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山東茂隆新材料科技有限公司 2020-11-18 3020
簡介：近年來，隨著建筑、水利、交通行業的迅速發展，大面積、大體積的混凝土在施工中的應用，在混凝土拌合物中摻加適量的膨脹劑來補償其收縮，已成為防止或減小混凝土產生裂縫的有效方法之一。
關鍵詞：微膨脹混凝土,膨脹劑,配合比，施工措施
一、膨脹混凝土簡述
膨脹混凝土是通過膨脹劑在混凝土或砂漿中引起的膨脹，依靠膨脹劑本身的化學反應或與水泥其它成分反應，在水化期產生一定的限制膨脹，以補償混凝土的收縮。膨脹劑的種類主要有：硫鋁酸鈣類、氧化鈣類、氧化鈣－硫鋁酸鈣類、氧化鎂類。
根據其用途不同，可分為：
1、補償收縮混凝土（砂漿）：其使用目的主要為減少混凝土（砂漿）干縮裂縫，提高抗裂性和抗滲性。適用范圍主要為屋面防水、地下防水、基礎后澆帶（寬縫）及洞塞回填等。
2、填充用膨脹混凝土（砂漿）：其使用目的主要為提高機械設備和構件的安裝質量，加快安裝速度。適用范圍主要為機械設備的底座灌漿、地腳螺栓的固定、防水堵漏等。
3、自應力混凝土（砂漿）：提高抗裂和抗滲性。僅用于常溫下使用的自應力鋼筋混凝土壓力管。
二、配合比設計
1.膨脹劑的選用及檢測
根據資料介紹,中國建材科研院研制開發的Ｕ型膨脹劑效果較好,其摻量按工程具體要求而定:Ｕ型膨脹劑摻量占水泥質量的10%～14%時,能獲得較好的膨脹性,適用于以抗裂為主的工程。此種摻量下的混凝土膨脹在非受限狀態下自由膨脹的強度與普通混凝土相比,其自由強度降低約5%～10%,一般可不考慮其影響。因在具體工程中混凝土均不可避免地處于受限狀態,在受限狀態下膨脹混凝土的強度同普通混凝土相比提高10%～30%—當然與受限狀態的強弱及摻量有關。在受限狀態下當摻量為10%～14%,一般受限狀態的混凝土膨脹后的實際強度多高于相同強度等級的普通自由混凝土的強度。但是,當摻量大于14%且結構處于非強化受限狀態時,上述產生的不利因素不應忽視。當Ｕ型膨脹劑摻量在8%～10%時,膨脹率偏低,但混凝土強度有所提高,具有一定的抗滲性能,此摻量適用于以抗滲為主的承重結構。如同時又需提高混凝土的抗裂性時,膨脹劑摻量應增加至14%,并適當提高混凝土的強度等級。當膨脹劑摻量在14%～16%時,膨脹率顯著提高,但混凝土自由狀態下的強度下降幅度會達10%,不應忽視這一問題。取大摻量僅適用于大體積并處于較強受限制狀態下的填充混凝土——由于受限狀態強度高,混凝土的實際強度也會有較大的提高,以補償在自由狀態時強度的損失。
地處季節性凍脹地區對抗裂、抗滲工程中膨脹劑的摻用,可考慮同早強劑及抗凍劑一并復合使用,一般不會出現不相容變化,但必須經設計試配,取得必要數據后再用為妥。工程中采用微膨脹混凝土技術在理論與實踐方面還需深入探討,使之更先進完善。
2、微膨脹混凝土配合比的確定
根據本工程的特點，依據GB119－88《混凝土外加劑應用技術規范》對涵身主體混凝土配合比以0％、9％、11％、13％四個不同摻量摻用浙江力頓特種水泥公司生產的UEA-Y膨脹劑。試驗采用外摻法，主要考核：1、按填充用膨脹混凝土配制，考核其不同齡期豎向自由膨脹率及3d、28d抗壓強度；2、按補償收縮混凝土配制，考核其在水中及空氣中的限制膨脹率、28d極限拉伸值和抗壓強度。
按上述試驗安排，以各種不同配合比和不同膨脹劑摻量對試件進行成型試驗。對試驗成果進行多方面的比較，最終確定膨脹劑的摻量為11％。其相應施工配合比詳見下表：
微膨脹混凝土配合比
每立方米混凝土各材料用量（kg）
水
水泥
煤灰
砂
小石
中石
JM-Ⅱ
UEA-Y
鑒于復合土工膜部分現場觀測成果合成材料在工程應用中具有一定的抗老化能力，故有些國家的某些文件中對其使用年限作了較為寬限的規定，如前蘇聯BCH07-74《土石壩應用聚乙烯防滲結構須知》中規定，聚乙烯土工膜可用于使用年限不超過50年的建筑物。奧地利林茨公司發表的“聚丙烯復合土工膜土工合成材料的長期性狀”一文中的結論寫道：“對聚丙烯的15年以上的現場應用經驗表明，它們的化學和生物穩定性高；織物的最大損壞是在施工中；鋪設以后沒有大變化；……可預期超過100年的穩定性。
