膨脹劑為什么有時不好用

在混凝土中摻入適量膨脹劑可以補(bǔ)償混凝土的收縮，是防止或減小混凝土開裂的有效方法，但使用效果不佳和使用失敗的工程實(shí)例也屢見不鮮。一些工程雖然采用了補(bǔ)償收縮混凝土，有時也產(chǎn)生不同程度的滲漏和開裂。為此，有必要對其使用失敗的原因進(jìn)行分析和歸納，以求使膨脹劑及補(bǔ)償收縮混凝土的應(yīng)用得以健康發(fā)展。1

膨脹劑摻量有誤膨脹劑應(yīng)用于混凝土受多種因素制約，主要有混凝土結(jié)構(gòu)類型堯內(nèi)約束及外約束條件堯混凝土膨脹率堯環(huán)境條件和混凝土配合比等多種因素，而且各種因素之間的相互關(guān)系又錯綜復(fù)雜而多變。膨脹劑的摻入量是確定膨脹率的關(guān)鍵，絕對不是一摻就靈、一摻就不裂。有些施工單位，只是根據(jù)混凝土強(qiáng)度及抗?jié)B等級來確定混凝土施工配合比，然后再按此配合比摻入膨脹劑生產(chǎn)混凝土，要不就是按廠家產(chǎn)品說明書推薦的膨脹劑摻量，當(dāng)作補(bǔ)償收縮混凝土的施工配合比，這些做法都是錯誤的。補(bǔ)償收縮混凝土的配合比設(shè)計，應(yīng)該以限制膨脹率為主要技術(shù)指標(biāo)，也就是說，補(bǔ)償收縮混凝土在滿足和易性，強(qiáng)度及抗?jié)B等級的情況下，還必須達(dá)到其限制膨脹率，否則就要調(diào)整膨脹劑的摻量。要使混凝土達(dá)到補(bǔ)償收縮的抗裂作用，關(guān)鍵是混凝土膨脹率能否滿足不同結(jié)構(gòu)及部位的補(bǔ)償收縮要求。補(bǔ)償收縮混凝土在使用之前必須進(jìn)行科學(xué)試配，試驗結(jié)果符合設(shè)計要求才能使用，千萬不能僅給通用的一個10%或12%的摻量用于實(shí)際工程。2

應(yīng)用結(jié)構(gòu)和部位有誤不同的結(jié)構(gòu)及部位，其抗裂要求是不同的，膨脹劑的摻量也應(yīng)不同。工程實(shí)踐表明院地下工程的鋼筋混凝土底板，混凝土的限制膨脹率宜為0.020%~0.025%，鋼筋混凝土墻體宜為0.030%~0.035%曰后澆帶或膨脹加強(qiáng)帶一般設(shè)置在應(yīng)力最大處，其帶外應(yīng)用膨脹率較小的0.020%~0.025%膨脹混凝土，而帶內(nèi)則應(yīng)用膨脹率較大為0.035%~0.045%，甚至更大為0.040%~0.060%的大膨脹混凝土。由此可見，填充用混凝土的膨脹率要比一般補(bǔ)償收縮用普通結(jié)構(gòu)大些，其產(chǎn)生較大的膨脹壓力有利于新舊混凝土的粘結(jié)。3

