采用膨脹劑抑制混凝土的收縮與開(kāi)裂

  [摘要]長(zhǎng)期以來(lái)，混凝土的收縮開(kāi)裂使建筑結(jié)構(gòu)壽命大大降低，維修費(fèi)用大大增加。自補(bǔ)償收縮理論建立以來(lái)，采用混凝土膨脹劑抑制混凝土的收縮開(kāi)裂是行之有效的控制方法。然而現(xiàn)代混凝土的物性因施工技術(shù)的要求以及膠凝材料和外加劑種類(lèi)性能的影響，溫度收縮和自收縮日益成為引起混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的主要表現(xiàn)。同時(shí)由于水泥生產(chǎn)中熟料礦物的改變，水泥成品細(xì)度的降低，水泥早期強(qiáng)度的提高，致使混凝土早期強(qiáng)度增長(zhǎng)加快，彈性模量、徐變松弛等參數(shù)隨之變化，造成開(kāi)裂趨勢(shì)明顯加大，因此提高混凝土的抗裂性能，已經(jīng)十分必要和緊迫。

  [關(guān)鍵詞]補(bǔ)償收縮 限制膨脹率 防治措施 配合比

  1前言

  影響混凝土開(kāi)裂的原因是多方面的，也是很復(fù)雜的，混凝土裂縫問(wèn)題是水泥混凝土百余年來(lái)都未能很好地解決的技術(shù)難題，它一直困擾著工程界。為解決混凝土裂縫問(wèn)題，設(shè)計(jì)、施工、材料等各個(gè)方面都采取了種種技術(shù)措施，但混凝土裂縫還是經(jīng)常產(chǎn)生。雖然細(xì)小的裂縫不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性帶來(lái)嚴(yán)重影響，而且規(guī)范中也允許構(gòu)筑物帶裂縫工作，但是，從工程的耐久性和滲漏水或腐蝕性介質(zhì)對(duì)鋼筋的銹蝕角度考慮，如能控制混凝土不產(chǎn)生裂縫，無(wú)疑會(huì)提高混凝土工程的耐久性和使用壽命。因此，對(duì)混凝土的裂縫進(jìn)行控制日益受到工程界的重視。筆者認(rèn)為，綜觀國(guó)內(nèi)目前比較成熟的控制混凝土裂縫的方法中，利用膨脹劑配制的補(bǔ)償收縮混凝土控制混凝土裂縫的方法在近十余年來(lái)得到了很快的發(fā)展，除按傳統(tǒng)的方法用于防水混凝土外，還成功地解決了許多超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工的裂縫控制問(wèn)題^[1]。

  如今，用膨脹劑配制的補(bǔ)償收縮混凝土主要用于地下防水工程、超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)工程、大體積混凝土工程等。在已應(yīng)用的工程中，有的工程采用膨脹劑有效地控制了混凝土的裂縫，但由于種種原因，也有一些失敗的工程實(shí)例。在實(shí)際應(yīng)用中，筆者不斷總結(jié)，積累了一些補(bǔ)償收縮混凝土控制裂縫的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)。到2004年底，我國(guó)混凝土膨脹劑生產(chǎn)銷(xiāo)售總量達(dá)400多萬(wàn)噸，折合補(bǔ)償收縮混凝土方量1.2億多立方米。目前全國(guó)膨脹劑年銷(xiāo)量達(dá)到80多萬(wàn)噸?；炷僚蛎泟┥a(chǎn)企業(yè)100多個(gè)廠家，主要品牌有7~8個(gè)。實(shí)踐證明，采用混凝土膨脹劑抑制混凝土的收縮開(kāi)裂是行之有效的控制方法^[2]。

