摻膨脹劑混凝土配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

在混凝土的各種強(qiáng)度中，抗拉強(qiáng)度最低，一般情況下抗拉強(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的7%～11%，抗拉強(qiáng)度與抗彎強(qiáng)度之比約為0.5～0.6。因此混凝土的開(kāi)裂主要是由于混凝土中的拉應(yīng)力超過(guò)抗拉強(qiáng)度而引起的。為了提高混凝土的抗?jié)B性能，以及減免由于混凝土收縮而產(chǎn)生的裂縫，在混凝土中經(jīng)常加入膨脹劑?；炷僚蛎泟┑墓δ苁鞘褂不蟮幕炷廉a(chǎn)生一定的體積膨脹，抵銷(xiāo)混凝土硬化早期產(chǎn)生的體積收縮。水泥與水反應(yīng)后其絕對(duì)體積總是減小的，摻入膨脹劑后反應(yīng)生成的鈣礬石（C3A·3CaSO4 ·32H2O）、Ca（OH）2和Mg（OH）2 可以使水泥體積產(chǎn)生微膨脹。膨脹劑已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于補(bǔ)償收縮混凝土、填充用膨脹混凝土、自應(yīng)力混凝土和灌漿用膨脹砂漿。

一、實(shí)際工程中，施工單位在委托設(shè)計(jì)摻膨脹劑混凝土配合比時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)以下問(wèn)題。

　　1. 只注明摻用膨脹劑而不注明混凝土的使用部位。不同用途的混凝土對(duì)限制膨脹率的要求是不同的。

　　2. 只注明混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B等級(jí)、坍落度等技術(shù)指標(biāo)，而沒(méi)有注明混凝土的限制膨脹率的設(shè)計(jì)值。實(shí)際上對(duì)限制膨脹率的要求是摻膨脹劑混凝土區(qū)別于普通混凝土的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。

二、試驗(yàn)單位設(shè)計(jì)摻膨脹劑混凝土配合比時(shí)，容易出現(xiàn)以下問(wèn)題。

　　1. 不區(qū)分混凝土的用途，用相同的方法進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)。

　　例如，用相同的原材料進(jìn)行抗?jié)B混凝土和結(jié)構(gòu)后澆帶混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)兩個(gè)配合比設(shè)計(jì)強(qiáng)度、坍落度等技術(shù)指標(biāo)要求相同時(shí)，我們經(jīng)常會(huì)認(rèn)為兩個(gè)配合比相同，膨脹劑摻量一樣。這種理解是不正確的。

　　GB50119—2003《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，摻膨脹混凝土的適用范

表1 摻膨脹劑混凝土的適用范圍

圍和各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1、2。

　　從表1、2 可以看出，兩種混凝土在使用過(guò)程中對(duì)限制膨脹率的要求有所不同因此限制膨脹率應(yīng)作為一個(gè)重要指標(biāo)在其配合比設(shè)計(jì)時(shí)予以考慮，否則混凝土將無(wú)法正常使用或影響混凝土的耐久性。膨脹劑種類(lèi)的不同及膨脹劑的摻量不同是影響限制膨脹率的重要因素，因此在膨脹劑種類(lèi)相同的情況下，應(yīng)調(diào)整膨脹劑的摻量，使混凝土的限制膨脹率達(dá)到規(guī)范或設(shè)計(jì)要求。對(duì)于抗?jié)B混凝土要求在滿(mǎn)足強(qiáng)度要求的前提下提高混凝土的抗?jié)B能力。在混凝土配合比設(shè)計(jì)中，強(qiáng)度為第一考慮要素，膨脹為第二考慮要素。而對(duì)于后澆帶混凝土配合比設(shè)計(jì)，在滿(mǎn)足強(qiáng)度的同時(shí)要求必須達(dá)到工程要求的限制膨脹率的設(shè)計(jì)指標(biāo)，其強(qiáng)度與限制膨脹率值兩因素并重。

