[摘 要] 在混凝土結構施工中, 混凝土裂縫的控制是一個很重要的課題。由于水泥在水化反應中釋放的水化熱所產生的溫度變化和混凝土收縮的共同作用, 會產生較大的溫度應力和收縮應力, 這將成為混凝土結構出現裂縫的主要因素。膨脹劑在提高建筑施工速度、裂縫的控制方面產生了深遠的影響。
[關鍵詞] 混凝土添加劑; 膨脹劑
[中圖分類號] TU528104214
[文獻標識碼] B
[文章編號] 1009 - 0142 (2006) 03 - 0037 - 01
1 膨脹劑機理
UEA摻入混凝土中, 經水化反應可生成大量的膨脹結晶水化物———鈣礬(C3A·3CaSO4 ·32H2O) , 使混凝土產生適度膨脹, 在鋼筋和鄰位的約束下, 在結構中建立012 ～017MPa的預壓應力, 起到補償收縮的功效, 使混凝土的孔結構和孔級配明顯改善, 內部結構更加致密, 提高了混凝土的抗滲能力, 所以, UEA - IV是具有抗裂防滲雙功能的混凝土膨脹劑。由于各類膨脹劑生產工藝不盡相同, 生產質量控制情況不一樣, 膨脹劑質量也不盡相同。膨脹劑摻入混凝土中制成的補償收縮混凝土在本質上與普通混凝土差異不大, 但施工要求與普通混凝土不大一樣。
2 膨脹劑應用范圍
膨脹劑產品主要用于要求抗裂、防滲、填充用混凝土工程和水泥制品。地鐵、地下停車場、隧道、礦井、人防工程等地下建筑物。水池、游泳池、水塔、貯罐等高抗滲建筑物、剛性自防水屋面、砂漿防滲層、砂漿防潮層。體育場看臺、城市雕塑像等外觀完美、高抗裂要求的建筑物。高速公路路面、橋梁混凝土面層、涵洞、高強度高抗滲豎井、大壩回填槽填充混凝土。
3 膨脹劑的適應性
膨脹劑原則上與五大類水泥通用, 但由于五大類水泥礦物組成、化學成分不相同, 膨脹劑所表現的情況也不同, 在工程使用前一定要做水泥與膨脹劑的限制脹率檢測, 調整好膨脹劑的摻量。膨脹劑對水泥適應性應兼顧膨脹劑的兩大重要功能: 一是提供強度, 提高抗滲能力; 二是補償收縮, 兩者統一。因此工程中選用膨脹劑時(特別是在超長無縫施工中) , 同一摻量的膨脹劑, 只要強度滿足要求, 宜采用限制膨脹率大的膨脹劑。鈣礬石類膨脹劑中含有硬石膏的組分, 由于硬石膏對外加劑的粒子具有一定的吸附作用, 在不同溫度條件下作用的程度也不同。另外, 由于水化生成大量的鈣礬石產物吸收大量的水, 對施工產生一定的不利因素。因此, 施工中對攪拌工藝應進行相應的改進, 如采用二次加水攪拌或外加劑滯后摻入的形式, 即可很好地解決這一問題。現在很多膨脹劑的混凝土坍落度損失快的問題, 已生產出復合高效型的膨脹劑系列以滿足不同情況下商品混凝土的泵送需要。
4 施工方法及注意事項
(1) UEA摻入水泥中, 可拌制成補償收縮混凝土、填充性膨脹混凝土等。
(2) 鑒于UEA 與水泥、摻合料和減水劑存在適應性,摻UEA的補償收縮混凝土配合比設計要根據GBJ119 《混凝土外加劑應用技術規范》進行適配, UEA摻量除滿足設計強度等級和抗滲標號外, 其混凝土水中14 d限制膨脹率應大于01015%。為確保補償收縮混凝土的質量, 必須按混凝土配合比投料, 尤其UEA - IV摻量應準確, 不得少摻和誤摻, 否則, 難以達到抗裂防滲的效果。摻UEA混凝土拌合時間比普通混凝土延長60 s, 使之均勻。
(3) 施工時, 混凝土震搗必須密實, 不能漏震, 也不能過震。澆注完的混凝土不能受陽光直射, 應及時用草席覆蓋。混凝土硬化后須有專人負責養護, 墻體應掛草袋保水或噴灑養護劑, 養護時間不少于14 d, 確保混凝土早期濕潤狀態是發揮膨脹效能的關鍵。冬季施工時, 當混凝土稍硬后,須蓋上塑料薄膜和二層草席或保溫棉被, 以保溫、保濕。
(4) 墻體模板拆除時間宜在混凝土澆筑后第五天, 冬季適當延長。拆模后, 混凝土暴露面, 特別是外壁受陽光直射, 很快就會干燥, 必須用濕草席, 薄膜類覆蓋養護。拆模后的混凝土如出現蜂窩狗洞, 可把松浮出剔除, 再用摻UEA的砂漿或豆石混凝土修補完好。
(5) 摻用UEA的補償收縮后澆帶間距可延長至60 mm,采用無縫設計與施工時, 可取消伸縮縫。施工溫度低于5 ℃時應采取保溫措施。
(6) 補償收縮混凝土的施工方法與普通混凝土基本一致, 而有些施工單位在此問題上沒有重視, 第一, 生成的水化產物填充混凝土的空隙, 改善孔結構, 降低孔隙率; 第二, 限制狀態可以改善混凝土的應力狀態, 補償收縮產生的應力, 使結構更為致密。產生裂紋的原因主要是: ①加入膨脹劑的混凝土比不摻膨脹劑的混凝土表面的保水性和泌水性要好, 一旦水分蒸發過快, 由于毛細管的水之間作用力在終凝前大于漿體的粘合力, 特別是在大氣流動很大或炎熱天氣的情況下表現更為突出, 而出現裂縫。此外, 終凝前沒有做好二次抹壓的工序, 而僅以找平代替二次抹壓; ②膨脹劑混凝土要求起始養護時間較普通混凝土早, 按普通混凝土的養護方法養護是出現龜裂的重要原因之一; ③膨脹混凝土施工中凝結后應避免攪動, 一旦攪動可能會產生順筋開裂, 降低鋼筋與混凝土的握裹力, 同時也降低其防水及其它性能。(7) 無縫施工時主要要解決的問題有幾個方面:膨脹劑摻量準確性及區域劃分、加強帶位置及距離的選定、帶內帶外混凝土隔離的有效辦法、溫度鋼筋的布設、突變截面抗裂鋼筋的布置及施工組織設計等。另外,對于各區域混凝土界面隔離必須清晰,薄的地方可用木板隔離,厚的地方應用鋼絲網隔離并固定牢靠,使加強帶對兩邊的混凝土起到“木楔塊”作用。
