如何正确使用混凝土膨胀剂

如何正确使用混凝土膨胀剂

本文根据我国混凝土膨胀使用中存在的问题，提出如何正确使用膨胀剂的意见。从膨胀剂质量的选择，确立以限制膨胀率为目标的补偿收缩液凝土配合比设计方法，改善结构设计中的合理配筋和加强施工管理等方面措施，使泥凝土膨胀剂应用能较好地解决建筑结构的裂渗控制问题。

经十多年来的开发应用，我国混凝土膨胀剂得到较广泛的应用，累计总量约300万吨，但随着用量的增大，有些设计、科研和高校的专家学者反映，补偿收缩混凝土工程裂渗事故有随用量激增而增多之势，值得我们深思和总结经验教训，只有这样才能把我国膨胀剂的开发应用沿着健康的方向发展。

我们公司根据我国膨胀剂生产质量现况和工程中应用存在的问题，结合产品标准和应用技术规范的修订，提出如何正确使用混凝土膨胀剂，可供设计、施工和混凝土搅拌站的技术人员参考。

一、怎样选用膨胀剂

膨胀剂主要功能是补偿混凝土硬化过程中的干缩和冷缩。为减免收缩开裂，它可以应用于各种抗裂防渗混凝土，尤其适用于与防水有关的地下、水工、海工、地铁、隧道和水电等钢筋混凝土结构工程。选用膨胀剂时，首先检验它是否达到《混凝土膨胀剂》建材行业JC 476一2001标准。主要看三项:一是碱含量≤0.75%，二是水中7d限制膨胀率≥0.025%，我国膨胀剂有三种类型:硫铝酸钙类(如UEA, AEA, PNC, ES, PPT等)由于钙矾石的化学稳定性和耐水性优良，国内外绝大多数厂家生产硫铝酸钙类膨胀剂。

二、如何确定补偿收缩混凝土的配合比

现在发现不少用户在使用膨胀剂时有些误区，主要有:

1.掺膨胀剂的补偿收缩混凝土配合比设计不明晰。膨胀剂是内掺还是外掺?当有粉煤

灰等掺合料时，又如何设计?

按《混凝土外加剂应用技术规范》GBJ 119规定:膨胀剂掺量是按等量取代胶凝材料的内渗法。当基准混凝土的水泥用量为Co，膨胀掺量为K时，

膨胀剂E=Co x K (kg/rn3)

水泥C = Co一E (kg/rn3 )

当混凝土中掺人粉煤灰等掺合料FA。时，则膨胀剂分别取代水泥和粉煤灰，即:

膨胀剂E= (Co+FAo) ×K(kg/rn3)

粉煤灰F=FAo (1一K) (kg/rn3 )

水泥C = Co (1一K) (kg/rn3)

由于各厂的水泥和粉煤灰活性不同，各地砂石质量差异较大，施工选用混凝土的坍落度也不同，因此，试验室应根据以往的经验确定基准混凝土的水泥和粉煤灰单方用量，再按上式计算膨胀剂的掺量。

2.大多数施工单位和搅拌站只测掺膨胀剂混凝土的坍落度、强度和抗渗标号，不测混凝土的限制膨胀率，存在“一掺就灵”的盲目思想，这是使用膨胀剂最大误区。

根据GBJ 119规范，掺膨胀剂的补偿收缩混凝土的特性指标是:水中养护14d的限制膨胀率)≥0.015%o当混凝土强度达到3-5 MPa用千分表测长仪测定初始长度，然后放入水中7d, 14d测定其伸长率。测长仪和钢筋骨架可以从中国建材院水泥所或辽宁省瓦房店市仪器厂购进。膨胀剂主要用途是补偿收缩，根据大量工程实践表明，防水工程的底板混凝土的限制膨胀率。不同的结构部位的抗裂要求不同，因此，膨胀剂掺量是不同的。由于膨胀剂与水泥和减水剂的应用性不同，试验表明，在同一配合比下，用冀东水泥的混凝土膨胀率较小，而用琉璃河、邯郸水泥的混凝土膨胀率较大。这就说明，必须根据工地原材料试配补偿收缩

