一種控制混凝土裂紋的有效方法

摘 要: 嚴(yán)格控制混凝土裂紋，是大體積混凝土施工中的一道難題。通過項目實踐，根據(jù)膨脹劑的原理及應(yīng)用特點和物理特性，提出施工過程中使用SY-G 膨脹抗裂劑是一種控制混凝土裂紋十分有效的方法。并根據(jù)實踐經(jīng)驗提出使用抗裂膨脹劑SY-G 時應(yīng)注意的事項，以供參考。

關(guān)鍵詞:SY-G 膨脹抗裂劑 混凝土 裂紋

中圖分類號:O1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:1673-0534(2007)04(a)-0193-02

　　嚴(yán)格控制混凝土裂紋，是大體積混凝土施工中的一道難題，在重要的大壩工程中，也發(fā)生過混凝土裂紋現(xiàn)象，怎樣才能有效地控制裂紋的產(chǎn)生值得我們?nèi)フJ(rèn)真研究探討，筆者通過幾個項目的實踐，在混凝土中摻入一種新型膨脹劑，S Y - G 膨脹抗裂劑是一種有效的方法。

1 膨脹劑原理及應(yīng)用

　　鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫的原因復(fù)雜，就材料而言，混凝土干縮和冷，縮是主要原因，因此，在混凝土中摻入才能達(dá)到補償其收縮的膨脹劑是較為理想的辦法，膨脹劑加入劑普通混凝土中，拌水生成大量膨脹結(jié)晶水化物——水化硫鋁酸鈣，使混凝土產(chǎn)生適度膨脹，在鋼筋鄰位的約束下，在結(jié)構(gòu)中建立0.2~0.7Mpa 預(yù)壓應(yīng)力，這一預(yù)壓力可大致抵消混土在硬化過程中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力，同時，推遲了收縮的產(chǎn)生過程，當(dāng)混凝土開始收縮時，其抗拉力正是以抵抗收縮應(yīng)力，從而大大提高了混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂防滲性能，采用膨脹劑配制補償收縮混凝土，是代替普通解決建筑物裂滲的理想材料。

　　從應(yīng)變角度考慮，不僅要研究變形—收縮與膨脹，還要研究對變形的限制變形與限制這對主要矛盾貫穿混凝土補償收縮的全過程，因在自由與限制條件下，膨脹與收縮將產(chǎn)生不同后果，見表1 。

　　背向變形使混凝土質(zhì)點的間距拉大，而相向變形則使混凝土質(zhì)點的間距縮小，在實際應(yīng)用中，混凝土的變形總是受到鋼筋，相鄰部位，基礎(chǔ)或構(gòu)筑物整體性等條件的限制，同時，混凝土的變形最常見的是收縮變形，為此，限制收縮是混凝土開裂的最常見也是主要原因，而限制膨脹這類有利的相向變形，恰好用來抵消有害的限制由縮，從而達(dá)到避免或大大減少混凝土 開裂的目的，這正是微膨脹防水砼能抗裂的理論依據(jù)。

2 膨脹劑配制的補償收縮混凝土的作用

2.1 實現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)自防水

　　普通混凝土由于收縮開裂，形成滲水通道，破壞了混凝土的整體防水功能，因此，防水的前提是抗裂，抗裂比抗?jié)B更重要。用膨脹劑配制的補償收縮混凝土，可以實現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)自防水，取消外防水，防水費用僅為普通防水措施的1 / 3 。

2.2 超長混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工

　　考慮混凝土收縮變形，設(shè)計規(guī)范規(guī)定每30～40m 須留伸縮縫，經(jīng)過40～60d 才能用膨脹混凝土回填，工期延長，而且后澆縫清現(xiàn)十分麻煩，特制地地下室工程，對滲水要求嚴(yán)，填縫不好還會留下隱患。該方法的原理是在結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力最大的地方給予較大的膨脹應(yīng)力。從已實施的工程來看，效果良好。

2.3 大體積混凝土溫度裂縫控制

　　大體積混凝土因為水化熱度，混凝土內(nèi)外溫差大，采用普通砼，只能采取復(fù)雜的費用高的溫控措施，使溫差控制在25 ℃以內(nèi)。否則往往因溫差應(yīng)力而產(chǎn)生開裂，在三峽大壩澆筑混凝土?xí)r，由于直接關(guān)系到壩體是否出現(xiàn)裂縫，其溫度控制顯得尤其重要。防止混凝土在澆筑過程中形成的水化熱導(dǎo)致澆筑濕度過高，施工人員在將砂石料、水泥、粉煤等主要原材料放入拌和機時，還需不斷地往爐內(nèi)加裝冰塊，以確保其出機溫度不超過10℃,澆筑溫度不超過14℃。在一般的施工實踐中，摻入膨脹劑的混凝土，可使溫差有效放寬，從而有效控制裂縫的發(fā)生。

