[摘 要] 摻加適量膨脹劑可補償混凝土的收縮，使混凝土結構達到較好的裂滲控制效果，討論了補償收縮混凝土及膨脹劑在應用中應注意的一些問題。
[關鍵詞] 混凝土膨脹劑；補償收縮混凝土；裂縫控制
[中圖分類號] TU528.55 [文獻標識碼] B [文章編號] 1009－0142（2006）01－0056－02
水泥漿在硬化過程中會產生體積收縮，混凝土在使用過程中也會因各種物理和化學的原因而產生體積的收縮。無論哪種收縮逗因受到約束作用而產生拉應力，當拉應力超過混凝土抗拉強度時，混凝土就出現裂縫。在混凝土中摻加膨脹劑，依靠膨脹劑本身或與水泥中某些組分的反應，生成具有微膨脹效應的水化硫鋁酸鈣（鈣礬石）或氫氧化鈣等，在約束條件下產生有制約的膨脹，建立0.2~0.7 MPa 的預壓應力，使混凝土的抗壓強度和抗拉強度有較大幅度的增長，補償由于混凝土的收縮而產生的對混凝土的拉應力，從而起到控制裂縫的目的。本文針對補償收縮混凝土及膨脹劑在應用中應注意的一些問題進行討論。
1 關于膨脹劑的選擇
選擇膨脹劑時要考慮與水泥和外加劑的相容性。摻入膨脹劑一般并不影響水泥混凝土的和易性與凝結硬化速率，但由于水泥水化速率對混凝土強度和膨脹值的影響較大，若與緩凝劑共同使用時，就會使混凝土的膨脹值過大，如果沒有適當的限制，也導致混凝土強度的降低。因此膨脹劑與外加劑復合使用前應進行試驗驗證。所以，為了防止收縮裂縫，閑則膨脹劑時，即要考慮干縮后剩余膨脹率，又要使“落差”盡量小。
膨脹劑的性能指標要滿足《混凝土膨脹劑》（JC476-1998）的要求：7 d 水中養護的限制膨脹率不小于0.025%，水中28 d不大于0.10%，空氣中28 d 不小于45 MPa；為防止摻入膨脹劑后引發堿-集料反應或出現氯離子腐蝕鋼筋的問題，膨脹劑的堿當量（Na2O+0.658K2O）不得大于0.75%，復合膨脹劑的氯離子含量不得大于0.05%。
由于膨脹劑本身具有活性，視為水泥的一部分，故采用等量取代水泥的內摻法。混凝土的限制膨脹值隨著膨脹劑摻量的增加而增大，摻量的多少決定著膨脹值的大小。摻入膨脹劑后，要求膨脹量能補償混凝土的收縮，實踐證明，摻量過大，也會造成混凝土結構的破壞。由于我國水泥大多數摻入混合材，其活性不同，膨脹劑替代水泥率也有所差異，其摻量依據必須達到補償收縮混凝土的技術性能指標。目前我國大多數膨脹劑的推薦摻量是10%~12%，個別為8%~10%，但最終以混凝土限制膨脹率為準，并考慮膨脹劑的類型、和用量、水灰比、外加劑等綜合因素，通過試驗確定摻量。
2 關于膨脹劑對冷縮的補償
專家認為：地下建筑物受干燥收縮與溫度變化的影響不大。因為地下建筑物長期處于潮濕狀態下，混凝土含水膨脹，且設于地下，受四季冷熱和日夜濕度變化的影響較小。但值得注意的是，有很多在夏季施工完的地下工程，到第二年春天發現裂縫，主要原因是對冷縮估計不足，而補償收縮混凝土對冷縮補償有限；夏季澆筑的混凝土由于養護結束至回填的時段較長，干燥收縮與季節變化的溫度下降縮引起的收縮互為促進，回填土后由于保溫保濕養護作用，混凝土又恢復一定的膨脹，所以施工完的地下結構應該及早回填。
