混凝土膨胀剂使用中存在的问题及解决措施！
混凝土膨胀剂使用中存在的问题及解决措施！
摘要：混凝土膨胀剂具有补偿混凝土干燥收缩的效果，但在实际地下室防水混凝土工程，使用效果不理想，存在掺加膨胀剂后地下室底板和外墙出现混凝土开裂渗漏的现象。本文从设计源头，力求全面地、准确有效地提出解决措施。关键词：混凝土膨胀剂，使用，存在问题，解决措施1 概述混凝土膨胀剂具有补偿混凝土干燥收缩的效果，因此在地下室防水混凝土工程中的应用已经非常普遍。我们在广州萝岗中心医院、广州科学城企业加速器三期C、D栋、广州阳华项目国花苑住宅小区等工程的地下室防水混凝土施工中，都使用了膨胀剂，其混凝土的配合比设计与地下室平面情况如表1和图1。表1 地下室底板混凝土配合比设计情况从上述工程，以及其它工程的使用调查发现，使用效果不理想，掺加膨胀剂后地下室底板和外墙出现混凝土开裂渗漏现象。本文从实际工程的应用中，对混凝土膨胀剂所存在的问题及解决措施进行探讨。2 存在问题2.1 设计方面目前在许多设计图纸中，对混凝土掺加膨胀剂的要求上，只注明或提出掺量为水泥用量6%~10%之间说明，没有按规范所要求的提出混凝土掺加膨胀剂后限制膨胀率的具体数字指标。例如广州萝岗中心医院工程与广州科学城企业加速器三期C、D栋工程的地下室底板，设计说明都只是注明混凝土膨胀剂的掺量分别为水泥用量的8%与10%。在上述工程的图纸技术交底会上，对于施工与监理人员的提问，设计人员也含糊其辞，未能明确确定限制膨胀率的具体数字指标。为此，从混凝土生产厂家、管理单位再到施工现场，都没有管理依据，充其量把掺量作为管理措施进行落实，混凝土掺加后的效果如何，则没有办法去检测和确认。2.2 混凝土生产厂商（1）不具备进行混凝土限制膨胀率的试验。我们经过调查，发现广州市目前的大部分混凝土生产厂家或企业的检测手段，只限于常规的混凝土强度和抗渗试验，没有或认为不需要进行限制膨胀率试验的设备和现场条件。没有该检测手段，混凝土搅拌站对掺加膨胀剂后，如何确定混凝土配合比优化设计无从下手，更谈不上生产优质的混凝土产品。（2）混凝土少加或没有添加膨胀剂的现象普遍存在。参与生产的混凝土搅拌站，普遍只有水泥和粉煤灰的添加方法是通过罐体自动输送计量进入搅拌楼的，而膨胀剂量则普遍是通过人工搬运上搅拌楼，其实就是膨胀剂的添加和计量都是通过人工进行的。这是一项随机性较大的工作，添加膨胀剂量难以准确控制和记录。试想一下，每一车6m3混凝土，需要人工分四次搬运共约196kg的膨胀剂上搅拌楼，劳动强度可想而知。每次地下室底板浇筑1000m3混凝土，搅拌站工人就要搬运32t的膨胀剂。上述广州萝岗中心医院工程整个地下室的抗渗混凝土量约7400 m3，需要掺加的膨胀剂量约240t。面对如此高强度工作，工人一旦稍为偷懒，往往就没有按要求去掺加准确膨胀剂量。可见，在这样的混凝土搅拌站中，混凝土没有或少掺加混凝土膨胀剂的情况，普遍存在。2.3 施工方面在上述工程的施工过程和施工后，针对发生的问题，经过工程有关各方的分析，总结在施工上有如下原因与问题：（1）施工单位以为混凝土掺加膨胀剂后，地下室的防渗抗裂工作就有保障了，往往会由于误解或麻痹而在思想上不重视，在混凝土的施工和养护上跟不上，结果造成混凝土开裂与防水效果不理想等情况的出现。（2）振捣密实跟不上，由于掺加膨胀剂后，混凝土的凝结时间缩短了，初凝在2~3小时内左右，除了运输时间占了约1小时后，现场如果不能及时完成浇筑和振捣密实，混凝土将产生蜂窝与狗洞的通病，进而产生结构渗漏水的现象。（3）混凝土掺加膨胀剂后，没有在前14天内做好保湿养护，因铝酸钙水化膨胀反应仅在前2天就完成，混凝土后期的干燥收缩量大于膨胀量，而且干燥收缩产生的应力大于混凝土的抗拉强度，因而出现大量裂缝的现象。