. 025%、掺量不大于12%、 碱含量不大于0. 75%三项要求。3.

5、 2补偿收缩混凝土配合比设计原则补偿收缩混凝土配合比设计，原则上与普通混凝土大致 相同，除满足施工性能、设计强度等级和抗渗等级外，必须 达到工程要求的限制膨胀率设计指标，要遵循强度第一，膨 胀第二的原则。1）、膨胀剂的掺量。有人认为只要掺加了膨胀剂，配制 的混凝土就是微膨胀混凝土，这个观点是错误的。正确的做 法是以产品的标准为参考，根据各个部位对限制膨胀率的要 求设定不同的掺量，通过试配，在满足混凝土坍落度、强度 和抗渗标号情况下，测定其限制膨胀率，必须达到设计限制 膨胀率的要求。通过大量工程实践，基于不同结构部位的收 缩变形也不同，要求的补偿收缩能力自然不同。一般地下工 程以底板混凝土的限制

6、膨胀率e=0. 015%0.020%,侧墙 e=0. 025%0. 035%,后浇带或膨胀加强带e=0. 035%0. 045% 为宜，因此，在对掺加膨胀剂的混凝土的配合比进行试配时, 要根据限制膨胀率的要求通过测定试块的限制膨胀率来确 定膨胀剂的掺量。2）、外加剂。外加剂对混凝土膨胀性能有比较明显的影 响，膨胀剂和外加剂品种不同，其影响结果也不相同。混凝 土外加剂标准中规定，一等品外加剂28天的混凝土收缩率 比不大于125%,合格率28天的混凝土收缩率比不大于135%, 一般在推荐掺量下，28天掺外加剂的混凝土与空白混凝土的 收缩率比在115%129%的范围内。3）、混凝土塌落度。混凝土的塌

7、落度越大，在同一膨胀 剂掺量下的混凝土的限制膨胀越小。故采用泵送混凝土时， 要配制抗裂性好的膨胀混凝土，必须提高膨胀剂的掺量。4）、混凝土凝结时间。混凝土的凝结时间太短，水泥的 水化反应较快，混凝土的早期收缩现象较大，混凝土的凝结 时间太长，膨胀剂的膨胀能大都分消耗在塑性阶段。膨胀剂 在混凝土中的凝结时间宜控制在1020小时的范围内。一 般厚度的混凝土构件采用下限，大体积混凝土采用上限。5）、粉煤灰来源广泛，价格便宜，可减少环境污染，是 值得推广的外掺料。粉煤灰主要的四种成分，掺入混凝土内 在水化过程中，能与分解出来的ca （oh） 2起化学反应，生 成具有胶凝性的水化产物。这些水化产物，能在

8、空气中硬化, 逐渐具有水硬性，增强了混凝土的密实性，因此，粉煤灰能 取代部分水泥，从而节约水泥，降低水化热，使混凝土升温 降低15%35%。二次水化反应主要取决于粉煤灰中的硅酸盐 和铝硅酸盐微细颗粒的含量，同时也取决于粉煤灰的细度。 细度越大，水化触及面越大，二次水化反应越充分，且二次 反应产生的胶凝封堵了毛细管路，增强了密实性，提高了混 凝土的耐久性。因此，在配制膨胀混凝土中掺加适量的粉煤 灰，可明显改善混凝土的和易性，降低大体积混凝土的水化 热，控制混凝土的温差收缩应力。但粉煤灰的级别对混凝土 干缩率的影响较大。在配制膨胀混凝土中，最好采用i级灰。 在配制膨胀混凝土时，必须把粉煤灰的量计入

9、到胶凝材料 中，即计算膨胀剂掺量时，应把粉煤灰的量一并加到水泥中 计算。否则，混凝土的限制膨胀率明显偏低。因此，在配制膨胀混凝土配合比时，应增加混凝土限制 膨胀率的检测项目，对混凝土是否确实具有微膨胀性进行实 际检测。只有这样，才能更好地或用补偿收缩混凝土来控制 混凝土的裂缝。同时，在进行补偿收缩混凝土配合比设计时, 膨胀剂的掺量要根据所要求的限制膨胀率进行确定。 4膨胀混凝土的施工及养护方法混凝土的浇筑过程中，一些不规范的操作可能会影响膨 胀剂效用的发挥，有些虽然跟膨胀剂无关，但会影响混凝土 质量，甚至产生裂缝从而渗漏。所以，施工单位要严格按规 范施工。根据规范要求，膨胀混凝土的入模坍落度不

10、宜超过 14cm。可为了泵送施工方便，施工单位经常要求搅拌站加大 混凝土的坍落度，更有甚者在搅拌车里随意加水，严重影响 混凝土质量。另外，施工单位在施工过程应随时与混凝土公 司调度协调，确保施工现场不压车，以免混凝土坍落度损失 过大而不能满足泵送要求。混凝土的振捣一定要严格按施工 操作规程进行，振捣棒要快插慢拔，振距一定要掌握好，不 能漏欠振和过振，以混凝土表面出现浮浆和不再沉落为度。 在浇筑混凝土时，应该在每个浇筑带的前后布两道振动器， 第一道布在混凝土的卸料点，主要解决上部的振实，第二道 布在混凝土坡角处，确保下部混凝土的密实。为防止混凝土 集中堆积，先振捣出料口处混凝土，形成自然流淌坡度

11、，然 后全面振捣，并严格控制振捣时间、振捣棒的移动间距和插 入深度，施工时不得用振捣棒拖赶混凝土。裂缝的存在直接 导致结构物的渗水，所以每个浇筑带的宽度应根据现场混凝 土的方量、结构物的长、宽及供料情况和泵送工艺等情况预 先计算好，确保浇筑带之间软接茬以避免出现裂缝。膨胀混凝土要特别加强养护，特别是一些大体积混凝 土，膨胀结晶体钙矶石的形成需要大量水，混凝土浇筑后1 7d内是膨胀变形的主要阶段，应特别加强浇水养护，并严格 控制混凝土的降温速率和混凝土的内外温差。如不养护或养 护不当，就难以发挥膨胀剂的补偿作用，膨胀混凝土会与普 通混凝土一样，也会产生裂缝。底板或楼板较易养护，能蓄 水养护最好，

12、一般用麻袋或草席覆盖，定期浇水养护。墙体 等立面结构，受外界温度、湿度影响较大，容易发生竖向裂 缝。为此，可采用延长模板的留置时间、在水平施工缝上浇 水的养护方法进行混凝土的养护工作，墙体模板拆除时间不 应少于3d,模板拆除后继续养护至14d。并进行保温养护。 采用这种养护方式，即能减少混凝土本身的水分的散失速 度。又保证了墙体混凝土在早期处于一个相对地较稳定的温 度、湿度环境，避免了风速、太阳暴晒等引起混凝土急剧干 缩的因素，有效地控制大型混凝土易产生竖向裂缝的现象。5结语随着建筑工程对防水的要求越来越高，水泥细度的越来 越细，硅酸三钙含量的上升，导致水泥的水化热也越来越高, 从而使混凝土越来越容易产生裂缝，渗漏事故也越来越多， 单纯的外防水措施应用于现代工程已显得力不从心，采用结 构自防水才是解决问题的根本，由此膨胀混凝土便应运而