混凝土。在满足混凝土坍落度、强度和抗渗标号情况下，必须达到限制膨胀率的设计要求，否则要调整膨胀剂掺量。有些单位把膨胀剂当防水剂使用，这是可以的。但一般防水剂只能提高混凝土抗渗性能，但不能抗裂。而膨胀剂首要解决混凝土结构的抗裂，不裂就不渗。而达到补偿收缩的抗裂作用，关键是混凝土膨胀率能否满足不同结构的补偿收缩要求。

3.许多单位反映，膨胀剂替代水泥后，混凝土强度下降，因而认为少掺膨胀剂有保障，这也是个误区。

研究表明，膨胀剂发生膨胀主要在1--7 d,而强度试件是自由状态，钙矾石膨胀对水泥结构有微小破坏，所以7d抗压强度比空白混凝土下降10%左右属正常现象，而29d强度完全可以达到设计标号。在实际工程中，混凝土结构都受到钢筋和邻位的约束，我们试验表明，带模养护的膨胀混凝土试件的限制强度比自由强度高10%-15%。所以，不必担心掺

膨胀剂的混凝上强度下降。不能以7d自由强度作判断，应以28 d强度是否达到试验强度为准。把膨胀剂视为早强剂是错误的，以7d强度降低为理由而少掺膨胀剂也是错误的。试验表明，掺膨胀剂混凝土7d抗压强度达到28 d试配强度的70%便可达标。

4.膨胀剂掺量有意和无意少掺又是使用补偿收缩混凝土的大误区。我们发现，试验室的混凝土配合比是正确的，但实际操作掌握在民工的手中。由于许多工地和搅拌站没有专门的膨胀剂计量装置，靠民工以斗代秤加料，由于监督不严或马虎，民工加料有随意性，大多是少掺。更甚者，有的承包人为了多赚钱，故意让民工少掺，向业主多要钱。有些工程用了膨胀剂.混凝土仍开裂，我们曾多次实地调查，按混凝土总量计，少用膨胀剂20%一30%，原设计掺UEA12 %，实际只掺8%，这样，混凝土哪能补偿收缩?开裂就不足为怪了。我

们认为，工地和搅拌站要加强管理，排除不正之风，必须按混凝土配合比加足膨胀剂是保证工程质量的重要措施。

5.有的用户拘泥于膨胀剂的推荐掺量，如UEA为10%一12%，不敢超过12%，这也是使用的误区。实际工程中如后浇带或膨胀加强带，要用大膨胀混凝土填充，要求混凝上膨胀率达到0.035% -0.045%，标号提高5 MPa。要掺人14%一15%膨胀剂才能达到。如只限于掺12%就不能满足设计要求，有可能开裂，所以，应根据不同结构部位，科学地掺人不同数量膨胀剂，才能达到补偿收缩的要求。

6.有些销售人员不负责任地进行误导，把本厂膨胀剂的标准掺量故意降低，本来是10% 说成6%-8%也可以，有的把膨胀剂“神化”，胡说掺入后保证混凝土不裂。这些误导会使

用户不能正确使用膨胀剂，容易出现工程裂渗事故。

三、设计中注意问题

建筑结构裂渗控智是个系统工程，许多设计单位推荐使用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土作为一个防裂措施，但他们对膨胀剂正确使用不了解，也存在一些误区，应予以纠正。

1.在设计图纸上指明厂家是违规的，可推荐膨胀剂品牌，但不应指定掺量。合理的说明是:“采用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土、强度等级、抗渗标号、混凝土水中14d限制膨胀率大于0.015%(或者根据不同结构部位提出更高的膨胀率)。”这样，可由用户选择膨胀剂

品牌及其合理掺量，达到设计要求。

2.混凝土变形(膨胀和收缩)与限制是个矛盾的统一体。膨胀要通过钢筋和邻位约束

才能在结构中建立预压应力。所以，要求设计者采用细而密的配筋原则，个别开口部和墙柱连接处由于应力集中易开裂，应增添附加钢筋。由于墙体难施工、养护差，受外界温差影响大，易出现纵向裂缝。要求墙体的水平构造筋的间距小于150 mm，配筋率在0.5%左右。在墙中部lm范围内，水平筋的间距加密至80 mm-100 mm，形成一道“暗梁”，以平衡收缩应力;水平筋应放在受力竖筋外侧，确保混凝土保护层厚度。

3.掺膨胀剂混凝土的后浇缝间距可延长至60 m，超过60m的超长结构，可用2m宽的膨胀加强带代替后浇缝，采用连续式或间歇式的无缝设计和施工方法。