  摻加膨脹劑配制的補(bǔ)償收縮混凝土同普通混凝土一樣，必須遵循設(shè)計(jì)、施工、材料三者緊密結(jié)合的方式來(lái)解決混凝土的裂縫問(wèn)題。認(rèn)為只要摻加了膨脹劑，就能控制混凝土不產(chǎn)生裂縫的"概念"是錯(cuò)誤的。這是因?yàn)?，在設(shè)計(jì)配筋和施工合理的條件下，衡量補(bǔ)償收縮混凝土補(bǔ)償收縮能力的最重要的指標(biāo)是混凝土的限制膨脹率。在實(shí)際應(yīng)用中，必須根據(jù)混凝土設(shè)計(jì)的標(biāo)號(hào)、所用的水泥、外加劑等原材料情況，以及設(shè)計(jì)上的配筋分布和配筋率情況、工程部位的約束狀態(tài)、構(gòu)件的尺寸(長(zhǎng)、寬、厚度等)、施工組織、混凝土的坍落度、是否摻加粉煤灰、膨脹劑的質(zhì)量等進(jìn)行合理的抗裂混凝土配合比的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)和試配補(bǔ)償收縮混凝土配合比時(shí)，除對(duì)混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B等指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)外，最重要的是進(jìn)行混凝土限制膨脹率的設(shè)計(jì)，根據(jù)工程不同部位約束的大小，來(lái)設(shè)計(jì)混凝土的限制膨脹率的大小，從而確定膨脹劑的合理?yè)搅?。凡是限制膨脹率較小的混凝土，大多數(shù)物理力學(xué)性能均與普通混凝土相近或略有改善，對(duì)控制混凝土的裂縫的作用很小或者說(shuō)裂縫比用普通混凝土少一些而已，在易裂的部位自然還會(huì)產(chǎn)生裂縫。

  2 對(duì)收縮與開(kāi)裂的認(rèn)識(shí)問(wèn)題

  正確地認(rèn)識(shí)與評(píng)價(jià)混凝土的收縮與開(kāi)裂，是采取措施有效地減少或避免開(kāi)裂的前提?；炷两Y(jié)構(gòu)由于溫升高而在早期易于開(kāi)裂的問(wèn)題，在于當(dāng)溫度開(kāi)始上升時(shí)混凝土的彈性模量還非常小，因此只有一小部分熱膨脹轉(zhuǎn)化為壓應(yīng)力，這一階段還很大的松弛能力則進(jìn)一步使預(yù)壓力減小，而隨后的冷卻過(guò)程中，彈性模量增大和松弛作用減小導(dǎo)致大得多的拉應(yīng)力產(chǎn)生。

  工程界對(duì)混凝土的收縮問(wèn)題給予了很大的關(guān)注，但引人關(guān)注的并不是收縮本身，而是由于它會(huì)引起開(kāi)裂?；炷恋氖湛s現(xiàn)象有好幾種，比較常見(jiàn)的是干燥收縮和溫度收縮，另外還有就是混凝土的自收縮，還有塑性收縮的問(wèn)題。

  自收縮與干縮一樣，是由于水的遷移而引起。但它不是由于水向外蒸發(fā)散失，而是因?yàn)樗嗨瘯r(shí)消耗水分造成凝膠孔的水分減少，產(chǎn)生所謂的自干燥作用，混凝土內(nèi)部的相對(duì)濕度降低，體積減小。水灰比的變化對(duì)干燥收縮和自收縮的影響正相反，即當(dāng)混凝土的水灰比降低時(shí)干燥收縮減小，而自收縮增大。如當(dāng)水灰比大于0.5時(shí)，其自干燥作用和自收縮與干縮相比小得可以忽略不計(jì);但是當(dāng)水灰比小于0.35時(shí)，體內(nèi)相對(duì)濕度會(huì)很快降低到80%以下，自收縮與干縮則接近各占總收縮的一半^[3]。

  水泥是混凝土組成中必不可少的膠凝材料。當(dāng)水泥水化后成為硬化體，其絕對(duì)體積減少，同時(shí)有少量游離水蒸發(fā)，使混凝土產(chǎn)生毛細(xì)收縮，這種收縮稱(chēng)干燥收縮。同時(shí)水泥水化時(shí)有放熱過(guò)程，其水化熱約為165~450J/g，對(duì)大體積混凝土來(lái)說(shuō)，當(dāng)混凝土中心溫度與外部環(huán)境溫度存在溫度梯度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)溫差效應(yīng)。研究表明，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差10℃時(shí)，其冷縮值達(dá)0.01%。當(dāng)上述二項(xiàng)干縮與冷縮應(yīng)力大于混凝土極限拉伸強(qiáng)度時(shí)，混凝土即產(chǎn)生開(kāi)裂。