（4）施工过程中，掺加膨胀剂后往往混凝土坍落度损失大，施工泵送和振捣不容易，工人为增加流动度而擅自向混凝土加水的现象时有发生，由于水灰比的变化，从而改变了混凝土的品质。如上述广州科学城企业加速器三期C、D栋工程刚开工时，现场监理工程师就当场发现了这种问题，采取了辞退操作工人的办法才予以杜绝这一现象。（5）掺加膨胀剂后，由于混凝土凝结时间缩短，水化热在短时间（2~3小时）内大部分释放，混凝土内部温度聚然升高，内部急剧膨胀，同时由于膨胀剂加剧了这种膨胀，而混凝土结构表面则相对收缩，这样一来，由于内部膨胀而表面收缩，表面的收缩拉力超过混凝土的抗拉强度，造成了混凝土开裂，甚至这种开裂会由于内部膨胀和表面收缩的加剧而向混凝土结构内部发展成为贯穿裂缝。3 解决措施3.1 设计措施针对混凝土掺加膨胀剂所存在的问题，在解决措施上首先从设计源头抓起，力求全面地、准确有效地解决问题。膨胀剂的种类繁多，而且膨胀性能各不相同，因此使用上不能笼统地以掺入量为指标。掺加膨胀剂后，混凝土加快早期水化速度，出现混凝土早凝、变稠等影响混凝土工作性的情况。所以使用膨胀水泥时必须预先认真进行试配，确保应力值和限制膨胀率符合使用要求，如果膨胀率不足以补偿混凝土收缩，混凝土同样出现裂缝。如果膨胀率过大，将对混凝土产生破坏。因此，混凝土结构设计时，要考虑对混凝土的约束措施。如确保混凝土早期强度、一般混凝土中水泥用量不少于280kg/m3、缩小钢筋间距、增加双向钢筋、及施工时混凝土墙体结构拆模时间不宜少于3天等。设计人员要通过混凝土限制膨胀率的指标确定，而且在结构设计上除了钢筋用量满足力学验算外，还要进行抗裂验算。如采用小直径钢筋，减少钢筋之间的间距，这样比大直径钢筋，但间距大的混凝土结构更能达到抗裂效果。3.2 其他措施（1）提高混凝土搅拌站的检测水平，作为选择混凝土供应商的条件，并明确凡没有限制膨胀率检测的搅拌站，不能进行掺加膨胀剂混凝土的生产。同时，对于不具备三种粉料（水泥、粉煤灰、膨胀剂）自动计量和添加的搅拌站，单靠人工添加和计量的，亦不能作为混凝土掺加膨胀剂生产供应商。必须选择具备三掺技术和检测膨胀率（或收缩率）的搅拌站，才能作为膨胀混凝土的供应厂家。（2）加强技术管理，作为监理人员要求混凝土搅拌站提交掺加膨胀剂混凝土的各种试配试验记录，确保最优混凝土配合比用于混凝土工程结构。必须强调的是，混凝土搅拌站的试配试验记录，不仅包括以往常规的混凝土强度等试验记录，更主要是限制膨胀率的试配记录。（3）提出混凝土的凝结时间要求初凝在4~5小时左右，混凝土坍落度损失不大于30mm/h。这样能较好地保障混凝土到达工地后的和易性和工作性，避免因坍落度损失大、早凝而施工人员自行加水影响混凝土质量的情况。经常到搅拌站检查生产配合比的执行情况，避免混凝土少掺或不掺膨胀剂的情况出现。（4）确保现场施工和养护质量。混凝土最终质量目标是靠现场的振捣密实和养护等工序的控制来实现的，因此现场施工人员必须对全过程认真对待，严格落实，而监理人员在施工单位的混凝土浇筑方案的审批上，要对现场施工准备（包括浇筑设备安排、临时供电保障、道路安排、混凝土供应要求、人员安排、避免施工冷缝出现等）做好检查，确保现场施工和养护工作措施落实到位。在广州阳华项目国花苑住宅小区工程中，我们吸取了广州萝岗中心医院工程与广州科学城企业加速器三期C、D栋工程地下室的施工经验，从设计到施工，采取了上述的各项措施与手段，并取得了成功，基本避免了地下室开裂的现象，达到掺加膨胀剂从而防水抗渗的目的。