構(gòu)造鋼筋設(shè)置有誤有些工程在設(shè)計時并未考慮因摻加膨脹劑而提高配筋率，致使約束膨脹的鋼筋配筋率明顯不足，又由于混凝土收縮和溫差變化引起的開裂，很多都是約束拉應(yīng)力引起的，而鋼筋和混凝土能共同承擔(dān)混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗裂作用，通過設(shè)置溫度及收縮構(gòu)造鋼筋有助于減少及避免各種變形裂縫的產(chǎn)生。鋼筋混凝土樓板配筋宜細(xì)而密，鋼筋間距不宜大于150mm，配筋率宜為0.6%，現(xiàn)澆補(bǔ)償收縮混凝土防水屋面應(yīng)配雙層鋼筋網(wǎng)，鋼筋間距宜小于150mm，配筋率宜大于0.5%；樓面或屋面后澆帶間距不宜超過50m。（2）混凝土墻體水平構(gòu)造鋼筋的配筋率最好大于0.4%，間距最好小于150mm，可以將其布置在受力鋼筋之外，以防應(yīng)力集中和抵抗混凝土表面的較大拉應(yīng)力；在墻體中部或頂端300~400mm范圍內(nèi)，水平鋼筋間距最好為50~100mm。（3）當(dāng)墻體與柱連成一體時，混凝土的收縮將產(chǎn)生應(yīng)力集中，往往在距離柱1~2m的墻體上產(chǎn)生豎向裂縫，為避免裂縫產(chǎn)生，在柱與墻體連接處最好插入長度為1500~2000mm、直徑為8~10mm的加強(qiáng)構(gòu)造鋼筋，插入柱內(nèi)200~300mm，插入墻體1200~1600mm。（4）對于結(jié)構(gòu)的開口部位及陰陽角、變截面部位及凸出、內(nèi)凹部位，為避免應(yīng)力集中裂縫，應(yīng)增加適量構(gòu)造鋼筋，受溫差及溫度影響較大的與室外相連接出入口處也宜增加適量構(gòu)造鋼筋。（5）對于鋼筋混凝土底板、路面及地坪等大面積混凝土，因厚度相對其他兩個方向很小，其外約束主要來自基底，其約束拉應(yīng)力沿基底向上逐漸減弱，理論上較薄的板面可不配置內(nèi)約束鋼筋；但當(dāng)板厚較大時，除了在板底下部布置鋼筋外，還應(yīng)在沿厚度方向自表面以下1/3處配置雙向構(gòu)造鋼筋。（6）對于鋼筋混凝土的大面積樓板結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)補(bǔ)償收縮對膨脹的限制程度的要求計算配筋率；除此之外，還應(yīng)在陰角及陽角、板端、頂層屋面配置冷縮及干縮構(gòu)造鋼筋。有些設(shè)計人員誤認(rèn)為，樓板是受彎構(gòu)件，所以摻加膨脹劑后可取消受壓鋼筋或在受壓區(qū)采用間斷鋼筋，引起無筋處混凝土的開裂；正確的方法應(yīng)是在樓板上部及下部都按計算進(jìn)行雙層及雙向配筋或布置鋼筋網(wǎng)。有些設(shè)計中，并未考慮膨脹劑的摻入而提高配筋率，而使約束膨脹的配筋率明顯不足。（7）剪力墻的配筋除要注意柱與剪力墻連接處勿忘增設(shè)拉筋外，特別要注意墻體抗裂水平構(gòu)造鋼筋的配置不可偏低，最小配筋率不宜小于0.2%~0.25%；工程實(shí)踐表明，由于墻體一般拆模較早，養(yǎng)護(hù)又比較困難，受溫度和濕度影響大，水分蒸發(fā)速率大而混凝土非常容易開裂，為了控制冷縮及干縮等引起的豎向裂縫，墻體的水平構(gòu)造鋼筋的配筋建議不應(yīng)小于0.5%，最好不用光面鋼筋、鋼筋直徑不宜過大，一般采用直徑10~16mm比較合適，間距不大于150mm。4

伸縮縫、后澆帶設(shè)置有誤在結(jié)構(gòu)施工階段，合理設(shè)置有效的后澆帶或膨脹加強(qiáng)帶，是減小混凝土收縮不利影響的措施之一。后澆帶的澆筑應(yīng)當(dāng)在已澆筑的膨脹劑混凝土收縮基本穩(wěn)定以后進(jìn)行，一般來說，混凝土1個月的收縮量約為最終收縮量的40%，3個月的收縮量能達(dá)到60%，因此，后澆帶最早宜在混凝土澆筑后的6周內(nèi)補(bǔ)澆，然而，實(shí)際工程中往往在膨脹混凝土澆筑后的28d前就進(jìn)行了，因此，也就有可能發(fā)生做了后澆帶仍然開裂的情況。5

混凝土養(yǎng)護(hù)有誤補(bǔ)償收縮混凝土的濕養(yǎng)護(hù)，以保持充分的水分是水泥水化和膨脹劑組分化學(xué)反應(yīng)的基本保證，不論是硫鋁酸鈣類還是氧化鈣類補(bǔ)償收縮混凝土，在發(fā)生體積膨脹時，都需要水的參加，僅靠拌合水是不足以充分發(fā)揮抗裂能力的。試驗表明，水中養(yǎng)護(hù)下的混凝土