混凝土微膨胀剂使用分析

2011-10-19梁伟

大众科技 2011年8期

关键词：膨胀剂瑞金膨胀率

梁伟

（瑞金金都建筑工程有限公司，江西瑞金 342500）

混凝土微膨胀剂使用分析

梁伟

（瑞金金都建筑工程有限公司，江西瑞金 342500）

根据相关工程实践和研究，总结和分析了 UEA防裂机理和实际功能，使用混凝土微膨胀剂的缺点较多，在使用过程中尽量少用或不用混凝土微膨胀剂，而通过加强施工管理和养护，并采用非早强型的普通硅酸盐水泥，适当掺合粉煤灰等活性材料调整配合比，减少水化热的方式，以提高混凝土的抗裂能力，保证混凝土的施工质量。

UEA膨胀剂；防裂；普通硅酸盐水泥

1 引言

微膨胀混凝土外加剂是中国建筑材料科学研究总院于1985年研制开发的专利产品，后形成CEA（现已淘汰）、AEA、UEA、ZY等系列（主要成分不同，有氧化酸钙类和硫铝酸钙类）。

微膨胀混凝土外加剂UEA的主要作用机理是通过形成混凝土内的结晶，补偿混凝土硬化过程中的干缩拉应力和部分水化热引起的温差应力，从而能使混凝土中的孔隙减小，毛细孔径减小，提高混凝土的密实性，止或减少结构产生有害裂缝。所以又叫收缩补偿混凝土，主要应用于大体积混凝土中。

2 膨胀剂的指标、性能要求

补偿收缩混凝土性能指标，一是在不影响抗压强度条件下膨胀率要尽量增大；二是干缩落差要小。补偿收缩混凝土（砂浆）的膨胀性能，以限制条件下的膨胀率和干缩率表示[1]。

混凝土收缩受到限制才会产生裂缝，而混凝土膨胀在限制条件下才能产生预压力（σc），由公式（1）确定σc和ε2值的之间关系。

其中：μ为配筋率；Es为钢筋弹性模量；ε2为限制膨胀率。

填充膨胀混凝土主要应用于大限制下的结构后浇缝、伸缩缝、大坝回填槽和钢管混凝土等。该混凝土的膨胀系数应比补偿收缩混凝土适当大些，它产生的膨胀压力对新老混凝土粘结更有利。通过大量试验与工程实践，填充性膨胀混凝土产生的预压应力值σc＝0.5～1.0MPa为宜，因此，该混凝土在水中养护14天的限制膨胀率≥2.5×10-4，随后放在干空养护28天，其干缩率应不大于3.0×10-4。

由于填充用膨胀混凝土掺膨胀剂较大，早期膨胀较大，对强度影响较大，故规定试件成型带模养护3天拆模，再放入水中养护至28天，测定其抗压强度，这样与实际工程接近。试验表明，该混凝土的抗压强度应大于30.0MPa。

3 使用膨胀剂的优缺点

使用膨胀剂的优点有阻裂补强，抗渗增韧，握裹力强，无磁防锈，耐碱拒腐，安全无毒等效果。

使用膨胀剂的缺点主要如下：

（1）膨胀剂防止早期混凝土干缩，膨胀剂加入到混凝土中，拌水后生成大量的膨胀结晶体钙矾石(C3A·3CaSO4·32H2O)，膨胀结晶体钙矾石的生成需要大量水，因此在浇筑后的养护要求特别苛刻，1～7d 内是膨胀变形的主要阶段，应特别加强浇水养护，7～14 d 仍需湿养护，以保证此期间混凝土表面湿润连续充足，确保膨胀率能达到设计预期的峰值，充分发挥混凝土的膨胀效应。但是，实际工地上的养护往往是比较简单的浇水养护，一般达不到混凝土表面湿润连续充足的要求，其效果将大打折扣，而如果忽视对浇筑后早期的养护或养护方法或措施不当将会导致膨胀混凝土抗裂与抗渗性能受到不同程度的损害，严重的还造成质量事故。

（2）当前较多施工现场或搅拌站没有专门的测定掺膨胀剂砂浆和混凝土限制膨胀剂的仪器设备，也没有专门的检验人员，存在加料有随意性，很难达到±2 %的计量误差。有的承包人为了多赚钱，故意不按混凝土配合比掺入足够膨胀剂，原造成浇筑的混凝土的膨胀效应极低，这样的工程，即使用了膨胀剂，混凝土仍将开裂。

（3）目前，市场各种膨胀剂产品多达10余种，生产厂家更是多，市场竞争激烈，产品良莠不齐，加上一些不良企业制售假冒、伪劣产品扰乱市场。膨胀剂质量检测，比较麻烦，时间较长，搅拌站的使用也较难控制。

（4）在《建筑施工计算手册》中有关膨胀剂的论述与计算理论都曾进行过评价。计算手册中的计算思想是想把膨胀剂膨胀用来补偿混凝土的收缩，但实际上两者有一个时间错位：收缩与膨胀不能同日而语——微膨胀混凝土膨胀在先，而漫长的大量收缩在后；事实上即使膨胀混凝土在早期膨胀后也会与一般混凝土一样后期还存在收缩。假如膨胀剂的膨胀能量能保存下来并产生相对应的自应力（预应力），那么手册的计算方法还是有一定价值的，而实际操作中这种预应力难以保存，其原因是多方面的：混凝土是处于开口状态，其钢筋对混凝土的约束是很有限的；另一方面混凝土的早期塑性很大也会使混凝土预应力丧失。