  在大體積混凝土中，即使水灰比并不低，自收縮量值也不大，但是它與溫度收縮疊加到一起，應(yīng)力就會(huì)增大，所以在大體積混凝土施工時(shí)就應(yīng)把自收縮作為一項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定和考慮。對(duì)于塑性收縮，在水泥活性高和混凝土溫度較高，或者水灰比較低的條件下也會(huì)加劇引起開(kāi)裂。因?yàn)檫@時(shí)混凝土的泌水明顯減少，表面蒸發(fā)的水分不能及時(shí)得到補(bǔ)充，這時(shí)混凝土尚處于塑性狀態(tài)，稍微受到一點(diǎn)拉力，混凝土的表面就會(huì)出現(xiàn)分布不規(guī)則的裂縫。出現(xiàn)裂縫以后，混凝土體內(nèi)的水分蒸發(fā)進(jìn)一步加快，于是裂縫迅速擴(kuò)展。所以在上述情況下混凝土澆注后需要及早覆蓋。

  3 水泥的性能及其對(duì)收縮與開(kāi)裂影響

  3.1關(guān)于水泥的影響

  我國(guó)水泥ISO標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，加劇了混凝土的溫度收縮和干燥收縮。由于新標(biāo)準(zhǔn)為滿(mǎn)足混凝土早期高強(qiáng)度的需求，促使了水泥生產(chǎn)控制向高C₃S和高C₃A、高比表面積發(fā)展。水泥是制備混凝土的主要原料，水泥質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響混凝土的質(zhì)量。再加上混凝土的低水灰比、高水泥用量造成在約束狀態(tài)下的混凝土因溫度收縮、水化自收縮、干燥收縮和較高的早期彈性模量而產(chǎn)生較大的內(nèi)部應(yīng)力。致使混凝土產(chǎn)生早期裂縫，內(nèi)部不可見(jiàn)的微裂縫，在使用過(guò)程中的干燥環(huán)境中繼續(xù)發(fā)展，是混凝土提早劣化的主要原因^[4]。

  近年來(lái)，采用普通混凝土建造的基礎(chǔ)、墻板、橋梁、隧道襯砌以及其他構(gòu)件尺寸并不大的混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的現(xiàn)象增多。因此水化熱以及溫度變化已經(jīng)成為引起混凝土與鋼筋混凝土約束應(yīng)力和開(kāi)裂的主導(dǎo)原因。受混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展快可以給施工單位提早工期和加快施工進(jìn)度的影響，水泥生產(chǎn)廠家將水泥礦物中的硅酸三鈣(C₃S)含量提得越來(lái)越提高、粉磨細(xì)度越來(lái)越加大。我國(guó)水泥的性能主要是為了滿(mǎn)足加快施工速度，縮短工期并加快模板周轉(zhuǎn)而考慮，C₃S含量高、粉磨細(xì)度大、混合材摻量少的高早強(qiáng)度水泥倍受市場(chǎng)歡迎。與此同時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等級(jí)也在不斷提高，促使混凝土單位水泥用量迅速增長(zhǎng)，高強(qiáng)混凝土(主要是高早期強(qiáng)度)的推廣應(yīng)用，則助長(zhǎng)了這一趨勢(shì)的發(fā)展。

  但是隨著低水灰比(或水膠比)高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用，結(jié)構(gòu)物早期開(kāi)裂的現(xiàn)象日益突出，引起了人們的關(guān)注。有事實(shí)證明，高強(qiáng)混凝土的早期開(kāi)裂較為突出，這不僅僅是水化熱的結(jié)果，由于自干燥作用產(chǎn)生的自收縮和高C₃S的水化反應(yīng)，也是重要的原因。結(jié)構(gòu)混凝土或大體積混凝土意外地出現(xiàn)開(kāi)裂，問(wèn)題不能全部歸因于施工單位，應(yīng)該說(shuō)與混凝土的各種原材料以及材料性能、混凝土設(shè)計(jì)、配合比等諸多因素有關(guān)，混凝土的高強(qiáng)度與高耐久性能以及裂縫控制問(wèn)題有待人們進(jìn)一步開(kāi)展深入的研究^[5]。

