[摘 要] 在混凝土结构施工中, 混凝土裂缝的控制是一个很重要的课题。由于水泥在水化反应中释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用, 会产生较大的温度应力和收缩应力, 这将成为混凝土结构出现裂缝的主要因素。膨胀剂在提高建筑施工速度、裂缝的控制方面产生了深远的影响。
[关键词] 混凝土添加剂; 膨胀剂
[中图分类号] TU528104214
[文献标识码] B
[文章编号] 1009 - 0142 (2006) 03 - 0037 - 01
1 膨胀剂机理
UEA掺入混凝土中, 经水化反应可生成大量的膨胀结晶水化物———钙矾(C3A·3CaSO4 ·32H2O) , 使混凝土产生适度膨胀, 在钢筋和邻位的约束下, 在结构中建立012 ～017MPa的预压应力, 起到补偿收缩的功效, 使混凝土的孔结构和孔级配明显改善, 内部结构更加致密, 提高了混凝土的抗渗能力, 所以, UEA - IV是具有抗裂防渗双功能的混凝土膨胀剂。由于各类膨胀剂生产工艺不尽相同, 生产质量控制情况不一样, 膨胀剂质量也不尽相同。膨胀剂掺入混凝土中制成的补偿收缩混凝土在本质上与普通混凝土差异不大, 但施工要求与普通混凝土不大一样。
2 膨胀剂应用范围
膨胀剂产品主要用于要求抗裂、防渗、填充用混凝土工程和水泥制品。地铁、地下停车场、隧道、矿井、人防工程等地下建筑物。水池、游泳池、水塔、贮罐等高抗渗建筑物、刚性自防水屋面、砂浆防渗层、砂浆防潮层。体育场看台、城市雕塑像等外观完美、高抗裂要求的建筑物。高速公路路面、桥梁混凝土面层、涵洞、高强度高抗渗竖井、大坝回填槽填充混凝土。
3 膨胀剂的适应性
膨胀剂原则上与五大类水泥通用, 但由于五大类水泥矿物组成、化学成分不相同, 膨胀剂所表现的情况也不同, 在工程使用前一定要做水泥与膨胀剂的限制胀率检测, 调整好膨胀剂的掺量。膨胀剂对水泥适应性应兼顾膨胀剂的两大重要功能: 一是提供强度, 提高抗渗能力; 二是补偿收缩, 两者统一。因此工程中选用膨胀剂时(特别是在超长无缝施工中) , 同一掺量的膨胀剂, 只要强度满足要求, 宜采用限制膨胀率大的膨胀剂。钙矾石类膨胀剂中含有硬石膏的组分, 由于硬石膏对外加剂的粒子具有一定的吸附作用, 在不同温度条件下作用的程度也不同。另外, 由于水化生成大量的钙矾石产物吸收大量的水, 对施工产生一定的不利因素。因此, 施工中对搅拌工艺应进行相应的改进, 如采用二次加水搅拌或外加剂滞后掺入的形式, 即可很好地解决这一问题。现在很多膨胀剂的混凝土坍落度损失快的问题, 已生产出复合高效型的膨胀剂系列以满足不同情况下商品混凝土的泵送需要。
4 施工方法及注意事项
(1) UEA掺入水泥中, 可拌制成补偿收缩混凝土、填充性膨胀混凝土等。
(2) 鉴于UEA 与水泥、掺合料和减水剂存在适应性,掺UEA的补偿收缩混凝土配合比设计要根据GBJ119 《混凝土外加剂应用技术规范》进行适配, UEA掺量除满足设计强度等级和抗渗标号外, 其混凝土水中14 d限制膨胀率应大于01015%。为确保补偿收缩混凝土的质量, 必须按混凝土配合比投料, 尤其UEA - IV掺量应准确, 不得少掺和误掺, 否则, 难以达到抗裂防渗的效果。掺UEA混凝土拌合时间比普通混凝土延长60 s, 使之均匀。
(3) 施工时, 混凝土震捣必须密实, 不能漏震, 也不能过震。浇注完的混凝土不能受阳光直射, 应及时用草席覆盖。混凝土硬化后须有专人负责养护, 墙体应挂草袋保水或喷洒养护剂, 养护时间不少于14 d, 确保混凝土早期湿润状态是发挥膨胀效能的关键。冬季施工时, 当混凝土稍硬后,须盖上塑料薄膜和二层草席或保温棉被, 以保温、保湿。
(4) 墙体模板拆除时间宜在混凝土浇筑后第五天, 冬季适当延长。拆模后, 混凝土暴露面, 特别是外壁受阳光直射, 很快就会干燥, 必须用湿草席, 薄膜类覆盖养护。拆模后的混凝土如出现蜂窝狗洞, 可把松浮出剔除, 再用掺UEA的砂浆或豆石混凝土修补完好。
(5) 掺用UEA的补偿收缩后浇带间距可延长至60 mm,采用无缝设计与施工时, 可取消伸缩缝。施工温度低于5 ℃时应采取保温措施。
(6) 补偿收缩混凝土的施工方法与普通混凝土基本一致, 而有些施工单位在此问题上没有重视, 第一, 生成的水化产物填充混凝土的空隙, 改善孔结构, 降低孔隙率; 第二, 限制状态可以改善混凝土的应力状态, 补偿收缩产生的应力, 使结构更为致密。产生裂纹的原因主要是: ①加入膨胀剂的混凝土比不掺膨胀剂的混凝土表面的保水性和泌水性要好, 一旦水分蒸发过快, 由于毛细管的水之间作用力在终凝前大于浆体的粘合力, 特别是在大气流动很大或炎热天气的情况下表现更为突出, 而出现裂缝。此外, 终凝前没有做好二次抹压的工序, 而仅以找平代替二次抹压; ②膨胀剂混凝土要求起始养护时间较普通混凝土早, 按普通混凝土的养护方法养护是出现龟裂的重要原因之一; ③膨胀混凝土施工中凝结后应避免搅动, 一旦搅动可能会产生顺筋开裂, 降低钢筋与混凝土的握裹力, 同时也降低其防水及其它性能。(7) 无缝施工时主要要解决的问题有几个方面:膨胀剂掺量准确性及区域划分、加强带位置及距离的选定、带内带外混凝土隔离的有效办法、温度钢筋的布设、突变截面抗裂钢筋的布置及施工组织设计等。另外,对于各区域混凝土界面隔离必须清晰,薄的地方可用木板隔离,厚的地方应用钢丝网隔离并固定牢靠,使加强带对两边的混凝土起到“木楔块”作用。
