微膨脹混凝土在工程中的應用

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簡介：近年來，隨著建筑、水利、交通行業(yè)的迅速發(fā)展，大面積、大體積的混凝土在施工中的應用，在混凝土拌合物中摻加適量的膨脹劑來補償其收縮，已成為防止或減小混凝土產生裂縫的有效方法之一。

關鍵詞：微膨脹混凝土,膨脹劑,配合比，施工措施

一、膨脹混凝土簡述

膨脹混凝土是通過膨脹劑在混凝土或砂漿中引起的膨脹，依靠膨脹劑本身的化學反應或與水泥其它成分反應，在水化期產生一定的限制膨脹，以補償混凝土的收縮。膨脹劑的種類主要有：硫鋁酸鈣類、氧化鈣類、氧化鈣－硫鋁酸鈣類、氧化鎂類。

根據(jù)其用途不同，可分為：

1、補償收縮混凝土（砂漿）：其使用目的主要為減少混凝土（砂漿）干縮裂縫，提高抗裂性和抗?jié)B性。適用范圍主要為屋面防水、地下防水、基礎后澆帶（寬縫）及洞塞回填等。

2、填充用膨脹混凝土（砂漿）：其使用目的主要為提高機械設備和構件的安裝質量，加快安裝速度。適用范圍主要為機械設備的底座灌漿、地腳螺栓的固定、防水堵漏等。

3、自應力混凝土（砂漿）：提高抗裂和抗?jié)B性。僅用于常溫下使用的自應力鋼筋混凝土壓力管。

二、配合比設計

1.膨脹劑的選用及檢測

根據(jù)資料介紹,中國建材科研院研制開發(fā)的Ｕ型膨脹劑效果較好,其摻量按工程具體要求而定:Ｕ型膨脹劑摻量占水泥質量的10%～14%時,能獲得較好的膨脹性,適用于以抗裂為主的工程。此種摻量下的混凝土膨脹在非受限狀態(tài)下自由膨脹的強度與普通混凝土相比,其自由強度降低約5%～10%,一般可不考慮其影響。因在具體工程中混凝土均不可避免地處于受限狀態(tài),在受限狀態(tài)下膨脹混凝土的強度同普通混凝土相比提高10%～30%—當然與受限狀態(tài)的強弱及摻量有關。在受限狀態(tài)下當摻量為10%～14%,一般受限狀態(tài)的混凝土膨脹后的實際強度多高于相同強度等級的普通自由混凝土的強度。但是,當摻量大于14%且結構處于非強化受限狀態(tài)時,上述產生的不利因素不應忽視。當Ｕ型膨脹劑摻量在8%～10%時,膨脹率偏低,但混凝土強度有所提高,具有一定的抗?jié)B性能,此摻量適用于以抗?jié)B為主的承重結構。如同時又需提高混凝土的抗裂性時,膨脹劑摻量應增加至14%,并適當提高混凝土的強度等級。當膨脹劑摻量在14%～16%時,膨脹率顯著提高,但混凝土自由狀態(tài)下的強度下降幅度會達10%,不應忽視這一問題。取大摻量僅適用于大體積并處于較強受限制狀態(tài)下的填充混凝土——由于受限狀態(tài)強度高,混凝土的實際強度也會有較大的提高,以補償在自由狀態(tài)時強度的損失。

地處季節(jié)性凍脹地區(qū)對抗裂、抗?jié)B工程中膨脹劑的摻用,可考慮同早強劑及抗凍劑一并復合使用,一般不會出現(xiàn)不相容變化,但必須經設計試配,取得必要數(shù)據(jù)后再用為妥。工程中采用微膨脹混凝土技術在理論與實踐方面還需深入探討,使之更先進完善。

2、微膨脹混凝土配合比的確定

根據(jù)本工程的特點，依據(jù)GB119－88《混凝土外加劑應用技術規(guī)范》對涵身主體混凝土配合比以0％、9％、11％、13％四個不同摻量摻用浙江力頓特種水泥公司生產的UEA-Y膨脹劑。試驗采用外摻法，主要考核：1、按填充用膨脹混凝土配制，考核其不同齡期豎向自由膨脹率及3d、28d抗壓強度；2、按補償收縮混凝土配制，考核其在水中及空氣中的限制膨脹率、28d極限拉伸值和抗壓強度。

按上述試驗安排，以各種不同配合比和不同膨脹劑摻量對試件進行成型試驗。對試驗成果進行多方面的比較，最終確定膨脹劑的摻量為11％。其相應施工配合比詳見下表：

微膨脹混凝土配合比

每立方米混凝土各材料用量（kg）

水

水泥

煤灰

砂

小石

中石

JM-Ⅱ

UEA-Y

135

240

60

577

673

677

2.70

33.0

三、微膨脹混凝土施工

本工程后澆帶施工在工期安排方面主要有兩種形式：一種是為了使后澆帶澆筑不占用直線工期而單獨填筑，另一種是墩墻后澆帶與涵頂板同時澆筑。兩種形式在施工工藝上完全相同，只是后者在澆筑完后澆帶倉內微膨脹混凝土后，其上部立即覆蓋涵頂板常態(tài)混凝土，而前者在澆筑完后澆帶倉內微膨脹混凝土后，要待頂板倉號準備好后再覆蓋常態(tài)混凝土。

后澆帶微膨脹混凝土澆筑前，先將先澆塊與后澆帶的結合面鑿毛，并將后澆帶倉內雜物清洗干凈，然后鋪上一層2cm左右的微膨脹砂漿以利新老混凝土結合，最后進行微膨脹混凝土的澆筑。微膨脹混凝土分層厚度40cm左右。微膨脹砂漿和微膨脹混凝土均采用ROTEC胎帶機實行低坍落度運輸入倉，澆筑完后采用上部覆蓋聚氯乙烯薄膜一層，加蓋草袋兩層的蓄熱養(yǎng)護方法。