[摘 要] 摻加適量膨脹劑可補(bǔ)償混凝土的收縮，使混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到較好的裂滲控制效果，討論了補(bǔ)償收縮混凝土及膨脹劑在應(yīng)用中應(yīng)注意的一些問題。
[關(guān)鍵詞] 混凝土膨脹劑；補(bǔ)償收縮混凝土；裂縫控制
[中圖分類號] TU528.55 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] B [文章編號] 1009－0142（2006）01－0056－02
水泥漿在硬化過程中會產(chǎn)生體積收縮，混凝土在使用過程中也會因各種物理和化學(xué)的原因而產(chǎn)生體積的收縮。無論哪種收縮逗因受到約束作用而產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就出現(xiàn)裂縫。在混凝土中摻加膨脹劑，依靠膨脹劑本身或與水泥中某些組分的反應(yīng)，生成具有微膨脹效應(yīng)的水化硫鋁酸鈣（鈣礬石）或氫氧化鈣等，在約束條件下產(chǎn)生有制約的膨脹，建立0.2~0.7 MPa 的預(yù)壓應(yīng)力，使混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度有較大幅度的增長，補(bǔ)償由于混凝土的收縮而產(chǎn)生的對混凝土的拉應(yīng)力，從而起到控制裂縫的目的。本文針對補(bǔ)償收縮混凝土及膨脹劑在應(yīng)用中應(yīng)注意的一些問題進(jìn)行討論。
1 關(guān)于膨脹劑的選擇
選擇膨脹劑時(shí)要考慮與水泥和外加劑的相容性。摻入膨脹劑一般并不影響水泥混凝土的和易性與凝結(jié)硬化速率，但由于水泥水化速率對混凝土強(qiáng)度和膨脹值的影響較大，若與緩凝劑共同使用時(shí)，就會使混凝土的膨脹值過大，如果沒有適當(dāng)?shù)南拗?，也?dǎo)致混凝土強(qiáng)度的降低。因此膨脹劑與外加劑復(fù)合使用前應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。所以，為了防止收縮裂縫，閑則膨脹劑時(shí)，即要考慮干縮后剩余膨脹率，又要使“落差”盡量小。
膨脹劑的性能指標(biāo)要滿足《混凝土膨脹劑》（JC476-1998）的要求：7 d 水中養(yǎng)護(hù)的限制膨脹率不小于0.025%，水中28 d不大于0.10%，空氣中28 d 不小于45 MPa；為防止摻入膨脹劑后引發(fā)堿-集料反應(yīng)或出現(xiàn)氯離子腐蝕鋼筋的問題，膨脹劑的堿當(dāng)量（Na2O+0.658K2O）不得大于0.75%，復(fù)合膨脹劑的氯離子含量不得大于0.05%。
由于膨脹劑本身具有活性，視為水泥的一部分，故采用等量取代水泥的內(nèi)摻法?；炷恋南拗婆蛎浿惦S著膨脹劑摻量的增加而增大，摻量的多少?zèng)Q定著膨脹值的大小。摻入膨脹劑后，要求膨脹量能補(bǔ)償混凝土的收縮，實(shí)踐證明，摻量過大，也會造成混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。由于我國水泥大多數(shù)摻入混合材，其活性不同，膨脹劑替代水泥率也有所差異，其摻量依據(jù)必須達(dá)到補(bǔ)償收縮混凝土的技術(shù)性能指標(biāo)。目前我國大多數(shù)膨脹劑的推薦摻量是10%~12%，個(gè)別為8%~10%，但最終以混凝土限制膨脹率為準(zhǔn)，并考慮膨脹劑的類型、和用量、水灰比、外加劑等綜合因素，通過試驗(yàn)確定摻量。
2 關(guān)于膨脹劑對冷縮的補(bǔ)償
專家認(rèn)為：地下建筑物受干燥收縮與溫度變化的影響不大。因?yàn)榈叵陆ㄖ镩L期處于潮濕狀態(tài)下，混凝土含水膨脹，且設(shè)于地下，受四季冷熱和日夜?jié)穸茸兓挠绊戄^小。但值得注意的是，有很多在夏季施工完的地下工程，到第二年春天發(fā)現(xiàn)裂縫，主要原因是對冷縮估計(jì)不足，而補(bǔ)償收縮混凝土對冷縮補(bǔ)償有限；夏季澆筑的混凝土由于養(yǎng)護(hù)結(jié)束至回填的時(shí)段較長，干燥收縮與季節(jié)變化的溫度下降縮引起的收縮互為促進(jìn)，回填土后由于保溫保濕養(yǎng)護(hù)作用，混凝土又恢復(fù)一定的膨脹，所以施工完的地下結(jié)構(gòu)應(yīng)該及早回填。