4 结语对于混凝土后浇带与钢管混凝土等要求补偿收缩的结构部位，微膨胀混凝土有其独特的优越性，可大胆使用。但是对于一般的混凝土结构构件，尤其是大体积地下混凝土结构，宜慎重使用微膨胀混凝土。在具体工程中，对使用膨胀剂作为补偿收缩的混凝土结构，除了常规的强度指标之外，还应把限制膨胀率和限制收缩率，列为必备的验收指标。只有具备三掺技术和检测膨胀率（或收缩率）的搅拌站，才能生产出质量可靠的膨胀混凝土。只有适度的混凝土强度等级（C30、C35、C40）和施工配合比，且混凝土坍落度损失少、初凝时间延长至4~5小时的膨胀混凝土，才有良好的工作性，有利于工程应用。施工中，采用正确的浇筑方法并振捣密实，及时保温养护，延迟拆模，这样才能防止或减少膨胀混凝土结构的开裂。
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& 关于混凝土膨胀剂与补偿收缩混凝土的问题研究
关于混凝土膨胀剂与补偿收缩混凝土的问题研究
核心提示：摘要：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
摘要：普通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，导致商品混凝土工程渗漏、钢筋锈蚀，影响使用功能和使用寿命。从商品混凝土的原材料角度考虑，膨胀剂的合理使用是解决问题的关键之一。本文简述了商品混凝土膨胀剂，分析了膨胀剂的补偿收缩商品混凝土的配制和使用限制，并提出正确适当的使用商品混凝土膨胀剂应注意的问题和收缩商品混凝土裂缝问题的解决措施，供设计、施工和商品混凝土的技术人员参考。 关键词：商品混凝土；膨胀剂；收缩商品混凝土； Abstract: ordinary concrete is a very useful building materials, because of its lower limit elongation, in under the action of dry shrinkage, creep, temperature, etc is easy cause craze, leading to concrete engineering, reinforcement corrosion, leakage, affect the use function and service life. Think in terms of the raw materials of concrete, the reasonable use of expansive agent is one of the key to solve the problem. This article describes the concrete expansion agent, this paper analyzes the compensation shrinkage concrete expansion agent preparation and use of the limit, and puts forward appropriate right problems that should be paid attention to the use of concrete expansion agent and shrinkage of concrete cracks in the solution of the problem, for the design, construction and concrete mixing plant technical staff reference. Key words: E S 中图分类号：TU528.042文献标识码：A文章编号：13)
