补偿收缩混凝土

补偿收缩混凝土

用混凝土膨胀剂拌制的微膨胀混凝土称为补偿收缩混凝土。在钢筋和邻位限制下，这种混凝土在结构中建立0.2-0.7MPa预压应力，可防止或大大减轻混凝土硬化过程产生的收缩裂缝，从而达到抗裂防渗的结构自防水的目的，能收到明显的社会效益和经济效益。这一新技术给建筑防水设计和施工带来很大进步，正在被日益广泛地推广应用。以UEA、ZY、AEA为代表的硫铝酸钙类膨胀剂，从1988年开发应用至今，已应用约300万吨，折合补偿收缩混凝土约7500m3，应用于全国各种防水工程效果良好。

《UEA补偿收缩混凝土防水工法》(YJGF22-92)自1992年实施以来，具有实际的指导作用。鉴于《混凝土膨胀剂》建材行业标准（JC476-2001）和《混凝土外加剂应用技术规范》（GBJ50119-2003）已修定，实施，原工法已不适用。根据十年来的施工经验，在原工法基础上进行修定。本工法适用于掺膨胀剂的补偿收缩混凝土结构防水的设计与施工。

1．工法特点

1.1 施工简便、灵活，可取消外防水层的施工工序，缩短工期。

1.2 建筑结构承重与防水功能合二为一，使防水有效年限和结构寿命相同。

1.3 特别适用于体型复杂，超长结构和大体积混凝土结构防水，解决通常附加防水层做法难以处理的困难，并能确保防水质量。

1.4 对于超长结构，后浇缝间距可延长至50m，后浇缝可在14d后回填膨胀混凝土。超过50m时，可用膨胀加强带代替后浇缝连续浇筑混凝土。

1.5 由于混凝土自身的致密特点，若因某种原因出现渗漏，位置直观，易于判断，修补方便。

2．适用范围

凡要求抗裂防渗、接缝和填充用的混凝土工程和构件，都可以使用补偿收缩混凝土，就土建工程而言，特别适用于：

2.1 建筑物地下室、地下构筑物等。

2.2 建造水池、游泳池、污水处理池、水塔和贮罐等。

2.3 建造地铁、隧道、水利水电、海工等防水构筑物等。

2.4 超长楼板、体育场看台、防辐射混凝土构筑物等。

2.5 刚性防水屋面、梁柱接头、后浇缝的填充混凝土、机械设备和补强的二次灌注等。

3．结构防水基本原理

补偿收缩混凝土是一种微膨胀混凝土，当膨胀剂加入普通水泥和水拌合后，水化反应形成膨胀性水化物钙矾石（C3A•3CaSO4•32H2O）或Ca(OH)2，这是它的膨胀源。

当混凝土膨胀时对钢筋产生拉应力，与此同时钢筋也对混凝土产生了相应的压应力。一般来说，在钢筋混凝土结构中建立0.2-0.7MPa预压应力，这就相当于提高了混凝土的早期抗拉强度，同时推迟了混凝土收缩的产生过程，抗拉强度在此期间得到较大的增长，当混凝土开始收缩时，其抗拉强度已增长到足以抵抗收缩产生的拉应力，从而防止和大大减轻混凝土的收缩开裂，达到抗裂防渗的目的。

结构自防水的前提是控制有害裂缝，关键要解决钢筋混凝土硬化过程中的收缩变形。补偿收缩混凝土具有抗裂防渗的双重功能，这是其他外加剂防水混凝土所不具备的。

4．设计注意事项

补偿收缩混凝土结构设计与普通钢筋混凝土结构设计基材相同，鉴于补偿收缩混凝土的限制膨胀要用钢筋和邻位约束才能产生预压应力，对设计要求是：4.1 根据《混凝土外加剂应用技术规范》GBJ50119-2001规定，补偿收缩混凝土最重要的技术指标是限制膨胀率。设计者应在设计图纸上注明：“采用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土，强度等级、抗渗标号、水中养护14d的混凝土限制膨胀率≥0.015％（或更高些）。”

4.2 补偿收缩混凝土设计规范与普通钢筋混凝土设计规范基本相同。

4.3 鉴于墙体受施工养护和外界温差影响较大易开裂，水平构造筋的间距宜小于150mm，配筋率宜在0.4-0.6％。由于墙体受底板或楼板的约束较大，混凝土胀缩不一致，宜在墙体中部设一道水平筋间距为80－100mm，高1000mm的“水平暗梁”。墙体混凝土的限制膨胀率设计宜大于0.25%。

4.4 对于墙体与柱子相连的档土墙，易在离柱子1－2m处出现应力集中的纵向裂缝，宜插入1.5-2.0m水平附加筋，插入柱子中200－300mm，插入墙体中1200－1600mm，该处配筋提高10－15％。

4.5 结构开口部和突出部位应添增附加筋。

4.6 采用补偿收缩混凝土时，底板后浇缝最大间距可延长至50m。超过50m的超长结构可用膨胀加强带替代后浇带，加强带宽度为2m，带两侧用Φ2铁丝网拦隔，并用钢筋加固。带外用限制膨胀率大于0.015％的补偿收缩混凝土浇筑，带内用限制膨胀率大于0.03％、强度等级提高5MPa的膨胀混凝土浇筑，可用连续式或间歇式循环浇筑而不留后浇缝。但由于边墙受施工养护和温差影响大，应以50m左右分段浇筑，每段之间设一道2m宽膨胀加强带，带两侧设钢板止水板，浇筑后14d可用大膨胀混凝土回填。

5．混凝土配合比设计

5.1 原材料选择

膨胀剂质量应符合《混凝土膨胀剂》JC476-2001标准。水泥选用ISO32.5号以上水泥，粗骨料粒径不宜大于4.0cm，且含泥量小于1％，细骨料宜用中砂、细度模数≥2.6，含泥量小于2％。减水剂等化学添加剂和粉煤灰、矿渣粉等掺合料应符合有关国家标准。水为自来水或洁净河水。

5.2. 混凝土配合比设计

原则上，普通型膨胀剂掺量（替代胶凝材料率）为10－12％，对于低掺的高性能膨胀剂为7－8％。但是，由于水泥的活性和组成不同，化学添加剂的品种和掺量不同，必须根据现场原材料和混凝土坍落要求，以及GBJ50119-2003规范要求，配制的补偿收缩混凝土应达到水中14d的限制膨胀率≥0.015％；填充性膨胀混凝土水中14d限制膨胀率大于0.025%，同时达到设计强度等级和抗渗标号。应根据不同结构部位的限制膨胀率设定值确定膨胀剂的掺量。

5.3 膨胀剂掺量的计算方法：设基准混凝土配合比中水泥和粉煤灰掺合料用量分别为C0、F0，膨胀剂取代胶凝材料率为K。

A. 胶凝材料为水泥和膨胀剂时，

膨胀剂掺量E＝C0•K，水泥用量C＝C0－E

B. 胶凝材料为水泥，粉煤灰等掺合料和膨胀剂时，