補償收縮混凝土的合理應(yīng)用 摘要: 根據(jù)我國補償收縮混凝土在實際應(yīng)用存在的問題，結(jié)合產(chǎn)品標準和應(yīng)用技術(shù)規(guī)范的修訂，提出正確適當?shù)氖褂没炷僚蛎泟晒┰O(shè)計、施工和混凝土攪拌站的技術(shù)人員參考。 關(guān)鍵詞： 混凝土 膨脹劑 一 引言普通混凝土是用途極廣的建筑材料。由于它的極限延伸率較低，在干縮、徐變、溫度等作用下易引起開裂，導(dǎo)致混凝土工程滲漏、鋼筋銹蝕，影響使用功能和使用壽命。為解決此問題，國內(nèi)外工程界在材料、設(shè)計和施工等多方面開展了許多研究工作。在材料方面，國內(nèi)外學(xué)者一致認為采用膨脹劑或膨脹水泥配制的補償收縮混凝土代替普通混凝土是較理想的材料，這主要有兩個原因：一是水泥石水化硬化過程中產(chǎn)生的體積膨脹，在鋼筋等限制條件下，補償收縮混凝土產(chǎn)生的0.20.7MPa預(yù)壓應(yīng)力(即自應(yīng)力)能抵消或部分抵消由混凝土干縮、徐變、溫度等引起的拉應(yīng)力，從而提高混凝土工程的抗裂性能；二是由于鈣礬石的填孔作用，使水泥石中的大孔變小，總孔隙率減小，從而改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，提高了混凝土的抗?jié)B性能。從我國各種抗裂防滲工程應(yīng)用補償收縮混凝土十多年的實踐來看，總的效果是良好的，但隨著用量的增大，有些設(shè)計、科研和高校的專家學(xué)者反映，補償收縮混凝土工程裂滲事故有隨用量激增而增多之勢，這值得我們深思和在工程實踐中進一步總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)。二、 膨脹劑的選用 膨脹劑的主要功能是補償混凝土硬化過程中的干縮和冷縮。為減免收縮開裂，它廣泛應(yīng)用于各種抗裂防滲混凝土，但有些設(shè)計、科研和高校的專家學(xué)者反映，補償收縮混凝土由于膨脹劑選用不當，使得工程裂滲事故有隨用量激增而呈增多之勢，所以選用恰當?shù)呐蛎泟┦桥渲蒲a償混凝土的一個重要環(huán)節(jié)。 經(jīng)驗證明膨脹劑的選用，一般應(yīng)注意以下兩點：首先是要選用合格的膨脹劑。根據(jù)建材行業(yè)JC476-2001標準，膨脹劑是否合格主要看三項指標：一是堿含量0.75，二是水中7d限制膨脹劑0.025，三是摻量12（北京市建委規(guī)定摻量8才能入市）。因此對于工程中用來配制補償收縮混凝土的膨脹劑都應(yīng)該通過用戶自檢部門或委托有關(guān)咨詢單位復(fù)檢，檢驗它是否達到混凝土膨脹劑建材行業(yè)JC476-2001標準，合格者才能使用，避免假冒偽劣膨脹劑流入市場影響工程質(zhì)量。其次是要注意選用恰當類型的膨脹劑。目前我國生產(chǎn)的膨脹劑有三大類型：硫鋁酸鈣類（如UEA、AEA、PNC、FS、PPT等）、氧化鈣-硫鋁酸鈣類（如CEA）和氧化鈣類。不同類型的膨脹劑具有不同的特性（如含CaO的膨脹劑，其中的CaO水化生成Ca(OH)2產(chǎn)生膨脹，但Ca(OH)2在壓力水下易溶解，所以GBJ119規(guī)范中規(guī)定含CaO膨脹劑不得使用在地下，海工等防水工程中），因此用戶應(yīng)根據(jù)不同性質(zhì)的工程，選用恰當類型的膨脹劑。三、 補償收縮混凝土使用中存在的主要誤區(qū)現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)不少同事在使用膨脹劑時有些誤區(qū)，主要有： 1 摻膨脹劑的補償收縮混凝土配合比設(shè)計不明晰。如在設(shè)計中對膨脹劑是內(nèi)摻還是外摻、當有粉煤灰等摻合料時該如何設(shè)計沒給出明確的設(shè)計說明 。 根據(jù)混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范GBJ119規(guī)定：膨脹劑摻量是按等量取代膠凝材料的內(nèi)摻法。當基準混凝土的水泥用量為C0，膨脹劑摻量為K時，則 膨脹劑E =0K (kg/m3) 水泥CC0E （kg/m3） 當混凝土中摻入粉煤灰等摻合料（FA0）時，則膨脹劑分別取代水泥和粉煤灰，即： 膨脹劑E（C0FA0）K(kg/m3) 粉煤灰=FA0（1K）(kg/m3) 水泥CC0(1K) （kg/m3） 由于各廠生產(chǎn)的水泥和粉煤灰活性不同，各地砂石質(zhì)量差異較大，施工選用混凝土的坍落度也不同，因此在實際施工中試驗室工作人員應(yīng)根據(jù)以往的經(jīng)驗確定基準混凝土的水泥和粉煤灰的單方用量，然后再按上式計算膨脹劑的摻量。 