一分為二看膨脹劑的使用

摘要：討論了如何科學(xué)使用膨脹劑,控制混凝土結(jié)構(gòu)的開裂。使用膨脹劑配制的補(bǔ)償收縮混凝土是控制結(jié)構(gòu)開裂的有效措施之一,應(yīng)按照結(jié)構(gòu)內(nèi)部環(huán)境條件檢驗(yàn)補(bǔ)償收縮混凝土的性能,據(jù)此進(jìn)行配合比設(shè)計(jì),并注意施工過程控制。膨脹劑的理論研究已落后于工程應(yīng)用。非難膨脹劑的使用有兩方面的原因:一是市場原因,二是技術(shù)原因。對于超厚的大體積結(jié)構(gòu),建議優(yōu)先選用大摻量粉煤灰混凝土,而不是摻加膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土。

關(guān)鍵詞：大摻量;粉煤灰;補(bǔ)償收縮混凝土

《商品混凝土》雜志2007 年第四期推出專題匯編:混凝土膨脹劑的應(yīng)用。專題匯編中的主導(dǎo)文章批駁了王鐵夢先生排斥膨脹劑的觀點(diǎn),提出了“膨脹劑不可替代”的觀點(diǎn)[1 ,2 ] 。我多年從事硫鋁酸鹽水化物的研究,涉及膨脹劑的水化特性和應(yīng)用,因此也想發(fā)表一點(diǎn)意見,供大家參考。

我國大規(guī)模使用膨脹劑已有二十多年歷史。最初十余年?duì)幷摬淮?業(yè)內(nèi)大多數(shù)人都認(rèn)為用膨脹劑配制補(bǔ)償收縮混凝土是控制結(jié)構(gòu)裂縫的有效方法。在這期間積累了大量經(jīng)驗(yàn),補(bǔ)償收縮混凝土的成功應(yīng)用為提高我國建筑工程質(zhì)量做出了貢獻(xiàn)。但是,近年來對于膨脹劑的責(zé)難之聲不絕于耳,使用膨脹劑不成功的案例越來越多,許多人對于是否應(yīng)該使用膨脹劑起了疑心。

非難膨脹劑的使用有兩方面的原因。一是市場原因,二是技術(shù)原因。

1 導(dǎo)致膨脹劑名聲下降的市場原因

當(dāng)年膨脹劑名聲鵲起,市場需求激增。一些研發(fā)人員只顧眼前利益,無節(jié)制地轉(zhuǎn)讓技術(shù),造成無序競爭,做濫了市場。一些技術(shù)條件很差的企業(yè)生產(chǎn)的劣質(zhì)產(chǎn)品充斥市場,敗壞了膨脹劑的名聲。甚至造成“摻加膨脹劑就裂,不摻膨脹劑反而不裂”的怪現(xiàn)象。現(xiàn)在膨脹劑價(jià)格虛高,推銷人員靠高額回扣銷售產(chǎn)品;同時(shí),為了提高業(yè)績,無論是否必要,推銷人員都極力推薦使用膨脹劑。在使用過程中一些混凝土攪拌站發(fā)現(xiàn),對于某些結(jié)構(gòu),只要混凝土配合比合適,養(yǎng)護(hù)和溫控措施得當(dāng),無論是否摻加膨脹劑,都能避免結(jié)構(gòu)開裂。既然如此,使用膨脹劑沒有任何利益可言的混凝土攪拌站就偷偷地盡量少加、甚至不加膨脹劑。這對于必須使用補(bǔ)償收縮混凝土的結(jié)構(gòu),就可能導(dǎo)致“即使摻加膨脹劑,結(jié)構(gòu)仍然開裂”。所以對于膨脹劑的功能不能過分夸大,這只能敗壞膨脹劑的聲譽(yù)。

2 膨脹劑必須正確使用才能取得理想效果

目前對于膨脹劑的使用有兩種截然相反的觀點(diǎn)。一是以王鐵夢先生為代表的一派,對膨脹劑絕對排斥。二是以游寶坤先生為代表的一派,對膨脹劑十分推崇,認(rèn)為采用摻加膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土是結(jié)構(gòu)抗裂的首選技術(shù)措施。

