摘要：為解決混凝土結(jié)構(gòu)自防水問題，膨脹劑應(yīng)運(yùn)而生，應(yīng)用于許多工程中，取得了良好的抗裂、防滲效果。本文介紹了補(bǔ)償收縮混凝土的原理、配合比設(shè)計(jì)原則、施工養(yǎng)護(hù)方法以及施工過程中應(yīng)注意的問題。
　　關(guān)鍵詞：補(bǔ)償收縮混凝土，配合比設(shè)計(jì)，施工養(yǎng)護(hù)方法
　　1前言
　　在一般的工業(yè)與民用建筑中，現(xiàn)澆的超長構(gòu)件很容易由溫度應(yīng)力引起裂縫，這類結(jié)構(gòu)通常以伸縮縫或施工縫來釋放溫度應(yīng)力。在工程中，通常會(huì)采用后澆帶的做法來避免伸縮縫帶來的不便。而伸縮縫較多的結(jié)構(gòu)則要求設(shè)置止水帶，因此增加了特殊材料的運(yùn)用，造成施工麻煩，容易滲漏。補(bǔ)償收縮混凝土是專門針對超長現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展起來的一種新的混凝土品種，通過在普通混凝土的基礎(chǔ)上內(nèi)摻8%～12%的膨脹劑，在結(jié)構(gòu)中建立0.2～0.8MPa預(yù)壓應(yīng)力，以抵消混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力，從而使混凝土不裂不滲。利用補(bǔ)償收縮混凝土控制混凝土裂縫的方法成功地解決了許多超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工裂縫的問題[1]。這種材料的運(yùn)用，有效保證了構(gòu)件的質(zhì)量。
　　2補(bǔ)償收縮混凝土控制裂縫的原理
　　補(bǔ)償收縮混凝土的膨脹機(jī)理是膨脹劑與水泥水化析出的Ca(OH)2反應(yīng)生成鈣礬石，鈣礬石吸水腫脹使混凝土產(chǎn)生膨脹。補(bǔ)償收縮混凝土以自身適度的膨脹抵消收縮裂縫，達(dá)到與限制體的緊密結(jié)合，自身的抗裂性也大為提高，因此避免和減少了開裂的作用。從應(yīng)力方面來講，混凝土的抗拉強(qiáng)度僅相當(dāng)于抗壓強(qiáng)度的7%~11%，混凝土的開裂主要是由于內(nèi)部拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度所致。在限制條件下，其自身的膨脹對限制體產(chǎn)生拉應(yīng)力，與此同時(shí)，限制體對混凝土產(chǎn)生壓應(yīng)力，壓應(yīng)力對拉應(yīng)力有不同程度的抵消作用，從而避免或減少了混凝土的裂縫。應(yīng)變方面，補(bǔ)償收縮混凝土主要產(chǎn)生膨脹和收縮兩種變形，在限制條件下，膨脹產(chǎn)生‘相向變形”，混凝土內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間距減小，使混凝土受壓，不易引起開裂收縮產(chǎn)生“背向變形”，內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間距加大，使混凝土產(chǎn)生受拉，易產(chǎn)生混凝土開裂。一定程度上，限制膨脹的“受壓”抵消限制收縮的“受拉”從而減小混凝土開裂。顯著提高了混凝土的抗裂防滲性能及耐久性和抵抗周圍環(huán)境介質(zhì)侵蝕的能力。適用于結(jié)構(gòu)自防水、抗裂防水混凝土和超長混凝土結(jié)構(gòu)的無縫施工等場合。
　　3補(bǔ)償收縮混凝土的配合比設(shè)計(jì)
　　3.1膨脹劑的選擇
　　膨脹劑的質(zhì)量直接影響補(bǔ)償收縮混凝土的質(zhì)量。對膨脹劑必須堅(jiān)持膨脹性能第一，進(jìn)行綜合評定，并不要求所有指標(biāo)都大于高于標(biāo)準(zhǔn)要求，但需符合標(biāo)準(zhǔn)要求。有的膨脹劑雖然膨脹率高，但干空的收縮率很大，存在膨脹與收縮“落差”太大的現(xiàn)象[1]。因而在選擇膨脹劑時(shí)，首先檢驗(yàn)它是否達(dá)到國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《混凝土膨脹劑》JC476—2001的要求。主要看水中7天限制膨脹率不小于0.025%、摻量不大于12%、堿含量不大于0.75%三項(xiàng)要求。
　　3.2補(bǔ)償收縮混凝土配合比設(shè)計(jì)原則