  3.2關(guān)于水泥品質(zhì)的影響

  不同水泥廠生產(chǎn)的同一品種水泥，只要是技術(shù)指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，通常就認(rèn)為品質(zhì)是一樣的，其實(shí)不同品種的水泥對(duì)開(kāi)裂的敏感性可能差別很懸殊，德國(guó)的Springenschmid教授根據(jù)在開(kāi)裂試驗(yàn)架進(jìn)行大量的試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)不同因素降低混凝土開(kāi)裂溫度的作用進(jìn)行了比較^[6]，見(jiàn)下表數(shù)據(jù)。

  Springenschmid估計(jì)應(yīng)力的1/3來(lái)自溫度收縮，2/3來(lái)自干燥收縮?；炷猎诟鞣N不同情況下的開(kāi)裂有著相當(dāng)復(fù)雜的、多方面的原因。例如，因?yàn)樽陨硎湛s的特點(diǎn)，所以高強(qiáng)混凝土在澆注后需要及早開(kāi)始濕養(yǎng)護(hù)，尤其當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度、環(huán)境溫度較高時(shí)更要注意。現(xiàn)行規(guī)范中對(duì)普通混凝土加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)的措施，對(duì)高強(qiáng)混凝土就要理解為及早，而不是延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間問(wèn)題。開(kāi)始濕養(yǎng)護(hù)時(shí)就需要拆除模板，至少要松動(dòng)，而這在工程中往往難以實(shí)現(xiàn)，于是剛一拆模就發(fā)現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮了。

  由上述結(jié)果可以看出，水泥品質(zhì)的影響十分顯著。根據(jù)工程實(shí)踐和混凝土抗裂要求，一般含堿(Na₂O、K₂O)量低、硫酸鹽含量(相對(duì)于鋁酸鹽而言)多、粉磨細(xì)度較適中的水泥抗裂性能較好。有些人認(rèn)為水泥的細(xì)度、C₃S礦物含量高的早強(qiáng)水泥不會(huì)對(duì)混凝土開(kāi)裂有太大的影響是錯(cuò)誤的，水泥細(xì)度過(guò)細(xì)也是導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂非常重要的原因之一。

  4 減少或防止混凝土開(kāi)裂的幾點(diǎn)措施^[7]

  4.1利用膨脹劑來(lái)改善混凝土的抗裂性能是行之有效的方法

  在具體工程中的使用要考慮很多實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，因?yàn)榕蛎泟┑氖褂眯Ч艿皆S多外界條件因素的影響，包括混凝土的配合比設(shè)計(jì)、膨脹劑的品質(zhì)與摻量、養(yǎng)護(hù)條件、澆注溫度等。正確地使用膨脹劑，不失為一個(gè)避免或減少裂縫的有效措施，如果采用上述措施應(yīng)該能獲得良好的使用效果。質(zhì)量較好的膨脹劑的技術(shù)性能，14d濕養(yǎng)條件下可發(fā)揮80%以上的膨脹能，在鋼筋和鄰位的限制作用下，膨脹能轉(zhuǎn)化成予壓應(yīng)力，它可抵消混凝土收縮所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而防止和減少混凝土因收縮產(chǎn)生的裂縫。

  4.2 配筋和配筋率的影響

  應(yīng)用補(bǔ)償收縮混凝土控制混凝土的裂縫，宜采用小直徑、小間距的配筋形式。底板的配筋率及鋼筋的分布基本都滿(mǎn)足補(bǔ)償收縮混凝土配筋率的要求，從整體上講，混凝土底板受到的外約束也比較小，因此，底板混凝土的裂縫容易控制。墻體的水平配筋對(duì)控制墻體混凝土的豎向裂縫至關(guān)重要，墻體的水平配筋間距不宜超過(guò)150mm，直徑宜為Φ12~16的螺紋鋼筋。

