补偿收缩混凝土的合理应用摘要 : 根据我国补偿收缩混凝土在实际应用存在的问题，结合产品标准和应用技术规范的修订，提出正确适当的使用混凝土膨胀剂，可供设计、施工和混凝土搅拌站的技术人员参考。 关键词 ： 混凝土 膨胀剂 一 引言普通混凝土是用途极广的建筑材料。由于它的极限延伸率较低，在干缩、徐变、温度等作用下易引起开裂，导致混凝土工程渗漏、钢筋锈蚀，影响使用功能和使用寿命。为解决此问题，国内外工程界在材料、设计和施工等多方面开展了许多研究工作。在材料方面，国内外学者一致认为采用膨胀剂或膨胀水泥配制的补偿收缩混凝土代替普通混凝土是较理想的材料，这主要有两个原因：一是水泥石水化硬化过程中产生的体积膨胀，在钢筋等限制条件下，补偿收缩混凝土产生的 0.20.7MPa 预压应力(即自应力)能抵消或部分抵消由混凝土干缩、徐变、温度等引起的拉应力，从而提高混凝土工程的抗裂性能；二是由于钙矾石的填孔作用，使水泥石中的大孔变小，总孔隙率减小，从而改善混凝土的孔结构，提高了混凝土的抗渗性能。从我国各种抗裂防渗工程应用补偿收缩混凝土十多年的实践来看，总的效果是良好的，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，这值得我们深思和在工程实践中进一步总结经验教训。二、 膨胀剂的选用 膨胀剂的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，它广泛应用于各种抗裂防渗混凝土，但有些设计、科研和高校的专家学者反映，补偿收缩混凝土由于膨胀剂选用不当，使得工程裂渗事故有随用量激增而呈增多之势，所以选用恰当的膨胀剂是配制补偿混凝土的一个重要环节。 经验证明膨胀剂的选用，一般应注意以下两点：首先是要选用合格的膨胀剂。根据建材行业 JC476-2001 标准，膨胀剂是否合格主要看三项指标：一是碱含量0.75，二是水中 7d 限制膨胀剂0.025，三是掺量12（北京市建委规定掺量8才能入市） 。因此对于工程中用来配制补偿收缩混凝土的膨胀剂都应该通过用户自检部门或委托有关咨询单位复检，检验它是否达到混凝土膨胀剂建材行业 JC476-2001 标准，合格者才能使用，避免假冒伪劣膨胀剂流入市场影响工程质量。其次是要注意选用恰当类型的膨胀剂。目前我国生产的膨胀剂有三大类型：硫铝酸钙类（如 UEA、AEA、PNC、FS、PPT 等） 、氧化钙-硫铝酸钙类（如 CEA）和氧化钙类。不同类型的膨胀剂具有不同的特性（如含 CaO 的膨胀剂，其中的 CaO 水化生成 Ca(OH)2产生膨胀，但 Ca(OH)2在压力水下易溶解，所以 GBJ119 规范中规定含 CaO 膨胀剂不得使用在地下，海工等防水工程中） ，因此用户应根据不同性质的工程，选用恰当类型的膨胀剂。三、 补偿收缩混凝土使用中存在的主要误区现在发现不少同事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。如在设计中对膨胀剂是内掺还是外掺、当有粉煤灰等掺合料时该如何设计没给出明确的设计说明 。 根据混凝土外加剂应用技术规范GBJ119 规定：膨胀剂掺量是按等量取代胶凝材料的内掺法。当基准混凝土的水泥用量为 C0，膨胀剂掺量为 K 时，则 膨胀剂 E =0K (kg/m3) 水泥 CC0E （kg/m3） 当混凝土中掺入粉煤灰等掺合料（FA0）时，则膨胀剂分别取代水泥和粉煤灰，即： 膨胀剂 E（C0FA0）K(kg/m3) 粉煤灰=FA0（1K）(kg/m3) 水泥 CC0(1K) （kg/m3） 由于各厂生产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，因此在实际施工中试验室工作人员应根据以往的经验确定基准混凝土的水泥和粉煤灰的单方用量，然后再按上式计算膨胀剂的掺量。 2某些施工单位在使用补偿收缩混凝土时一般只测掺膨胀剂混凝土的坍落度、强度和抗渗标号，而不测混凝土的限制膨胀率，存在“掺就灵”的盲目思想。 