一、商品混凝土膨胀剂 （一）商品混凝土膨胀剂及其分类 膨胀剂是在砂浆和商品混凝土中能通过化学反应产生膨胀的。商品混凝土膨胀剂的主要功能是补偿商品混凝土硬化过程中产生的干缩和冷缩。商品混凝土膨胀剂有以下类型： 1、硫铝酸钙类 与水和通过水化反应而生成的钙矾石商品混凝土膨胀剂。如明矾石膨胀剂，PPT、UEA、FS、AEA等。 2、氧化钙类 与水和水泥通过水化反应而生成的氢氧化钙商品混凝土膨胀剂。如石灰膨胀剂。 3、硫铝酸钙-氧化钙类 与水和水泥通过水化反应而生成的钙矾石和氢氧化钙的商品混凝土膨胀剂。如CEA。 （二）商品混凝土膨胀剂作用原理 在自由条件下，将膨胀剂掺入商品混凝土中，使其与水泥产生水化反应，能产生一定量的膨胀。在限制条件下，使膨胀能力转变为压应力，相当于提高商品混凝土的抗拉强度，改善了内部应力状态，从而推迟收缩的产生，较好地防止和减少收缩裂缝的出现。 （三）商品混凝土膨胀剂的适用范围 1、补偿收缩商品混凝土：地下、水中、海中、隧道等构筑物，大体积商品混凝土（除大坝外），配筋路面合板、屋面与浴室厕所防水、构建补强、渗漏修补、预应力钢筋商品混凝土、回填槽等。 2、填充用膨胀商品混凝土：结构后浇缝、隧道堵头、钢筋与隧道之间的填充等。 3、填充用膨胀砂浆：机械设备的底座灌浆、地脚螺旋的固定、梁柱接头、构建补强、加固。 4、自应力商品混凝土：仅用于常温下使用的自应力钢筋商品混凝土压力管。 5、商品混凝土膨胀剂的适用还应特别注意： 含硫铝酸钙类、硫铝酸钙－氧化钙类膨胀剂配制的膨胀商品混凝土（砂浆）不得用于长期环境温度为80℃以上的工程。 含氧化钙类膨胀剂配制的膨胀商品混凝土（砂浆）不得用于海水或有侵蚀性水的工程。 掺膨胀剂的商品混凝土只适用于钢筋商品混凝土工程和填充性商品混凝土工程。掺膨胀剂的大体积商品混凝土，其内部最高温度控制应参照有关规范，商品混凝土内外温差宜小于25℃。掺膨胀剂的补偿收缩商品混凝土刚性屋面宜用于南方地区，其设计、施工应按GB50207《屋面工程质量验收规范》进行。 二、膨胀剂的补偿收缩商品混凝土的配制和使用限制 膨胀剂的补偿收缩商品混凝土的配制和使用受许多内在与外在条件的限制，如果不能满足使它发生作用的前提条件，就不能很好的发挥其作用。一般情况下的条件有：(1)约束条件(2)商品混凝土膨胀率(3)施工条件和技术(4)外加剂的种类和性质(5)水泥和粗细骨料的情况等等。就商品混凝土本身的一些化学反应过程而言，一直存有一些无法解释或一些商品混凝土专家各有各的理论的情况。如有一方面或是几方面考虑不周，都有可能导致开裂或是渗漏。 1、商品混凝土的约束分为内部和外部约束,内部主要指商品混凝土内部变形受到内部钢筋的限制力；外部指商品混凝土的变形受到外部的模板、相邻部位或构件的阻挡与限制，以及各种情况产生和内应力和外应力。在商品混凝土膨胀剂符合要求的情况下，如果约束力过小，而膨胀率过大会产生变形增大，使商品混凝土结构疏松、强度降低，最终可能会引起开裂；所以相对而言商品混凝土膨胀率也不能太大。如果约束过大而商品混凝土膨胀率过小，则最终膨胀不足以补偿干燥、冷缩、碳化等原因造成的收缩，同样也有可能出现开裂现象。 2、由于我们使用的水泥品种不同大多掺入混合材，活性不尽相同，膨胀剂掺入后水泥的膨胀率也不相同，其掺量应根据实际水泥的情况来试配决定，而不能一味的按照厂家的说明统一掺入8%或是12%。