對于任何事物,都必須一分為二來分析。補(bǔ)償收縮混凝土不是一無是處,但也不是萬能的,并不是任何結(jié)構(gòu)都適用。目前雜志上介紹膨脹劑的使用情況,絕大多數(shù)都是成功的案例。

這是可以理解的。很少有人愿意自揭家丑,把自己不成功的案例拿出來討論。而介紹成功實(shí)例對人對已都是有好處的。不能看到雜志上一片歌頌之聲,就認(rèn)為膨脹劑十全十美了。

膨脹劑發(fā)展之初,多用于薄壁結(jié)構(gòu),混凝土配合比中礦物摻合料不多,在加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)的條件下,膨脹的發(fā)展與強(qiáng)度的增長基本同步,能夠在混凝土結(jié)構(gòu)中建立足夠的預(yù)壓應(yīng)力,抵抗后期收縮,從而有效控制開裂。所以膨脹劑用于剛性屋面、游泳和水池等防水結(jié)構(gòu)中是非常適合的。膨脹劑用于厚度不大的大體積混凝土結(jié)構(gòu)中,也是可以取得預(yù)期的結(jié)果。

膨脹劑的使用應(yīng)有科學(xué)理論指導(dǎo),嚴(yán)格周密的施工措施作保證。補(bǔ)償收縮混凝土的施工是系統(tǒng)工程,并不是單單摻加膨脹劑就能達(dá)到目的。如果施工過程控制很差,最好的補(bǔ)償收縮混凝土也不能防止開裂。使用膨脹劑時(shí)需要注意膨脹劑的使用條件。由于膨脹劑的水化特性,并不是任何場合都適于使用膨脹劑。上世紀(jì)80 年代,膨脹劑多用于薄壁防水結(jié)構(gòu);而現(xiàn)在則主要用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂。其使用對象發(fā)生了變化,但是依據(jù)的理論仍然是吳中偉先生多年前建立的補(bǔ)償收縮理論?，F(xiàn)在理論的進(jìn)步已落后于工程實(shí)踐,現(xiàn)有理論不能很好地解釋在大體積大摻量礦物摻合料混凝土中膨脹劑的作用機(jī)理。在高強(qiáng)混凝土中,還需要考慮收縮補(bǔ)償對象變化的問題。

膨脹劑主要補(bǔ)償溫度收縮和干燥收縮。但在大體積高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)中,干燥收縮并不是一個(gè)嚴(yán)重的問題,而自身收縮卻很大,如何補(bǔ)償在水化早期發(fā)生的大幅度收縮是膨脹劑面臨的新問題,現(xiàn)在的補(bǔ)償收縮理論沒有考慮這個(gè)問題。

不同的混凝土配合比會(huì)影響膨脹劑膨脹性能的發(fā)揮。在進(jìn)行補(bǔ)償收縮混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí),必須驗(yàn)證膨脹劑在該工程使用條件下能產(chǎn)生足夠的膨脹但又不產(chǎn)生過量的膨脹。膨脹劑僅僅按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行出廠檢驗(yàn),合格后就直接用于建設(shè)工程,是不能保證其膨脹效果的,也是不能確保建設(shè)工程質(zhì)量的。

但在膨脹劑實(shí)際應(yīng)用過程中,補(bǔ)償收縮混凝土配合比的設(shè)計(jì)過程中基本沒有考慮結(jié)構(gòu)內(nèi)部條件下膨脹劑的實(shí)際表現(xiàn)。絕大多數(shù)情況是,無論使用那個(gè)廠家的水泥,不管摻合料摻量的多少,不論集料的顆粒級配狀態(tài),都按照膨脹劑生產(chǎn)廠家的說明,依照所謂的“慣例”摻入6 %～14 % (或者設(shè)計(jì)指定的摻量) 的膨脹劑。這樣操作難于保證膨脹劑的使用效果。如果混凝土攪拌站再偷一點(diǎn)工,減一點(diǎn)料,施_