　　補(bǔ)償收縮混凝土配合比設(shè)計(jì)，原則上與普通混凝土大致相同，除滿足施工性能、設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級和抗?jié)B等級外，必須達(dá)到工程要求的限制膨脹率設(shè)計(jì)指標(biāo)，要遵循強(qiáng)度第一，膨脹第二的原則。
　　1)、膨脹劑的摻量。有人認(rèn)為只要摻加了膨脹劑，配制的混凝土就是微膨脹混凝土，這個(gè)觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。正確的做法是以產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)摻為參考，根據(jù)各個(gè)部位對限制膨脹率的要求設(shè)定不同的摻加，通過試配，在滿足混凝土坍落度、強(qiáng)度和抗?jié)B標(biāo)號情況下，測定其限制膨脹率，必須達(dá)到設(shè)計(jì)限制膨脹率的要求。根據(jù)大量工程實(shí)踐，基于不同結(jié)構(gòu)部位的收縮變形也不同，要求的補(bǔ)償收縮能力自然不同。一般地下工程以底板混凝土的限制膨脹率e=0.015%~0.020%，側(cè)墻e=0.025%~0.035%，后澆帶或膨脹加強(qiáng)帶e=0.035%~0.045%為宜，因此，在對摻加膨脹劑的混凝土的配合比進(jìn)行試配時(shí)，要根據(jù)限制膨脹率的要求通過測定試塊的限制膨脹率來確定膨脹劑的摻量。
　　2)、外加劑。外加劑對混凝土膨脹性能有比較明顯的影響，膨脹劑和外加劑品種不同，其影響結(jié)果也不相同。混凝土外加劑標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，一等品外加劑28天的混凝土收縮率比不大于125%，合格率28天的混凝土收縮率比不大于135%，一般在推薦摻量下，28天摻外加劑的混凝土與空白混凝土的收縮率比在115%~129%的范圍內(nèi)。
　　3)、混凝土塌落度。混凝土的塌落度越大，在同一膨脹劑摻量下的混凝土的限制膨脹越小。故采用泵送混凝土?xí)r，要配制抗裂性好的補(bǔ)償收縮混凝土，必須提高膨脹劑的摻量。
　　4)、混凝土凝結(jié)時(shí)間。混凝土的凝結(jié)時(shí)間太短，水泥的水化反應(yīng)較快，混凝土的早期收縮現(xiàn)象較大，混凝土的凝結(jié)時(shí)間太長，膨脹劑的膨脹能大都分消耗在塑性階段。膨脹劑的混凝土的凝結(jié)時(shí)間宜控制在10~20小時(shí)的范圍內(nèi)。一般厚度的構(gòu)件采用下限，大體積混凝土采用上限。
　　5)、粉煤灰在混凝土中摻加適量的粉煤灰，可明顯改善混凝土的和易性，降低大體積混凝土的水化熱，控制混凝土的溫差收縮應(yīng)力。但粉煤灰對混凝土干縮率的影響目前還沒有統(tǒng)一的觀點(diǎn)，有的人認(rèn)為粉煤灰增大混凝土的干縮率，有的人認(rèn)為基本無影響。不管粉煤灰是增大還是不影響混凝土的干縮率，它對摻膨脹劑的混凝土的膨脹率是有影響的。在配制補(bǔ)償收縮混凝土?xí)r，必須把粉煤灰的量計(jì)入到膠凝材料中，即計(jì)算膨脹劑摻量時(shí)，應(yīng)把粉煤灰的量一并加到水泥中計(jì)算。否則，混凝土的限制膨脹率明顯偏低。
　　因此，在配制補(bǔ)償收縮混凝土配合比時(shí)，應(yīng)增加混凝土限制膨脹率的檢測項(xiàng)目，對混凝土是否確實(shí)具有微膨脹性進(jìn)行實(shí)際檢測。只有這樣，才能更好地或用補(bǔ)償收縮混凝土來控制混凝土的裂縫。同時(shí)，在進(jìn)行補(bǔ)償收縮混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，膨脹劑的摻量要根據(jù)所要求的限制膨脹率進(jìn)行確定。
　　4補(bǔ)償收縮混凝土的施工及養(yǎng)護(hù)方法
　　混凝土的澆筑過程中，一些不規(guī)范的操作可能會(huì)影響膨脹劑效用的發(fā)揮，有些雖然跟膨脹劑無關(guān)，但會(huì)影響混凝土質(zhì)量，甚至產(chǎn)生裂縫從而滲漏。所以，施工單位要嚴(yán)格按規(guī)范施工。根據(jù)規(guī)范要求，補(bǔ)償收縮混凝土的入模坍落度不宜超過14cm。可為了泵送施工方便，施工單位經(jīng)常要求攪拌站加大混凝土的坍落度，更甚者在攪拌車?yán)镫S意加水，嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量。另外，施工單位在施工過程應(yīng)隨時(shí)與混凝土公司調(diào)度協(xié)調(diào)，確保施工現(xiàn)場不壓車，以免混凝土坍落度損失過大而不能滿足泵送要求。