  適當(dāng)提高膨脹劑的摻量，使混凝土的限制膨脹率達(dá)到2。0×10-4以上，配合適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施，在混凝土標(biāo)號(hào)不超過(guò)C40的情況下，墻體混凝土的豎向裂縫能得到較好的控制，甚至在進(jìn)行超長(zhǎng)施工的情況下，也能有效的控制混凝土不產(chǎn)生豎向裂縫。

  梁上最好配Φ14~16@150~200的腰筋。這對(duì)控制梁上產(chǎn)生的收縮裂縫能起到良好的作用。

  另外，同普通混凝土一樣，在一些變截面處應(yīng)適當(dāng)增加一些構(gòu)造筋。

  4.3補(bǔ)償收縮混凝土配合比設(shè)計(jì)原則

  一般膨脹劑生產(chǎn)廠的實(shí)驗(yàn)室只按照J(rèn)C476-2001標(biāo)準(zhǔn)中的檢測(cè)方法對(duì)膨脹劑的質(zhì)量進(jìn)行控制，但尚無(wú)建立起混凝土的限制膨脹率的檢測(cè)手段，在進(jìn)行補(bǔ)償收縮混凝土配合比設(shè)計(jì)、試配時(shí)，僅進(jìn)行混凝土的和易性、坍落度、坍落度損失、抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)的試驗(yàn)。有防水要求的，再增加抗?jié)B試驗(yàn)內(nèi)容，對(duì)于混凝土是否確實(shí)具有膨脹性能，怎樣控制混凝土的限制膨脹率，還無(wú)法進(jìn)行檢驗(yàn)，也沒(méi)有具體數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)補(bǔ)償收縮混凝土配合比時(shí)，除進(jìn)行常規(guī)的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)外，還應(yīng)增加對(duì)混凝土的限制膨脹率的設(shè)計(jì)，這是保證補(bǔ)償收縮混凝土能否達(dá)到抗裂技術(shù)要求的重要措施。

  4.4 關(guān)于膨脹劑的質(zhì)量問(wèn)題

  現(xiàn)今市場(chǎng)上的膨脹劑的質(zhì)量參差不齊，存在不合格的產(chǎn)品，甚至有偽劣產(chǎn)品和假冒產(chǎn)品。在合格的膨脹劑中，產(chǎn)品的性能也不穩(wěn)定，有的膨脹率高一些，有的膨脹率低一些。有的膨脹劑雖然膨脹率不低，但干空中的收縮率很大，存在膨脹和收縮"落差"

  太大的現(xiàn)象?？傊蛎泟┑馁|(zhì)量及其穩(wěn)定性問(wèn)題有待于進(jìn)一步提高。設(shè)計(jì)混凝土配合比時(shí)，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量應(yīng)充分了解。

  4.5 膨脹劑的膨脹理論與摻量問(wèn)題

  目前，存在對(duì)膨脹劑的抗裂原理認(rèn)識(shí)不夠的現(xiàn)象，其中一種錯(cuò)誤的觀點(diǎn)認(rèn)為只要摻加了膨脹劑，配制的混凝土就是膨脹混凝土。從各種膨脹劑的抗裂原理上講，基本上都是在水泥的水化、硬化過(guò)程中產(chǎn)生大量的鈣礬石晶體，使混凝土產(chǎn)生體積膨脹，從而使混凝土產(chǎn)生微膨脹性。其實(shí)，當(dāng)摻量不足或膨脹劑的膨脹率偏低時(shí)，所產(chǎn)生的少量的鈣礬石晶體僅僅起填充混凝土的毛細(xì)孔的作用，即提高了混凝土的抗?jié)B性，所產(chǎn)生的膨脹率非常小，補(bǔ)償混凝土收縮的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，混凝土剩余的收縮變形遠(yuǎn)大于混凝土的極限延伸率。只有生成較多的鈣礬石晶體等產(chǎn)物時(shí)，混凝土才會(huì)產(chǎn)生良好的膨脹性能。因此，應(yīng)根據(jù)所配制的混凝土的限制膨脹率的大小來(lái)確定膨脹劑的摻量，在GB50119《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中，根據(jù)不同的使用部位，對(duì)補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)達(dá)到的限制膨脹率作了明確的規(guī)定，即水中14d的限制膨脹率應(yīng)達(dá)到1。5×10-4~2.5×10^-4。