2某些施工單位在使用補償收縮混凝土?xí)r一般只測摻膨脹劑混凝土的坍落度、強度和抗?jié)B標號，而不測混凝土的限制膨脹率，存在“摻就靈”的盲目思想。 根據(jù)GBJ119規(guī)范，摻膨脹劑的補償收縮混凝土的特性指標是：水中養(yǎng)護14d的限制膨脹率0.015（測定方法是用100100300mm試件，中間預(yù)埋入10mm限制鋼筋骨架。當混凝土強度達到35MPa時脫模，用千分表測長儀測定初始長度，然后放入水中7d、14d測定其伸長率）, 這就要求在施工中使用的補償收縮混凝土，不僅要滿足混凝土坍落度、強度和抗?jié)B標號,而且必須達到限制膨脹率的設(shè)計要求。考慮到不同結(jié)構(gòu)部位的抗裂要求以及新標準下水泥配料的變化(根據(jù)ISO水泥標準，各水泥廠為了達到ISO水泥標號，一般都把水泥熟料中的C3S和C3A提高，水泥比表面積提高到350400M2/kg，水泥收縮率會增大),因此在實際施工中使用的補償收縮混凝土，必須根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的抗裂要求以及工地使用原材料的不同，通過不斷調(diào)整膨脹劑摻量來試配補償收縮混凝土，使配置的補償收縮混凝土在坍落度、強度、抗?jié)B標號、限制膨脹率都能滿足設(shè)計要求。此外有些單位把膨脹劑當防水劑使用，筆者認為這是可行的，這是因為一般防水劑的功能是提高混凝土抗?jié)B性能，而膨脹劑可以解決混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂，不裂就不滲，從而達到補償收縮的抗?jié)B作用。 3在施工中以7d混凝土強度降低為理由而少摻膨脹劑。實踐證明，混凝土在摻入膨脹劑17d內(nèi)，強度試件處在自由狀態(tài)，由于鈣礬石膨脹對水泥結(jié)構(gòu)有微小破壞，所以7d抗壓強度確實比比空白混凝土下降10左右，但試驗表明28d強度完全可以達到設(shè)計標號。在實際工程中，由于混凝土結(jié)構(gòu)受到鋼筋和鄰位的約束，帶模養(yǎng)護28d的膨脹混凝土試件的限制強度比自由強度高10-15。因此把膨脹劑視為早強劑，以7d混凝土強度降低為理由而少摻膨脹劑是不正確的。我們不能以7d自由強度作判斷，應(yīng)以28d限制強度是否達到試驗強度為準。試驗表明，摻膨脹劑混凝土7d抗壓強度達到28d試配強度的65便可達標。 4、膨脹劑的使用拘泥于廠家的推薦摻量。如UEA廠家推薦摻量為10-12%，但在實際工程中如后澆帶或膨脹加強帶，必須用大膨脹混凝土填充，這就要求混凝土膨脹率必須達到0.035-0.045，標號提高5MPa，而要達到這一要求，膨脹劑的摻量為1415，如只限于摻12就不能滿足設(shè)計要求，有可能開裂。因此膨脹劑的使用不能完全拘泥于廠家的推薦摻量，應(yīng)根據(jù)不同結(jié)構(gòu)部位的要求，科學(xué)地摻入不同數(shù)量膨脹劑，才能達到補償收縮的效果。 四、施工中應(yīng)注意的問題 1加強施工現(xiàn)場管理。筆者發(fā)現(xiàn)有些工程用了膨脹劑，但混凝土仍開裂，經(jīng)多次調(diào)查發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)這種結(jié)果的主要原因是工地或攪拌站不按混凝土配合比摻入膨脹劑。筆者發(fā)現(xiàn)，試驗室的混凝土配合比是正確的，但因為許多工地和攪拌站沒有專門的膨脹劑計量裝置，實際操作的民工以斗代秤加料，由于監(jiān)督不嚴或馬虎，民工加料具有很大的隨意性，大多是少摻，如原設(shè)計摻UEA12%，實際只摻8，結(jié)果混凝土達不到預(yù)期的補償收縮效果，開裂就不足為怪了。因此，在施工中加強對工地和攪拌站的管理，嚴格按混凝土配合比添加膨脹劑，確保膨脹劑摻量的準確性，是保證工程質(zhì)量的重要措施。 2應(yīng)注意適當延長拌合時間。為了保證膨脹劑和水泥、減水劑拌合均勻，提高其勻質(zhì)性，多年的施工實踐證明，在現(xiàn)場拌制補償收縮混凝土?xí)r，除震搗要按施工規(guī)范進行外，拌合時間應(yīng)比普通混凝土延長40s。 3加強膨脹混凝土的養(yǎng)護工作。由于膨脹混凝土要有充分濕養(yǎng)護才能更好地發(fā)揮其膨脹效應(yīng)，因此應(yīng)嚴格按規(guī)范要求充分養(yǎng)護，其養(yǎng)護期一般不小于14d。 五、結(jié)語 建筑結(jié)構(gòu)裂縫控制是個系統(tǒng)工程，由于近十多年來商品混凝土的普及應(yīng)用，高強度混凝土向強度發(fā)展，這些因素導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開裂的機率增多。摻膨脹劑的補償收縮混凝