3 補償混凝土的配制和施工
（1）水泥用量會影響膨脹率，故水泥稱量要求準確。補償收縮混凝土需水量大，而用水量增加，膨脹率減小且干縮率增大，所以應在允許條件下盡量少加水。
?。?）補償收縮混凝土拌合物粘稠，無離析和泌水現象，因此，泵送性能很好，宜于泵送施工。由于不泌水，凝結時間短，容易產生早期塑性收縮裂縫，所以，抹面和修整的時間可以提早，不宜過晚，并注意早期養護。拌合之后，如運輸合停放時間較長，坍落度損失將引起施工困難，此時，不允許再添加拌合水，以免降低強度和膨脹率。
?。?）水泥品種影響水化熱的高低和膨脹率。施工單位采用早強水泥，以利拆模，但早強與緩凝相互矛盾，拆模過早會發生側脹而引起裂縫：側墻拆模過早，墻體側向五約束，且側墻較薄，在施工未做溫控的條件下使混凝土的溫度梯度增大，加上養護不充分、天氣干燥等因素，很容易出現裂縫。
4 關于補償收縮混凝土的養護
膨脹劑在水泥水化過程中，需要較多的水分，且其他水化物的水化過程需要持續較長的時間，膨脹劑只有與水泥均勻混合，通過充分水化才能實現要求達到的膨脹率。補償收縮混凝土澆筑后兩周內就可達到全部膨脹值的60%~80%，保濕養護十分重要。澆筑后，立即開始養護，養護時間不少于7d，以充分供應膨脹過程中需要的水分。如養護不充分，水泥不能充分水化，膨脹劑的作用也就不能充分發揮，膨脹劑中未反應的組分在混凝土使用期間，在合適的條件下會產生二次鈣礬石而造成破壞。
對于大體積混凝土，其配筋以內混凝土處于筋力的限制狀態，補償收縮混凝土對混凝土中心溫度與表面溫度之差的補償很有效，而表面混凝土處于自由狀態，對表面溫度與環境溫度之差的補償有限，因此表面必須進行蓄水養護，文獻介紹了“一流式稻田狀養護法”蓄水養護法。減小混凝土溫差應力，避免表面裂縫，效果較好。另外，亦可采用灑水和用塑料薄膜覆蓋進行養護。
5 徐變對補償收縮混凝土的影響
在混凝土濕養護期內，也就是膨脹階段，混凝土中產生壓應力，引起受壓徐變，有使限制膨脹率減少的趨勢，但由于一般壓應力較小，且時間也短，所以，影響極小。只有在大限制條件下，混凝土壓應力較高時，才產生較大的變壓徐變，對補償收縮能力有不利影響。當混凝土開始收縮后，混凝土的壓應力開始減小，受壓徐變也隨之減小，當混凝土中產生拉應力時，受拉徐變也隨之產生。受拉徐變增加了混凝土的拉伸變形能力，并能提高混凝土的極限延伸率，有利于防止混凝土的開裂。所以，為提高補償收縮混凝土的徐變，可采用摻加外加劑、選用彈性模量較低的骨料等方法，以減少混凝土的開裂。
6 補償收縮混凝土的耐久性
補償收縮混凝土在周圍有約束的條件下，產生側向擠壓力，使混凝土密實，抗滲性及抗凍性均優于普通混凝土。所以，以硅酸鹽水泥熟料為主要組分的補償收縮混凝土，由于堿度較高，鋼筋在其中無銹蝕危險；堿度較低的補償收縮混凝土，如果膨脹率較小，在限制條件下，密實性較好，銹蝕也較輕微。如果自由膨脹率太大，且鋼筋保護層混凝土強度和密實性下降很多時，會引起鋼筋的嚴重銹蝕，使混凝如的耐久性降低，因此對自由膨脹率應加以控制。一般，控制自由膨脹率/限制膨脹率=2~10．