2.4 預(yù)應(yīng)力砼工程

　　用膨脹劑配制補償收縮混凝土與預(yù)應(yīng)力技術(shù)相結(jié)休整，可以有效地解決施加預(yù)應(yīng)力前的混凝土收縮開裂，彌補砼因收縮為余變等對預(yù)應(yīng)力值的影響，該項技術(shù)在首者機場，武漢國際會展中收等等超大型高強混凝土結(jié)構(gòu)中得到良好技術(shù)經(jīng)濟效果。

2.5 樁基工程

　　隨著建筑向高層，超高層方向發(fā)展，樁基發(fā)展迅猛異常，為提高單樁承載力，工程實踐中從樁孔形狀，樁身材料，施工等方面對此進(jìn)行了大量研究和應(yīng)力表明，內(nèi)摻膨脹劑的膨脹灌注樁，單樁承載力比普通混凝土樁提高15%～35%.

3 SY-G膨脹抗裂劑的物理性能

　　SY-G 膨脹抗裂劑是一種新型混凝土外加劑，主要礦物成分為氧化鋁，三氧化硫，同時添加一些改性組份及混凝土活性劑?？沽言硎窃谌鯄A性溶液中水化生成鈣礬石，呈針狀結(jié)晶體，填充了砼孔隙，失去了砼結(jié)構(gòu)的收縮空間，起到了補償收縮作用，達(dá)到抗裂作用，提高砼的密實度。

　　1）摻量：8%～1 0 % (占膠凝材料) ，當(dāng)配筋定在0.25～2% 范圍內(nèi)，能產(chǎn)生0.2～0.7 M P a 自應(yīng)力值，抗?jié)B與不摻相比可提高二倍以上，對鋼筋無銹蝕，含堿量小于0.6%，可有效地防止混凝土產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)，保證了工程質(zhì)量。

　　2）物理性能

　　加入sy-g 后混凝土力學(xué)見表2。4 使用抗裂膨脹劑SY-G 時應(yīng)注意的事項：

　　首先根據(jù)砼設(shè)計強度等組，抗?jié)B標(biāo)號，施工季節(jié)，施工方法和結(jié)構(gòu)尺寸選擇抗裂膨脹劑的品種，摻量通過混凝土試配確定。

　　膨脹混凝土配合比設(shè)計與普通水泥混凝土相同,摻膨脹劑的補償收縮混凝土的膨脹效能在限制條件下才能首開預(yù)壓應(yīng)力，構(gòu)造鋼筋的設(shè)計和特殊部位的附加筋的處理，對控制結(jié)構(gòu)的有差縫十分重要，對低配筋或無鋼筋砼膨脹劑的摻量應(yīng)取下限，取摻量小于等于1 0 % 為好。

　　澆倒砼時，要特別注意振搗密實，不要漏振，也不要過振，在混凝土終凝前要反復(fù)拌壓三遍，防止塑性和沉降裂縫出現(xiàn)。砼硬化后及時進(jìn)行養(yǎng)護,施工膨脹加強帶時，先將帶內(nèi)雜物清理干凈，用水清洗，潤濕后，改用大膨脹砼進(jìn)行澆搗。

　　總之，在大型混凝土過程中，如地下室停車場，人防工程，地鐵，水利水電工程，涵洞等使用S Y - G 抗裂膨脹來控制裂縫的發(fā)生不失為一種有效的方法。

5 抗裂膨脹劑SY-G的應(yīng)用及其推廣

　　隨著研究技術(shù)的不斷提高,多功能型SYG膨脹抗裂劑也投入生產(chǎn)，多功能型S Y - G膨脹是在S Y - G 型的基礎(chǔ)上配制特別流化劑，除具有補償收縮性能，抗裂防滲性外,還具有早強、緩凝，泵送，減水等多種功能, 內(nèi)摻膠凝材料8 % ~ 1 2 % ，減水率18%~25%，凝結(jié)時間延長4~6 小時，限制膨脹率0.02%～0 . 0 4 % ,抗?jié)B＞ P 3 0 ,抗凍＞D200;早期強度提高10～20%，后期強度高于基準(zhǔn)砼。