  研究表明，在固定膨脹劑摻量的情況下，混凝土的限制膨脹率對(duì)比砂漿的限制膨脹率，一般只有1/2左右，而砂漿的限制膨脹率又小于凈漿的限制膨脹率。這是因?yàn)橛绊懟炷恋南拗婆蛎浡实囊蛩剡h(yuǎn)多于砂漿和凈漿。除砂、石、水泥品種、水灰比、砂率等對(duì)混凝土的膨脹率有影響外，下述因素對(duì)混凝土的限制膨脹率有顯著的影響，如膨脹劑的摻量、化學(xué)外加劑、混凝土的用水量、凝結(jié)時(shí)間、混凝土標(biāo)號(hào)及單方混凝土的水泥用量、摻合料的品種與摻量等問(wèn)題。

  (1)膨脹劑的摻量：提高膨脹劑的摻量能顯著

  提高混凝土的膨脹率，摻量越低，混凝土的限制膨脹率越小。

  (2)化學(xué)外加劑:總的來(lái)說(shuō)，化學(xué)外加劑是增大混凝土收縮的。這在混凝土外加劑標(biāo)準(zhǔn)中也明顯地反映出來(lái)。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，一等品28d的混凝土收縮率比不大于125%，合格品28d的混凝土收縮率比不大于135%。一般在推薦摻量下，28d摻化學(xué)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)?；瘜W(xué)外加劑的摻量越大，混凝土的收縮率越大。目前大多數(shù)工程采用泵送混凝土施工，化學(xué)外加劑已成為混凝土的第五組分。其對(duì)補(bǔ)償收縮混凝土限制膨脹率的影響必須考慮。配制泵送的補(bǔ)償收縮混凝土?xí)r，膨脹劑應(yīng)適當(dāng)提高摻量。

  (3)混凝土單位用水量:一般混凝土的坍落度

  隨用水量增大成正比，在同一膨脹劑摻量下，混凝土的限制膨脹率越小。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，水泥的早期水化速率較快，混凝土的早期收縮也大。混凝土的凝結(jié)時(shí)間太長(zhǎng)，膨脹劑的膨脹能大部分消耗在塑性階段。摻膨脹劑的混凝土的凝結(jié)時(shí)間宜控制在8~20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為好。

  (5)混凝土標(biāo)號(hào)和單方混凝土中的水泥用量:縱觀混凝土的裂縫情況，低標(biāo)號(hào)的混凝土開(kāi)裂較輕，高標(biāo)號(hào)的混凝土開(kāi)裂較重?；炷翗?biāo)號(hào)越高，單方混凝土中的水泥用量越大，混凝土的收縮越大，因此，膨脹劑的摻量必須相應(yīng)提高。

  (6)混凝土的摻合料:在混凝土中摻加適量的摻合料，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。但摻合料對(duì)混凝土干縮率的影響目前還沒(méi)有統(tǒng)一的結(jié)果，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(wú)影響。不管摻合料是增大還是不影響混凝土的干縮率，它對(duì)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，必須把摻合料的量計(jì)入到膠凝材料中。即計(jì)算膨脹劑摻加的比例時(shí)，應(yīng)把摻合料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。

  綜上所述，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(cè)項(xiàng)目，對(duì)混凝土是否確實(shí)具有膨脹性能進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)，只有這樣才能更好地應(yīng)用膨脹劑來(lái)控制混凝土的裂縫。

  4.6 不同部位混凝土限制膨脹率的設(shè)計(jì)