3 補(bǔ)償混凝土的配制和施工
（1）水泥用量會影響膨脹率，故水泥稱量要求準(zhǔn)確。補(bǔ)償收縮混凝土需水量大，而用水量增加，膨脹率減小且干縮率增大，所以應(yīng)在允許條件下盡量少加水。
（2）補(bǔ)償收縮混凝土拌合物粘稠，無離析和泌水現(xiàn)象，因此，泵送性能很好，宜于泵送施工。由于不泌水，凝結(jié)時(shí)間短，容易產(chǎn)生早期塑性收縮裂縫，所以，抹面和修整的時(shí)間可以提早，不宜過晚，并注意早期養(yǎng)護(hù)。拌合之后，如運(yùn)輸合停放時(shí)間較長，坍落度損失將引起施工困難，此時(shí)，不允許再添加拌合水，以免降低強(qiáng)度和膨脹率。
?。?）水泥品種影響水化熱的高低和膨脹率。施工單位采用早強(qiáng)水泥，以利拆模，但早強(qiáng)與緩凝相互矛盾，拆模過早會發(fā)生側(cè)脹而引起裂縫：側(cè)墻拆模過早，墻體側(cè)向五約束，且側(cè)墻較薄，在施工未做溫控的條件下使混凝土的溫度梯度增大，加上養(yǎng)護(hù)不充分、天氣干燥等因素，很容易出現(xiàn)裂縫。
4 關(guān)于補(bǔ)償收縮混凝土的養(yǎng)護(hù)
膨脹劑在水泥水化過程中，需要較多的水分，且其他水化物的水化過程需要持續(xù)較長的時(shí)間，膨脹劑只有與水泥均勻混合，通過充分水化才能實(shí)現(xiàn)要求達(dá)到的膨脹率。補(bǔ)償收縮混凝土澆筑后兩周內(nèi)就可達(dá)到全部膨脹值的60%~80%，保濕養(yǎng)護(hù)十分重要。澆筑后，立即開始養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d，以充分供應(yīng)膨脹過程中需要的水分。如養(yǎng)護(hù)不充分，水泥不能充分水化，膨脹劑的作用也就不能充分發(fā)揮，膨脹劑中未反應(yīng)的組分在混凝土使用期間，在合適的條件下會產(chǎn)生二次鈣礬石而造成破壞。
對于大體積混凝土，其配筋以內(nèi)混凝土處于筋力的限制狀態(tài)，補(bǔ)償收縮混凝土對混凝土中心溫度與表面溫度之差的補(bǔ)償很有效，而表面混凝土處于自由狀態(tài)，對表面溫度與環(huán)境溫度之差的補(bǔ)償有限，因此表面必須進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)，文獻(xiàn)介紹了“一流式稻田狀養(yǎng)護(hù)法”蓄水養(yǎng)護(hù)法。減小混凝土溫差應(yīng)力，避免表面裂縫，效果較好。另外，亦可采用灑水和用塑料薄膜覆蓋進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
5 徐變對補(bǔ)償收縮混凝土的影響
在混凝土濕養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，也就是膨脹階段，混凝土中產(chǎn)生壓應(yīng)力，引起受壓徐變，有使限制膨脹率減少的趨勢，但由于一般壓應(yīng)力較小，且時(shí)間也短，所以，影響極小。只有在大限制條件下，混凝土壓應(yīng)力較高時(shí)，才產(chǎn)生較大的變壓徐變，對補(bǔ)償收縮能力有不利影響。當(dāng)混凝土開始收縮后，混凝土的壓應(yīng)力開始減小，受壓徐變也隨之減小，當(dāng)混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí)，受拉徐變也隨之產(chǎn)生。受拉徐變增加了混凝土的拉伸變形能力，并能提高混凝土的極限延伸率，有利于防止混凝土的開裂。所以，為提高補(bǔ)償收縮混凝土的徐變，可采用摻加外加劑、選用彈性模量較低的骨料等方法，以減少混凝土的開裂。
6 補(bǔ)償收縮混凝土的耐久性
補(bǔ)償收縮混凝土在周圍有約束的條件下，產(chǎn)生側(cè)向擠壓力，使混凝土密實(shí)，抗?jié)B性及抗凍性均優(yōu)于普通混凝土。所以，以硅酸鹽水泥熟料為主要組分的補(bǔ)償收縮混凝土，由于堿度較高，鋼筋在其中無銹蝕危險(xiǎn)；堿度較低的補(bǔ)償收縮混凝土，如果膨脹率較小，在限制條件下，密實(shí)性較好，銹蝕也較輕微。如果自由膨脹率太大，且鋼筋保護(hù)層混凝土強(qiáng)度和密實(shí)性下降很多時(shí)，會引起鋼筋的嚴(yán)重銹蝕，使混凝如的耐久性降低，因此對自由膨脹率應(yīng)加以控制。一般，控制自由膨脹率/限制膨脹率=2~10．
