[摘 要] 掺加适量膨胀剂可补偿混凝土的收缩，使混凝土结构达到较好的裂渗控制效果，讨论了补偿收缩混凝土及膨胀剂在应用中应注意的一些问题。
[关键词] 混凝土膨胀剂；补偿收缩混凝土；裂缝控制
[中图分类号] TU528.55 [文献标识码] B [文章编号] 1009－0142（2006）01－0056－02
水泥浆在硬化过程中会产生体积收缩，混凝土在使用过程中也会因各种物理和化学的原因而产生体积的收缩。无论哪种收缩逗因受到约束作用而产生拉应力，当拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土就出现裂缝。在混凝土中掺加膨胀剂，依靠膨胀剂本身或与水泥中某些组分的反应，生成具有微膨胀效应的水化硫铝酸钙（钙矾石）或氢氧化钙等，在约束条件下产生有制约的膨胀，建立0.2~0.7 MPa 的预压应力，使混凝土的抗压强度和抗拉强度有较大幅度的增长，补偿由于混凝土的收缩而产生的对混凝土的拉应力，从而起到控制裂缝的目的。本文针对补偿收缩混凝土及膨胀剂在应用中应注意的一些问题进行讨论。
1 关于膨胀剂的选择
选择膨胀剂时要考虑与水泥和外加剂的相容性。掺入膨胀剂一般并不影响水泥混凝土的和易性与凝结硬化速率，但由于水泥水化速率对混凝土强度和膨胀值的影响较大，若与缓凝剂共同使用时，就会使混凝土的膨胀值过大，如果没有适当的限制，也导致混凝土强度的降低。因此膨胀剂与外加剂复合使用前应进行试验验证。所以，为了防止收缩裂缝，闲则膨胀剂时，即要考虑干缩后剩余膨胀率，又要使“落差”尽量小。
膨胀剂的性能指标要满足《混凝土膨胀剂》（JC476-1998）的要求：7 d 水中养护的限制膨胀率不小于0.025%，水中28 d不大于0.10%，空气中28 d 不小于45 MPa；为防止掺入膨胀剂后引发碱-集料反应或出现氯离子腐蚀钢筋的问题，膨胀剂的碱当量（Na2O+0.658K2O）不得大于0.75%，复合膨胀剂的氯离子含量不得大于0.05%。
由于膨胀剂本身具有活性，视为水泥的一部分，故采用等量取代水泥的内掺法。混凝土的限制膨胀值随着膨胀剂掺量的增加而增大，掺量的多少决定着膨胀值的大小。掺入膨胀剂后，要求膨胀量能补偿混凝土的收缩，实践证明，掺量过大，也会造成混凝土结构的破坏。由于我国水泥大多数掺入混合材，其活性不同，膨胀剂替代水泥率也有所差异，其掺量依据必须达到补偿收缩混凝土的技术性能指标。目前我国大多数膨胀剂的推荐掺量是10%~12%，个别为8%~10%，但最终以混凝土限制膨胀率为准，并考虑膨胀剂的类型、和用量、水灰比、外加剂等综合因素，通过试验确定掺量。
2 关于膨胀剂对冷缩的补偿
专家认为：地下建筑物受干燥收缩与温度变化的影响不大。因为地下建筑物长期处于潮湿状态下，混凝土含水膨胀，且设于地下，受四季冷热和日夜湿度变化的影响较小。但值得注意的是，有很多在夏季施工完的地下工程，到第二年春天发现裂缝，主要原因是对冷缩估计不足，而补偿收缩混凝土对冷缩补偿有限；夏季浇筑的混凝土由于养护结束至回填的时段较长，干燥收缩与季节变化的温度下降缩引起的收缩互为促进，回填土后由于保温保湿养护作用，混凝土又恢复一定的膨胀，所以施工完的地下结构应该及早回填。
3 补偿混凝土的配制和施工
（1）水泥用量会影响膨胀率，故水泥称量要求准确。补偿收缩混凝土需水量大，而用水量增加，膨胀率减小且干缩率增大，所以应在允许条件下尽量少加水。
（2）补偿收缩混凝土拌合物粘稠，无离析和泌水现象，因此，泵送性能很好，宜于泵送施工。由于不泌水，凝结时间短，容易产生早期塑性收缩裂缝，所以，抹面和修整的时间可以提早，不宜过晚，并注意早期养护。拌合之后，如运输合停放时间较长，坍落度损失将引起施工困难，此时，不允许再添加拌合水，以免降低强度和膨胀率。
（3）水泥品种影响水化热的高低和膨胀率。施工单位采用早强水泥，以利拆模，但早强与缓凝相互矛盾，拆模过早会发生侧胀而引起裂缝：侧墙拆模过早，墙体侧向五约束，且侧墙较薄，在施工未做温控的条件下使混凝土的温度梯度增大，加上养护不充分、天气干燥等因素，很容易出现裂缝。
4 关于补偿收缩混凝土的养护
膨胀剂在水泥水化过程中，需要较多的水分，且其他水化物的水化过程需要持续较长的时间，膨胀剂只有与水泥均匀混合，通过充分水化才能实现要求达到的膨胀率。补偿收缩混凝土浇筑后两周内就可达到全部膨胀值的60%~80%，保湿养护十分重要。浇筑后，立即开始养护，养护时间不少于7d，以充分供应膨胀过程中需要的水分。如养护不充分，水泥不能充分水化，膨胀剂的作用也就不能充分发挥，膨胀剂中未反应的组分在混凝土使用期间，在合适的条件下会产生二次钙矾石而造成破坏。
对于大体积混凝土，其配筋以内混凝土处于筋力的限制状态，补偿收缩混凝土对混凝土中心温度与表面温度之差的补偿很有效，而表面混凝土处于自由状态，对表面温度与环境温度之差的补偿有限，因此表面必须进行蓄水养护，文献介绍了“一流式稻田状养护法”蓄水养护法。减小混凝土温差应力，避免表面裂缝，效果较好。另外，亦可采用洒水和用塑料薄膜覆盖进行养护。
5 徐变对补偿收缩混凝土的影响
在混凝土湿养护期内，也就是膨胀阶段，混凝土中产生压应力，引起受压徐变，有使限制膨胀率减少的趋势，但由于一般压应力较小，且时间也短，所以，影响极小。只有在大限制条件下，混凝土压应力较高时，才产生较大的变压徐变，对补偿收缩能力有不利影响。当混凝土开始收缩后，混凝土的压应力开始减小，受压徐变也随之减小，当混凝土中产生拉应力时，受拉徐变也随之产生。受拉徐变增加了混凝土的拉伸变形能力，并能提高混凝土的极限延伸率，有利于防止混凝土的开裂。所以，为提高补偿收缩混凝土的徐变，可采用掺加外加剂、选用弹性模量较低的骨料等方法，以减少混凝土的开裂。
6 补偿收缩混凝土的耐久性
补偿收缩混凝土在周围有约束的条件下，产生侧向挤压力，使混凝土密实，抗渗性及抗冻性均优于普通混凝土。所以，以硅酸盐水泥熟料为主要组分的补偿收缩混凝土，由于碱度较高，钢筋在其中无锈蚀危险；碱度较低的补偿收缩混凝土，如果膨胀率较小，在限制条件下，密实性较好，锈蚀也较轻微。如果自由膨胀率太大，且钢筋保护层混凝土强度和密实性下降很多时，会引起钢筋的严重锈蚀，使混凝如的耐久性降低，因此对自由膨胀率应加以控制。一般，控制自由膨胀率/限制膨胀率=2~10．