一般膨胀剂应用在商品混凝土中，都会与减水剂一起掺合使用，我们必须要考虑到减水剂与水泥是否适应，所以在使用前一定要根据设计中的商品混凝土膨胀率要求、商品混凝土的施工坍落度要求进行试配，并测定商品混凝土的限制膨胀率，确定合理的膨胀剂掺量值、减水剂的掺量和品种。当然如果实际膨胀剂的膨胀率不够、减水剂的减水率不能满足要求，在试验室就很难配出合适的配比更不要说在施工现场了。 3、膨胀商品混凝土在正常工作中，是在有内部和外部约束限制条件下使用的，除设计中应符合《商品混凝土结构设计规范》规定，在墙体易出现收缩裂缝部位，其水平构造的配筋率宜大于0.4%,水平间距宜小于150mm, 墙体的中部或顶端的300-400mm范围内水平筋间距宜为50-100mm。墙体与柱子连接部位宜插入长度￠8-10mm、mm的加强钢筋，插入柱子200-300mm，插入边墙mm，其配筋率应提高到10%-12%。结构开口部位和变形出入口部位应增加配筋。施工中要注意养护，不要为了施工方便加大用水量，更不要赶进度未等商品混凝土强度稳定就进行拆模，至使商品混凝土早期因应力集中出现细小裂缝，成为潜在的危害。
4、前面提过膨胀剂和减水剂的选择的重要性，膨胀剂品种很多，目前市场上用的最多的是钙钒系列膨胀剂。实际工程存在很多问题，首先在膨胀剂的掺量上，配比报告中虽然明确了用量，但一些单位为节约成本原要掺11%，实际配比中掺6%或7%；甚至有的单位使用质量差的品种或伪劣产品，这样不光是商品混凝土膨胀率打折扣的问题，一定程度上这种配比或是材料就变得没有任何意义了。在现场取样时，我们见到了一个非常严重的问题，工人为了操作方便向水泥搅拌运输车中加水，出料的坍落度至少在190mm，和泵送的自流平商品混凝土没有什么区别。像这样的商品混凝土加入再多的膨胀剂都于事无补，无法阻止的裂缝和质量问题。这种现像很多施工现场都存在，只是后期好多实物填埋了看不到，所以就会出现开裂，渗漏等一系列的工程质量问题。 5、膨胀剂的掺入会使商品混凝土的水化热提高，容易产生温度裂缝，所以在配制补偿收缩商品混凝土时，水泥的用量不宜过大，选择水泥时不得选用硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥和高铝水泥。在粗细骨料的选择上更要注意，粗骨料粒径不宜大于30mm，减少细骨料作为填充料的量；要严格控制含泥量，因泥或泥块中往往含有伊利石、蒙脱石、硅藻土等杂质，这些物质吸水后会大于原物质的体积膨胀的几倍，干燥后失水收缩就很容易产生裂缝现象。要严格控制云母含量、硫化物等。细度模数宜选用2.5以上的中砂，砂的细度对膨胀率的影响很大，砂过细比表面积增大，表面吸水率就会大幅提升，同样重量的砂吸水量就会加大，因水泥化学反应只需要12%-25%的用水量，多余的水份干燥后蒸发，就会在商品混凝土内形成孔隙，失水收缩很容易产生裂缝。 三、补偿收缩商品混凝土设计与施工 （一）膨胀率的限制 商品混凝土的限制膨胀率ε2在施工过程的质量控制中起着重要作用。它与商品混凝土的强度成正相关关系。商品混凝土强度提高限制膨胀率也随之提高。ε2数值越大,自应力值越高,它的补偿收缩、防裂抗渗的能力就越强，反之，则正好相反。因此,限制膨胀率ε2是施工过程中工程防裂抗渗的重要参数。 建筑结构不同部位商品混凝土的抗裂规范也不尽相同。实践发现防水工程的商品混凝土最佳限制膨胀率如下：底板的商品混凝土限制膨胀率ε2=0.02%～0.025%,侧墙的限制膨胀率ε2=0.03%～0.035%,后浇带的限制膨胀率ε2=0.035%～0.045%。 （二）膨胀剂掺量控制 膨胀剂作为水泥的一部分其掺量的计算方法是按照等量替代胶凝材料的内掺法。