根据 GBJ119 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（测定方法是用 100100300mm 试件，中间预埋入 10mm 限制钢筋骨架。当混凝土强度达到 35MPa 时脱模，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）, 这就要求在施工中使用的补偿收缩混凝土，不仅要满足混凝土坍落度、强度和抗渗标号,而且必须达到限制膨胀率的设计要求。考虑到不同结构部位的抗裂要求以及新标准下水泥配料的变化(根据 ISO 水泥标准，各水泥厂为了达到 ISO水泥标号，一般都把水泥熟料中的 C3S 和 C3A 提高，水泥比表面积提高到350400M2/kg，水泥收缩率会增大),因此在实际施工中使用的补偿收缩混凝土，必须根据不同结构的抗裂要求以及工地使用原材料的不同，通过不断调整膨胀剂掺量来试配补偿收缩混凝土，使配置的补偿收缩混凝土在坍落度、强度、抗渗标号、限制膨胀率都能满足设计要求。此外有些单位把膨胀剂当防水剂使用，笔者认为这是可行的，这是因为一般防水剂的功能是提高混凝土抗渗性能，而膨胀剂可以解决混凝土结构的抗裂，不裂就不渗，从而达到补偿收缩的抗渗作用。 3在施工中以 7d 混凝土强度降低为理由而少掺膨胀剂。实践证明，混凝土在掺入膨胀剂 17d 内，强度试件处在自由状态，由于钙矾石膨胀对水泥结构有微小破坏，所以 7d 抗压强度确实比比空白混凝土下降 10左右，但试验表明 28d 强度完全可以达到设计标号。在实际工程中，由于混凝土结构受到钢筋和邻位的约束，带模养护 28d 的膨胀混凝土试件的限制强度比自由强度高 10-15。因此把膨胀剂视为早强剂，以 7d 混凝土强度降低为理由而少掺膨胀剂是不正确的。我们不能以 7d 自由强度作判断，应以 28d 限制强度是否达到试验强度为准。试验表明，掺膨胀剂混凝土 7d 抗压强度达到28d 试配强度的 65便可达标。 4、膨胀剂的使用拘泥于厂家的推荐掺量。如 UEA 厂家推荐掺量为 10-12%，但在实际工程中如后浇带或膨胀加强带，必须用大膨胀混凝土填充，这就要求混凝土膨胀率必须达到 0.035-0.045，标号提高 5MPa，而要达到这一要求，膨胀剂的掺量为 1415，如只限于掺 12就不能满足设计要求，有可能开裂。因此膨胀剂的使用不能完全拘泥于厂家的推荐掺量，应根据不同结构部位的要求，科学地掺入不同数量膨胀剂，才能达到补偿收缩的效果。 四、施工中应注意的问题 1加强施工现场管理。笔者发现有些工程用了膨胀剂，但混凝土仍开裂，经多次调查发现出现这种结果的主要原因是工地或搅拌站不按混凝土配合比掺入膨胀剂。笔者发现，试验室的混凝土配合比是正确的，但因为许多工地和搅拌站没有专门的膨胀剂计量装置，实际操作的民工以斗代秤加料，由于监督不严或马虎，民工加料具有很大的随意性，大多是少掺，如原设计掺 UEA12%，实际只掺 8，结果混凝土达不到预期的补偿收缩效果，开裂就不足为怪了。因此，在施工中加强对工地和搅拌站的管理，严格按混凝土配合比添加膨胀剂，确保膨胀剂掺量的准确性，是保证工程质量的重要措施。 2应注意适当延长拌合时间。为了保证膨胀剂和水泥、减水剂拌合均匀，提高其匀质性，多年的施工实践证明，在现场拌制补偿收缩混凝土时，除震捣要按施工规范进行外，拌合时间应比普通混凝土延长 40s。 3加强膨胀混凝土的养护工作。由于膨胀混凝土要有充分湿养护才能更好地发挥其膨胀效应，因此应严格按规范要求充分养护，其养护期一般不小于 14d。 五、结语 建筑结构裂缝控制是个系统工程，由于近十多年来商品混凝土的普及应用，高强度混凝土向强度发展，这些因素导致钢筋混凝土结构开裂的机率增多。掺膨胀剂的补偿收缩混凝土在防止和大大减轻混凝土开裂作出了积极贡献。但在膨胀剂使用过程中由于存在一些误区，往往达不到预期的抗裂效果。本文结合混凝土膨胀剂修改标准 JC476-2001 和混凝土外加剂应用技术规范GBJ119 修改内容，提出选用与使用膨胀剂的个人之见，以供工程界同仁参考，希望对提高我国补偿收缩混凝土的应用技术水平有所帮助，不妥之处请多指教。