2. 在配合比設(shè)計(jì)中對(duì)膨脹劑的摻量有不正確認(rèn)識(shí)。

　　對(duì)于相同的膨脹劑不論使用何種水泥、砂、石、粉煤灰，都采用相同的摻量；不管混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B等級(jí)、使用功能是否相同，都使用相同的摻量。在配合比設(shè)計(jì)時(shí)這種作法是不正確的，由于各廠(chǎng)的水泥和粉煤灰活性不同、各地的砂石質(zhì)量差異較大，因此，對(duì)于不同原材料相同強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B等級(jí)、限制膨脹率值的混凝土，膨脹劑的摻量應(yīng)有所不同；對(duì)于不同強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B等級(jí)、限制膨脹率值的混凝土，膨脹劑的摻量應(yīng)有所不同，不應(yīng)一律采用廠(chǎng)家的推薦摻量。在試配時(shí)應(yīng)該選擇不同的摻量進(jìn)行試拌，根據(jù)限制膨脹率的檢測(cè)值選擇適宜的膨脹劑摻量，通過(guò)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的檢測(cè)值確定符合委托要求的經(jīng)濟(jì)配合比。

　　3. 只檢測(cè)混凝土的坍落度、強(qiáng)度、抗?jié)B性能等技術(shù)指標(biāo)，而忽視了對(duì)設(shè)計(jì)限制膨脹率的檢測(cè)。認(rèn)為只要摻了膨脹劑就完事了，對(duì)于摻膨脹劑后混凝土是否達(dá)到了設(shè)計(jì)限制膨脹率值沒(méi)有提供科學(xué)的依據(jù)，因此，不進(jìn)行限制膨脹率值的試驗(yàn)，這是十分錯(cuò)誤的。只有通過(guò)實(shí)際的限制膨脹率測(cè)量才能確定配合比是否合理，才能進(jìn)行配合比的調(diào)整。

　　這兩個(gè)問(wèn)題的產(chǎn)生多是由于不進(jìn)行限制膨脹率測(cè)量導(dǎo)致的。摻膨脹劑混凝土屬于特種混凝土，它是在不損害混凝土強(qiáng)度的條件下以減小收縮變形為主要特征，因此，它的配合比設(shè)計(jì)有自己的技術(shù)特征，其設(shè)計(jì)原則與普通混凝土大致相同，除滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B等級(jí)以外，還必須達(dá)到工程要求的限制膨脹率的設(shè)計(jì)指標(biāo)，這是與普通混凝土配合比設(shè)計(jì)的最大區(qū)別。

三、摻膨脹劑混凝土配合比設(shè)計(jì)步驟

　　1. 檢查混凝土配合比委托單的填寫(xiě)是否完整，例如混凝土使用部位、設(shè)計(jì)限制膨脹率等。

　　2. 按JGJ 55—2000《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》進(jìn)行，同時(shí)在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)滿(mǎn)足GB 50119—2003《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中對(duì)摻膨脹劑混凝土配合比設(shè)計(jì)的要求。

　　3. 檢測(cè)混凝土各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，尤其是應(yīng)檢測(cè)限制膨脹率值是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

　　4. 如果試驗(yàn)結(jié)果與設(shè)計(jì)指標(biāo)偏差較大，應(yīng)認(rèn)真分析原因，進(jìn)行配合比調(diào)整，繼續(xù)按上述過(guò)程試拌混凝土，檢測(cè)混凝土的技術(shù)指標(biāo)，直至滿(mǎn)足委托要求，且較為經(jīng)濟(jì)。

　?。?）混凝土拌和物坍落度如果不符合要求，應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量外加劑減水率，正確選擇用水量和調(diào)整砂率。

　　（2）如果強(qiáng)度不符合要求，應(yīng)調(diào)整水灰比，調(diào)整膨脹劑及粉煤灰取代水泥量。

　　（3）如果限制膨脹率不符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)限制膨脹率低于設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，應(yīng)提高膨脹劑的摻量。

　　5.最后確定配合比。