为达到补偿收缩规定，在实际施工中,是根据不同的部位来确定掺入膨胀剂的数量的。掺量过少起不到作用，掺量过多不一定作用更好，反而可能会造成材料浪费、增加成本，降低效益。例如：对于后浇带或膨胀加强带,需要用大膨胀商品混凝土填充,且需掺14%～15%的膨胀剂才能达到设计要求,如果掺入12%的膨胀剂就肯定不能满足设计要求,还会引起商品混凝土开裂。 （三）配合比的控制 在实际的施工操作中，许多施工单位或商砼站不根据商品混凝土配合比来掺入膨胀剂。虽然在试验室中的商品混凝土配合比是正确的，但许多施工单位和商砼站专业的设备如膨胀剂计量装置，施工人员就用斗代秤加料，凭自己的感觉掺入膨胀剂，这样往往就造成了实际的配合比与实验室不符。例如实验室掺入UEA12%，实际施工中却只掺10％，膨胀剂起不到应有的作用，商品混凝土不能实现补偿收缩的效果，最终造成开裂。因此在实际施工中必须加强膨胀剂掺入比例的监理控制工作，使得配合达合乎施工规范。 （四）延长拌合的时间
实际施工中补偿商品混凝土的拌合时间应当比普通混泥土时间要长，大约要多40秒钟。这么做是为了使膨胀剂和水泥更好的融合，提高它的均质性，保证商品混凝土和工程的质量。不掺膨胀剂时,商品混凝土是否均匀在表面上看不出,但掺膨胀剂后,由于膨胀剂在商品混凝土中分布不均匀,必然会因膨胀不均匀而引起开裂。有的工地预留掺膨胀剂的商品混凝土试块在养护过程中有的发生开裂,显然是因该部分拌和物含有过多膨胀剂。 结束语 近年来,商品混凝土膨胀剂得到了广泛应用,膨胀剂在各种抗裂防渗透工程应用方面取得了良好的经济和社会效益。但随着用量的增大，补偿收缩商品混凝土工程裂渗事故有随用量激增而增多之势，这是由于部分施工与技术人员对膨胀剂及其使用不够了解，思想上存在一定的误区造成的。因此要解决补偿商品混凝土裂缝问题，就要工作人员了解膨胀剂，同时做好补偿收缩商品混凝土的设计与施工管理。 参考文献 [1]游宝坤.商品混凝土膨胀剂及其应用[C].中国建材工业出版社.2002. [2]游宝坤,李乃珍.膨胀剂及其补偿收缩商品混凝土[M].中国建材工业出版社.2005.
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来自 河南精华
大家上午好，非常开心又在一周的开始跟大家继续见面咯，全国的天气开始普遍降温了，涵宇小编待的郑州温度可谓是一日降几度。大家平常一定要注意保暖哦。经常会有读者问我膨胀剂的一些小问题，今天涵宇建材的小编就挑其中的一个问题给大家讲解一些：膨胀剂的掺量不同到底会不会影响混凝土的强度呢？现在补偿收缩混凝土已成为控制混凝土结构非荷载开裂的重要技术措施之一。随着混凝土技术发展，混凝土组成材料日趋复杂。分析混凝土膨胀剂掺量增加而混凝土强度提高的原因，认为在水泥-粉煤灰-膨胀剂体系中，加水后体系即开始水化，不久就伴随钙矾石的形成而提高了强度。要达到设计要求的补偿收缩混凝土，既要保证混凝土强度又要有足够的限制膨胀率。混凝土的限制膨胀率均较小，工程实践应用的限制膨胀率要比这大得多。在膨胀剂一定掺量范围内混凝土膨胀率较小时，混凝土强度随膨胀剂掺量增加而强度也提高。但可能在稍高掺量时，混凝土强度会随着膨胀率的增大而强度有所下降，所以混凝土强度和膨胀率与混凝土膨胀剂掺量有一个最佳值，此时混凝土强度高，限制膨胀率也高。这要通过试配来确定。以上就是小编今天的分享了，关于其中的一些小细节大家可以回复告诉我噢，让我们一起交流吧~ 本文出自：郑州涵宇建材有限公司，转载请注明出处。
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