混凝土的振搗一定要嚴(yán)格按施工操作規(guī)程進(jìn)行，振搗棒要快插慢拔，振距一定要掌握好，不能漏欠振和過振，以混凝土表面出現(xiàn)浮漿和不再沉落為度。在澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)該在每個(gè)澆筑帶的前后布兩道振動(dòng)器，第一道布在混凝土的卸料點(diǎn)，主要解決上部的振實(shí)，第二道布在混凝土坡角處，確保下部混凝土的密實(shí)。為防止混凝土集中堆積，先振搗出料口處混凝土，形成自然流淌坡度，然后全面振搗，并嚴(yán)格控制振搗時(shí)間、振搗棒的移動(dòng)間距和插入深度，施工時(shí)不得用振搗棒拖趕混凝土。裂縫的存在直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物的滲水，所以每個(gè)澆筑帶的寬度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場混凝土的方、結(jié)構(gòu)物的長、寬及供料情況和泵送工藝等情況預(yù)先計(jì)算好，確保澆筑帶之間軟接茬以避免出現(xiàn)裂縫。
　　補(bǔ)償收縮混凝土要特別加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，特別是一些大體積混凝土，膨脹結(jié)晶體鈣礬石的形成需要大量水，混凝土澆筑后1～7d內(nèi)是膨脹變形的主要階段，應(yīng)特別加強(qiáng)澆水養(yǎng)護(hù)，并嚴(yán)格控制混凝土的降溫速率和混凝土的內(nèi)外溫差。如不養(yǎng)護(hù)或養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，就難以發(fā)揮膨脹劑的補(bǔ)償作用，補(bǔ)償收縮混凝土?xí)�與普通混凝土一樣，也會(huì)產(chǎn)生裂縫。底板或樓板較易養(yǎng)護(hù)，能蓄水養(yǎng)護(hù)最好，一般用麻袋或草席覆蓋，定期澆水養(yǎng)護(hù)。墻體等立面結(jié)構(gòu)，受外界溫度、濕度影響較大，容易發(fā)生豎向裂縫。為此，可采用延長模板的留置時(shí)間、在水平施工縫上澆水的養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，墻體模板拆除時(shí)間不應(yīng)少于3d，模板拆除后繼續(xù)養(yǎng)護(hù)至14d。并進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)。采用這種養(yǎng)護(hù)方式，即能減少混凝土本身的水分的散失速度。又保證了墻體混凝土在早期處于一個(gè)相對地較穩(wěn)定的溫度、濕度環(huán)境，避免了風(fēng)速、太陽暴曬等引起混凝土急劇干縮的因素，有效地控制長墻結(jié)構(gòu)混凝土易產(chǎn)生豎向裂縫的現(xiàn)象。
　　5結(jié)語
　　隨著建筑工程對防水的要求越來越高，水泥細(xì)度的越來越細(xì)，硅酸三鈣含的上升，導(dǎo)致水泥的水化熱也越來越高，從而使混凝土越來越容易產(chǎn)生裂縫，滲漏事故也越來越多，單純的外防水措施應(yīng)用于現(xiàn)代工程已顯得力不從心，采用結(jié)構(gòu)自防水才是解決問題的根本，由此補(bǔ)償收縮混凝土便應(yīng)運(yùn)而生。使用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)可以簡化施工，提高工效和工程質(zhì)量，降低工程造價(jià)，是增加設(shè)計(jì)可靠度的理想手段。其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，施工簡化，成本降低，具有廣泛與長遠(yuǎn)的意義。
　　
　　
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]溫國利.補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)在思安江工程中的應(yīng)用[J].人民長江.2005,36(2);40~42.
　　[2]游寶坤,李乃珍,等.膨脹劑及其補(bǔ)償收縮混凝土[M].北京:中國建材工業(yè)出版社.2005.
　　[3]皮全杰,胡紫日,等.補(bǔ)償收縮清水混凝土在首都機(jī)場3號航站樓的研究與應(yīng)用.混凝土膨脹劑及其應(yīng)用[M].北京:中國建材工業(yè)出版社.2006.