  縱觀工程的裂縫情況，底板混凝土是不易開(kāi)裂的，墻體混凝土產(chǎn)生豎向裂縫現(xiàn)象比較普遍，樓板和梁的開(kāi)裂現(xiàn)象比墻體略輕一些。在實(shí)際工程中，補(bǔ)償收縮混凝土的限制膨脹率多大為宜，目前還沒(méi)有有關(guān)的資料可查，筆者在工程應(yīng)用實(shí)踐中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)留樣的混凝土進(jìn)行了限制膨脹率的測(cè)試，積累了一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，僅供業(yè)內(nèi)同行參考。根據(jù)GB50119《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中的試驗(yàn)方法，測(cè)試用的試件尺寸為100×100×300，試件中間埋入限制器具:!10@A3鋼筋，兩頭焊厚度為12mmA3鋼板，配筋率為0.79%底板混凝土的厚度在1m以下的，配制的混凝土的限制膨脹率應(yīng)達(dá)到1.5×10^-4以上，1m厚以上的大體積混凝土，限制膨脹率應(yīng)在1.8×10^-4以上，這一限制膨脹率不可能完全抵銷(xiāo)混凝土的干縮和溫差收縮，但由于底板混凝土受到的外約束較小，收縮應(yīng)力能得到部分釋放，在徐變等因素的作用下，混凝土的收縮值不會(huì)超過(guò)混凝土的極限延伸率，混凝土不易開(kāi)裂。 墻體、樓板等混凝土構(gòu)件受到的外約束較大，整體的收縮性受到鄰位的限制，其收縮應(yīng)力無(wú)法自由釋放，因此墻體易產(chǎn)生豎向裂縫。宜采用限制膨脹率在2×10^-4以上的補(bǔ)償收縮混凝土。 試配時(shí)，膨脹劑的摻量應(yīng)根據(jù)以上不同結(jié)構(gòu)部位對(duì)混凝土的限制膨脹率進(jìn)行設(shè)計(jì)確定。

  4.7混凝土的養(yǎng)護(hù)問(wèn)題

補(bǔ)償收縮混凝土的養(yǎng)護(hù)工作是很重要的。養(yǎng)護(hù)不好，混凝土照樣與普通混凝土一樣，會(huì)產(chǎn)生裂縫。水平的混凝土構(gòu)件灑水、蓄水或覆蓋養(yǎng)護(hù)均可，但墻體灑水養(yǎng)護(hù)不易做好，也不好覆蓋，為此，我們采用延長(zhǎng)模板的留置時(shí)間、在水平施工縫上澆水的養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，起到了顯著的效果，模板的留置時(shí)間一般要求不得低于7d。采用這種養(yǎng)護(hù)方式，既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(duì)地較穩(wěn)定的溫度、濕度環(huán)境，避免了風(fēng)速、太陽(yáng)暴曬等引起混凝土急劇干縮的因素。有效地控制了長(zhǎng)墻結(jié)構(gòu)混凝土易產(chǎn)生豎向裂縫的現(xiàn)象。 在施工過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的原材料質(zhì)量和用量，嚴(yán)格按混凝土的配合比拌制混凝土?；炷恋奶涠纫刂坪?，泵送混凝土的入模坍落度不宜超過(guò)20cm。為防止或減少混凝土表面的龜裂現(xiàn)象，必須重視混凝土表面的二次抹壓工作。抹壓的次數(shù)和時(shí)間要掌握好，可有效地減少混凝土表面的龜裂現(xiàn)象。

  5 結(jié)語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)裂縫控制是個(gè)系統(tǒng)工程，近十多年來(lái)，我國(guó)工民建向長(zhǎng)大化、復(fù)雜化發(fā)展，商品混凝土普及應(yīng)用，混凝土強(qiáng)度等級(jí)從C50向C80或更高的強(qiáng)度等級(jí)發(fā)展，這些因素導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的機(jī)率增多。摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土在防止和大大減輕混凝土開(kāi)裂作出了積極貢獻(xiàn)，但在膨脹劑使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在一些誤區(qū)和不盡人意地方。本文總結(jié)十多年來(lái)之經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，結(jié)合工程實(shí)踐以引導(dǎo)正確使用膨脹劑，將有利于提高我國(guó)補(bǔ)償收縮混凝土的應(yīng)用技術(shù)水平，促進(jìn)混凝土膨脹劑行業(yè)的新發(fā)展。

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