135
240
60
577
673
677
2.70
33.0
三、微膨脹混凝土施工
本工程后澆帶施工在工期安排方面主要有兩種形式：一種是為了使后澆帶澆筑不占用直線工期而單獨填筑，另一種是墩墻后澆帶與涵頂板同時澆筑。兩種形式在施工工藝上完全相同，只是后者在澆筑完后澆帶倉內微膨脹混凝土后，其上部立即覆蓋涵頂板常態混凝土，而前者在澆筑完后澆帶倉內微膨脹混凝土后，要待頂板倉號準備好后再覆蓋常態混凝土。
后澆帶微膨脹混凝土澆筑前，先將先澆塊與后澆帶的結合面鑿毛，并將后澆帶倉內雜物清洗干凈，然后鋪上一層2cm左右的微膨脹砂漿以利新老混凝土結合，最后進行微膨脹混凝土的澆筑。微膨脹混凝土分層厚度40cm左右。微膨脹砂漿和微膨脹混凝土均采用ROTEC胎帶機實行低坍落度運輸入倉，澆筑完后采用上部覆蓋聚氯乙烯薄膜一層，加蓋草袋兩層的蓄熱養護方法。
四、膨脹劑使用中存在的誤區
1、不要存在膨脹劑“一摻就靈”的盲目思想。根據GBJ11988規范，摻膨脹劑的補償收縮混凝土的特性指標是：水中養護14d的限制膨脹率≥0.015%。膨脹劑主要用途是補償收縮，根據大量工程實踐表明，防水工程的底板、側墻、后澆帶或膨脹加強帶混凝土的限制膨脹率在一定范圍內為宜。不同的結構部位的抗裂要求不同，因此，膨脹劑摻量是不同的。由于膨脹劑與水泥及減水劑(泵送劑)之間存在適應性的問題，在同一配合比下，使用不同的水泥及減水劑(泵送劑)，混凝土產生的膨脹率也不同。必要根據工地原材料進行補償收縮混凝土的試配。
2、不必擔心摻膨脹劑的混凝土強度下降。不能以7d自由強度作判斷，應以28d強度是否達到試配強度為準。
3、不要有意和無意的少摻膨脹劑摻量。
4、不要拘泥于膨脹劑的推薦摻量，應根據不同結構部位，科學地摻入不同數量的膨脹劑，才能達到補償收縮的要求。
五、施工中注意的問題
施工單位對建筑結構的裂縫十分頭疼，認為混凝土中加入膨脹劑就能迎刃解決，這也是個誤區。除了設計上保證合理配筋和補償收縮混凝土的配合比保證足夠的限制膨脹率外，施工管理則是關鍵。
（一）工地或攪拌站不按混凝土配合比摻入足夠量的膨脹劑是普遍存在的現象，由此造成澆筑的混凝土膨脹效應極低，何以補償收縮?因此，確保膨脹劑摻量的準確性極為重要。
（二）現場拌制混凝土的拌和時間要比普通混凝土延長30s，以保證膨脹劑和水泥、減水劑(泵送劑)拌合均勻，提高其勻質性。
（三）混凝土布料，震搗應按施工規范進行。
（四）膨脹混凝土要有充分濕養護才能更好的發揮其膨脹效應，對摻膨脹劑的混凝土提出更嚴格的養護要求，養護期不小于14d。
（五）邊墻出現裂縫是個難題，施工中應要求混凝土震搗密實、勻質。有的單位為加快施工進度，澆筑混凝土12d內就拆模板，其實這時混凝土的水化熱升溫最高，早拆模板造成散熱快，增加了墻內外溫差，易于出現溫差裂縫。施工實踐證明，墻體宜用保濕較好的膠合板制模，混凝土澆完后，在頂部設水管慢淋養護，墻體宜在第5d拆模，然后盡快用麻包片貼墻并噴水養護，保濕養護1014d。
（六）即使用補償收縮混凝土澆筑墻體，也要以30－40m分段澆筑。每段之間設2m寬膨脹加強帶，并設鋼板止水片，可在28d后用大膨脹混凝土回填，養護不小于14d。
（七）底板宜用蓄水養護，冬季施工要用塑料薄膜和保溫材料進行保溫保濕養護；樓板宜用濕麻袋覆蓋養護。
（八）即使采取各種措施，尤其C40以上混凝土，墻體也難免不出現裂縫，有的12d拆模板后就發現有裂縫，這是混凝土內外溫差引起的，要設法降低水泥用量，減少混凝土早期水化熱。
（九）混凝土澆筑完后，建筑物進入使用階段，有些單位不注意維護保養，在竣工之前就出現裂縫，這是氣溫和濕度變化引起的，因此，地下室完成后，要及時復土，樓層盡快做墻體維護結構，屋面要盡快作做防水保溫層。
五、結束語
近年來，混凝土膨脹劑得到了廣泛應用，膨脹劑在各種抗裂防滲透工程應用方面取得了良好的經濟和社會效果。通過我們的科學管理、精心施工，讓其在我們的生產、生活中發揮更大的效益。
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