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关于混凝土离析的原因,以及其预防解决办法

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2022-03-02

《抗渗混凝土是否必须用膨胀剂》

杨俊飞(陕西明泰工程建设有限责任公司,高级工程师)

抗渗混凝土大多用在地下室、水池、大坝、大体积混凝土的浇筑等,为了避免浇筑混凝土时产生大量裂缝及达到图纸要求的抗渗等级,混凝土中会加入膨胀剂解决这一问题。抗渗混凝土是否必须使用膨胀剂?笔者查阅了相关资料并结合自己的工程实践经验认为抗渗混凝土宜使用膨胀剂,特提出以下五点看法,仅供同行参考。

1.抗渗混凝土依据其抗渗等级不同,部分P6、P8的混凝土不掺入膨胀剂也可以通过优化配合比如提高部分胶材或掺和料用量、改变砂率、改变骨料级配、使用高效减水剂等来实现混凝土的抗渗等级,大体积混凝土裂缝素来被认为是无法避免的“癌症”,这一顽疾已被东南大学材料科学与工程学院缪昌文教授带领的研究团队攻克。抗渗等级P10、P12要求的混凝土加入膨胀剂则比较容易满足抗渗等级要求。

2. 外掺法加入膨胀剂后,混凝土的抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性等耐久性增强,混凝土的强度也有所增长。抗渗性是混凝土耐久性的第一道防线,吴中伟院士等认为提高混凝土的抗渗性是改善混凝土耐久性的关键。建筑结构防水抗渗,结构自身抗渗是根本,目前情况下膨胀剂是抗渗混凝土代替普通混凝土解决建筑物裂渗的理想材料,特别是面对原材料质量日益恶化,天然砂石资源的匮乏,开采成本的上升、管理的粗放等情况,外掺膨胀剂所起的效果尤其明显。

3. 抗渗混凝土的抗渗等级可以通过逐级加压法测定混凝土的抗水渗透性能。抗渗混凝土中有没有加入膨胀剂,加入何种膨胀剂,加入数量的多少,膨胀剂质量的优劣,常常决定不同抗渗等级混凝土的成本及定价问题,不同抗渗等级混凝土的组分及钙矾石、氢氧化钙、氢氧化镁等的含量是不同的,这些可以通过扫描电镜、微观图谱技术分析、化学分析等得到结果。市场上膨胀剂以次充好、没有按照混凝土配合比设计要求足量添加膨胀剂的做法是错误的,也是可以被检测出来的。

4.膨胀剂的选择应依据限值膨胀率设计值、工程结构特点和使用环境综合判定。以钙矾石为膨胀源的膨胀剂不得长期处于环境温度高于80℃的混凝土工程中,钙矾石在70℃左右条件下会分解,生成单硫型水化硫铝酸钙,当温度降低时,钙矾石再次形成,产生延迟膨胀,会对结构可能产生破坏。钙矾石的生成是一个溶解析晶反应,对水的需求量极大,无外部水养护的条件下硫铝酸钙类膨胀剂配制的混凝土几乎无膨胀。以氧化钙为膨胀源的膨胀剂主要依靠拌合水生成膨胀相的氢氧化钙,还可以继续参与水化生成更多的水化硅酸钙凝胶,提高混凝土的密实度,增强混凝土的抗渗性。在无外部水养护及冬季施工条件下宜使用氧化钙类膨胀剂。

5. 抗渗混凝土随着抗渗等级的提高,膨胀剂的掺量应逐渐提高,但不宜高于12%。膨胀剂的需水性一般高于普通水泥,且早期水化反应速度较快,掺膨胀剂的抗渗混凝土拌合物的流动性低于相同用水量和减水剂掺量的普通混凝土,其坍落度经时损失也大于普通混凝土,这是配合比设计及施工中应该考虑的问题。但掺膨胀剂的抗渗混凝土一般也具有较好的粘聚性,泌水率较低。(已发表于《商品混凝土》2015年第11期,第73-74页;