应用补偿收缩混凝土控制建筑裂缝问题研究

应用补偿收缩混凝土控制建筑裂缝问题研究
摘要：社会经济推动了建筑事业的蓬勃发展，混凝土得到广泛应用。

在各类施
工工程中，混凝土施工裂缝时常发生，在众多的裂缝控制方法中，掺入膨胀剂的
混凝土，通过膨胀能对限制力作功，产生的限制膨胀抵消混凝土干燥、降温以及
荷载等作用引起的限制收缩，最大限度地抑制裂缝的产生。

关键词：补偿混凝土；膨胀剂；补偿收缩
0引言
混凝土的裂缝问题一直是困扰着工程界，为解决混凝土裂缝问题，设计、施工、材料等
方面都采取了种种技术措施。

就材料而言，国内主要应用掺膨胀剂以解决混凝土裂缝问题。

如何确保混凝土膨胀剂在工程中有效应用，根据工程实践，掌握补偿收缩混凝土的膨胀机理，控制好材料、配合比、施工环节的管理。

补偿收缩混凝土是指在混凝土中掺入适量膨胀剂或用膨胀水泥配制的混凝土，通过在普
通混凝土中掺入一定数量的膨胀剂，水化后产生一定量的体积膨胀，在钢筋和邻位的约束下，在结构中建立0.2MPa～0.8MPa预压应力，这一压应力能有效地补偿混凝土的干缩和冷缩，
从而避免混凝土的开裂。

同时，大量的钙矾石晶体填充了混凝土的毛细孔缝，改善了混凝土
的孔结构，使毛细孔变细、减小，增加了致密性，显著提高了混凝土的抗裂防渗性能及耐久
性和抵抗周围环境介质侵蚀的能力。

适用于结构自防水、抗裂防水混凝土和超长混凝土结构
的无缝施工等场合。

1.补偿收缩混凝土的概念
膨胀剂是指与水泥、水拌和后经水化反应生成钙矾石——水化硫铝酸钙，使混凝土产生
膨胀的外加剂。

按膨胀源可分成：硫铝酸钙类、硫铝酸钙一氧化钙类、氧化钙类三大类膨胀剂。

膨胀剂依靠本身的化学反应或与水泥其他成分反应，在混凝土硬化过程中产生一定的限
制膨胀补偿混凝土硬化过程中的收缩（以干缩、冷缩为主），混凝土膨胀带动钢筋一起膨胀，用膨胀能张拉钢筋，在混凝土中产生压应力，来承受荷载的混凝土称为预应力混凝土。

2补偿收缩混凝土与普通混凝土区别
2.1补偿收缩混凝土使用的骨料与一般混凝土相同
对于要求使用非碱活性骨料的工程，应在使用前检验、测定骨料的碱活性，或采取控制
混凝土最大碱含量的措施。

轻骨料也同样能够配制补偿收缩混凝土，研究表明，使用有一定
含水率的轻骨料配制补偿收缩混凝土，由于内养护作用，混凝土具有更好地的膨胀特性。

2.2补偿收缩混凝土和普通混凝土的标志性区别在于它可以通过自身产生的膨胀而具有抗裂防渗功能。

因此，在配合比设计与试配时，应在选材和确定材料用量方面，尽可能做到有
利于膨胀的发挥，以保证限制膨胀率设计值，并进行限制膨胀率测定、验证。

一般而言，混
凝土膨胀率越大，补偿收缩和导入自应力的效果越好，然而膨胀率过大，会使自由状态的混
凝土试件抗压强度比不掺膨胀剂时有所降低。

所以，应在保证达到最低强度要求的前提下确
定较高的膨胀率。

胶凝材料中掺合料过多会降低膨胀性能，因此在配合比试验设计过程中，
需要根据选用水泥的品种、膨胀剂品种及混凝土强度等级等具体情况，适当调节胶凝材料中
各组分的比例，比如在掺合料用量大的情况下，可以适当调高膨胀剂的掺量，确保设计要求
的限制膨胀率。

3选择合适的膨胀剂
目前市场上膨胀剂的品种很多，质量存在参差不齐，甚至还存在不合格、假冒、伪劣的
产品。

在合格的膨胀剂中，产品的性能也不尽相同，其膨胀率的大小存在高低之别。

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。

因而在选择
膨胀剂时，必须检验膨胀剂的膨胀率。

只有对膨胀剂的质量有了充分的了解，才能选择适宜
的膨胀剂。

补偿混凝土硬化过程中的冷缩和干缩是膨胀剂的主要作用。

为消除收缩裂缝，被大量用
于各种抗裂防渗混凝土，但有些设计、科研和高校的专家学者反映，补偿收缩混凝土由于膨
胀剂选用不当，使得工程裂渗事故有随用量激增而呈增多之势，所以选用恰当的膨胀剂是配
制补偿混凝土的一个重要环节。

经验证明，膨胀剂的选用，一般应注意以下两点：首先，要选用合格的膨胀剂。

根据建
材行业JC476—2001 标准，膨胀剂合格与否主要看以下3个指标：第一是含碱量≤0.75%；第
二是水中7 天限制膨胀剂≥0.025%；第三是掺用量≤12%。