　　SY-G 膨脹抗裂劑在現(xiàn)代大型工程建設(shè)中應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，具有使用方便，技術(shù)可靠，經(jīng)濟適用，在要求抗裂，防滲、填充用混凝土工程和構(gòu)件，都可以使用膨脹劑配制補償收縮混凝土，特別用于：地下室建筑物和地下構(gòu)筑物，如地下停車場,地下倉庫,人防工程, 地下人行道等。建造水池,游泳池,污水處理池,沉淀池,水塔、貯罐等。建造地鐵，隧道，水利水電，海工等防水構(gòu)筑物等。

　　超長樓板、體育看臺，防輻射砼構(gòu)筑物等。剛性防水屋面，梁柱接頭，后澆縫的填充混凝土，機械設(shè)備和補強的二次灌注等。水泥制品：自應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力與鋼套預(yù)應(yīng)力砼水管、砼和鋼筋砼排水管、防水屋面板等。

　　要求抗裂性好、外觀完并完善的重要建筑物，如體育場看臺、城市雕塑像、博物館、賓館等。

　　高速公路路面、橋梁砼面板、涵洞等。在生產(chǎn)領(lǐng)域，多功能型SY-G 膨脹抗裂劑在不斷豐富，對工程建設(shè)產(chǎn)生重大影響。高效膨脹劑，其配制補償收縮砼為取代膠凝材料的8～10%,配制填充性砼摻量為10～12%,抗?jié)B標(biāo)號≥ P20,抗凍標(biāo)號≥ D200,堿含量小于0 . 5 % 。

　　緩凝泵送型膨脹劑，用母料與特制緩凝泵送劑復(fù)合而成，它具有補償收縮性能，抗裂防滲功能，同時具有緩凝泵送性能，最佳使用溫度15～40℃?？?jié)B標(biāo)號大于P30,降低水化熱，達(dá)到抗?jié)B裂效果，混凝強度和其它力學(xué)性能與空白砼相同，后期強度穩(wěn)定增長。

　　早強泵送型膨脹劑，用母料與特制早強泵送劑復(fù)合而成，它具有補償收縮性能，抗裂防滲性能和良好的泵送性能，最佳使用溫度0～2 0 ℃, 減水率為1 8 % ～2 4 % ，坍落度提高10CM 以上，補償收縮砼內(nèi)摻10%～12%,填充性砼內(nèi)摻1 4 % ～1 5 % ，膨脹率0 . 0 2 % ～0 .04%，可在砼中建立0.2% ～0.7MPa 預(yù)壓應(yīng)力，抗?jié)B標(biāo)號大于P20，早期強度提高20%～30%，28 天強度提高10% 以上，其它性能與普通砼基本相同。

　　抗凍型膨脹劑，用母料與特制抗凍劑與減水劑復(fù)合而成，它具有抗裂防滲性和抗凍性能，適用于15℃以上的環(huán)境下施工的混凝土。

　　摻量：補償收縮砼內(nèi)摻10%～12% ，填充性砼內(nèi)摻14～15%，其技術(shù)性能與不摻砼相比，　　可防止砼受凍，同時使砼在負(fù)溫仍保留 部分自由水，繼續(xù)水化，提高低溫砼的早期強度，坍落度提高10cm 以上，減水率18% ～24%，凝結(jié)時間正常，膨脹率為0.02%～0.04%，可在砼中建立0.2%～0.7Mpa 預(yù)應(yīng)力，抗?jié)B標(biāo)號＞ P 3 0 。

　　高性能膨脹劑，是用母料與特制流化劑等復(fù)合而成，補償收縮砼內(nèi)摻10%～12%,填充性砼內(nèi)摻14% ～15%，使砼具有高強、高抗?jié)B、高耐久性，抗凍和抗裂的綜合性能，強度提高10%～20%,抗?jié)B標(biāo)號大于P30,抗凍標(biāo)號大D300,凝結(jié)時間延長2～4h ，水化熱降低20%，膨脹率0.02～0.04%,可在砼中建立0.2～0.7MPa 預(yù)壓應(yīng)力，提高砼抗裂性，與普通砼相比，坍落度提高10cm以上，減水率18～2 5 % , 可泵性好，不泌水，不離析。

　　從以上實際數(shù)據(jù)表明，新型高效能多用途膨脹劑在提高工程質(zhì)量，方便施工，具有極其重要的作用，值得我們不斷推廣應(yīng)用，不斷豐富發(fā)展。

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