因此对于工程中用来配制补偿收缩
混凝土的膨胀剂都应该通过用户自检部门或委托有关咨询单位复检，检验它是否达到《混凝
土膨胀剂》建材行业JC476—2001 标准，合格者才能使用，避免假冒伪劣膨胀剂流入市场影
响工程质量。

其次，要注意选用恰当类型的膨胀剂。

当前，国产的膨胀剂有三大类型：①硫
铝酸钙类（如UEA、AEA 等）；②氧化钙- 硫铝酸钙类（如CEA）；③氧化钙类。

不同类型
的膨胀剂具有不同的特性（如含CaO的膨胀剂，CaO水化后生成Ca（OH）2，从而产生膨胀，但Ca（OH）2 在压力水下不稳定，易溶解，所以规范中特别规定含有CaO 膨胀剂不能应用在海工、地下等防水防渗的工程中），所以要根据不同特性的工程，选用合适的膨胀剂。

4施工中要注意的事情
在施工过程中，应严格控制混凝土的原材料质量和用量，严格按混凝土的配合比拌制混
凝土。

根据工程不同部位钢筋混凝土外约束状态、配筋率及混凝土标号的不同情况，采用没
计混凝土限制膨胀卑的配合比设计方法，进行膨胀剂的掺量的调整，并采取延长模模板留置
时间的养护方法，能有效地控制混凝土的裂缝。

4.1混凝土塌落度要满足施工要求，浇筑时间间隔不宜超过1.5h，运距较远或炎热天气施工可掺入缓凝减水剂，低温下施工可掺入早强减水剂。

浇筑时混凝土的自由落距应控制在
2m 以内，振捣要均匀，密实，不漏振、不欠振、不过振。

混凝土终凝前，要反复抹压，防
止表面沉缩裂缝出现。

4.2应注意适当延长拌和时间
为了保证膨胀剂和水泥、减水剂拌和均匀，提高其匀质性，多年的施工实践证明，在现
场拌制补偿收缩混凝土时，除振捣要按施工规范进行外，拌和时间应比普通混凝土延长40s。

4.3现拌工地或搅拌站必须按确定的补偿收缩混凝土配合比投料，尤其膨胀剂不得少掺或
误掺，要派技术人员现场监督。

计量装置必须准确，开盘前要检查校正，使用中要进行校核。

混凝土搅拌时间要比普通混凝土延长30s。

出盘混凝土温度宜低于30℃。

5补偿收缩混凝土技术在裂缝控制中的应用
如上所述，虽然补偿收缩混凝土在我国开始使用已经有许多年，在理论及实践方面都已
经有许多积累，但是由于目前在建筑工程中裂缝的普遍出现，使得我们应当对补偿收缩混凝
土的防裂机理及施工技术做更加深刻的研究，以使这项技术在建筑工程中发挥有效的作用。

需要特别指出的是，不是掺加了膨胀剂的混凝土就一定不会开裂了。

目前设计使用补偿
收缩混凝土的结构主要有地下室底板、外墙，有时在工程施工中会发现外墙结构等掺膨胀剂
也有裂缝产生。

实际上并不是说掺用了膨胀剂就能完全防止裂缝的产生，为了防止裂缝的产
生除优化混凝土的配合比外必须在结构的设计、钢筋的配置等阶段采取必要的措施，同时必
须加强混凝土的养护措施，养护不好是在墙体混凝土在炎热或者干燥的天气下极易产生竖向
裂缝。

因此掺加UEA等补偿收缩混凝土需要比普通混凝土更加严格的养护措施，只有这样才
能发挥其膨胀作用，保湿养护是补偿收缩混凝土施工中最重要的环节。

掺有膨胀剂的混凝土在混凝土浇注后的1-14d必须采取湿养护，以保证早期膨胀量得以
充分发挥，避免后期膨胀过大留下隐患。

考虑到施工进度的影响，如果采用覆盖草帘的办法
困难，则在混凝土终凝以后即开始进行浇水养护，浇水次数以能保持混凝土表面湿润为宜，
养护天数不少于14天。

补偿收缩混凝土增加混凝土自应力作用必须在钢筋等的限制作用下才能产生，而不能自
由膨胀，因此应当选择适宜的配筋率以利于混凝土产生较大的自应力，配筋率以1.0-1.5%为宜。

6.结束语
使用补偿收缩混凝土，能在一定程度上解决泵送混凝土流动性高、含水率过大而引起的
干缩、湿陷和温度裂缝；采用补偿收缩混凝土对增强混凝土自身抗裂性起到一定作用，从而
确保混凝土结构安全；使用补偿收缩混凝土，可以大为改善混凝土外表面的光洁性。

起到补
偿收缩的作用。

有效解决混凝土的裂缝问题。

参考文献：
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[2]花建兴；运用补偿收缩混凝土控制建筑裂缝问题的浅析[J]；中小企业管理与科技（下旬刊）；2009年01期
[3]孟祥磊；徐尚林；赵顺增；王恒强；滨州银座商厦补偿收缩混凝土刚性防水技术实践[J]；膨胀剂与膨胀混凝土；2009年03期。