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(guò)項(xiàng)目實(shí)踐，根據(jù)膨脹劑的原理及應(yīng)用特點(diǎn)和物理特性，提出施工過(guò)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出使用抗裂膨脹劑SY-G 時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)，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(hào):O1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):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(guò)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(guò)幾個(gè)項(xiàng)目的實(shí)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(bǔ)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(guò)程中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力，同時(shí)，推遲了收縮的產(chǎn)生過(guò)程，當(dāng)混凝土開(kāi)始收縮時(shí)，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(bǔ)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(duì)變形的限制變形與限制這對(duì)主要矛盾貫穿混凝土補(bǔ)償收縮的全過(guò)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(jiàn)表1 。

　　背向變形使混凝土質(zhì)點(diǎn)的間距拉大，而相向變形則使混凝土質(zhì)點(diǎn)的間距縮小，在實(shí)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(shí)，混凝土的變形最常見(jiàn)的是收縮變形，為此，限制收縮是混凝土開(kāi)裂的最常見(jiàn)也是主要原因，而限制膨脹這類有利的相向變形，恰好用來(lái)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(kāi)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(bǔ)償收縮混凝土的作用

2.1 實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)自防水

　　普通混凝土由于收縮開(kāi)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(bǔ)償收縮混凝土，可以實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)自防水，取消外防水，防水費(fèi)用僅為普通防水措施的1 / 3 。

2.2 超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)縫施工

　　考慮混凝土收縮變形，設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定每30～40m 須留伸縮縫，經(jīng)過(guò)40～60d 才能用膨脹混凝土回填，工期延長(zhǎng)，而且后澆縫清現(xiàn)十分麻煩，特制地地下室工程，對(duì)滲水要求嚴(yán)，填縫不好還會(huì)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(shí)施的工程來(lái)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?yàn)樗療岫龋炷羶?nèi)外溫差大，采用普通砼，只能采取復(fù)雜的費(fèi)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(kāi)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(guò)程中形成的水化熱導(dǎo)致澆筑濕度過(guò)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(jī)時(shí)，還需不斷地往爐內(nèi)加裝冰塊，以確保其出機(jī)溫度不超過(guò)10℃,澆筑溫度不超過(guò)14℃。在一般的施工實(shí)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(bǔ)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(kāi)裂，彌補(bǔ)砼因收縮為余變等對(duì)預(yù)應(yīng)力值的影響，該項(xiàng)技術(shù)在首者機(jī)場(chǎng)，武漢國(guó)際會(huì)展中收等等超大型高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)中得到良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(shí)踐中從樁孔形狀，樁身材料，施工等方面對(duì)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(shí)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(bǔ)償收縮作用，達(dá)到抗裂作用，提高砼的密實(shí)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(duì)鋼筋無(wú)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(jiàn)表2。4 使用抗裂膨脹劑SY-G 時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：

　　首先根據(jù)砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度等組，抗?jié)B標(biāo)號(hào)，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(guò)混凝土試配確定。

　　膨脹混凝土配合比設(shè)計(jì)與普通水泥混凝土相同,摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土的膨脹效能在限制條件下才能首開(kāi)預(yù)壓應(yīng)力，構(gòu)造鋼筋的設(shè)計(jì)和特殊部位的附加筋的處理，對(duì)控制結(jié)構(gòu)的有差縫十分重要，對(duì)低配筋或無(wú)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(shí)，要特別注意振搗密實(shí)，不要漏振，也不要過(guò)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(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),施工膨脹加強(qiáng)帶時(shí)，先將帶內(nèi)雜物清理干凈，用水清洗，潤(rùn)濕后，改用大膨脹砼進(jìn)行澆搗。

　　總之，在大型混凝土過(guò)程中，如地下室停車場(chǎng)，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(lái)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(bǔ)償收縮性能，抗裂防滲性外,還具有早強(qiáng)、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(shí)間延長(zhǎng)4~6 小時(shí)，限制膨脹率0.02%～0 . 0 4 % ,抗?jié)B＞ P 3 0 ,抗凍＞D200;早期強(qiáng)度提高10～20%，后期強(qiáng)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(jì)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(bǔ)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(chǎng),地下倉(cāng)庫(kù),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(zhǎng)樓板、體育看臺(tái)，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(jī)械設(shè)備和補(bǔ)強(qiáng)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(chǎng)看臺(tái)、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(duì)工程建設(shè)產(chǎn)生重大影響。高效膨脹劑，其配制補(bǔ)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(hào)≥ P20,抗凍標(biāo)號(hào)≥ 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(bǔ)償收縮性能，抗裂防滲功能，同時(shí)具有緩凝泵送性能，最佳使用溫度15～40℃?？?jié)B標(biāo)號(hào)大于P30,降低水化熱，達(dá)到抗?jié)B裂效果，混凝強(qiáng)度和其它力學(xué)性能與空白砼相同，后期強(qiáng)度穩(wěn)定增長(zhǎng)。

　　早強(qiáng)泵送型膨脹劑，用母料與特制早強(qiáng)泵送劑復(fù)合而成，它具有補(bǔ)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(bǔ)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(hào)大于P20，早期強(qiáng)度提高20%～30%，28 天強(qiáng)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(bǔ)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(shí)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(qiáng)度，坍落度提高10cm 以上，減水率18% ～24%，凝結(jié)時(shí)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(hào)＞ 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(bǔ)償收縮砼內(nèi)摻10%～12%,填充性砼內(nèi)摻14% ～15%，使砼具有高強(qiáng)、高抗?jié)B、高耐久性，抗凍和抗裂的綜合性能，強(qiáng)度提高10%～20%,抗?jié)B標(biāo)號(hào)大于P30,抗凍標(biāo)號(hào)大D300,凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)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(shí)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。

參考文獻(xiàn)

　　[1] 何真,梁文泉.大體積混凝土中微膨脹劑的抗裂作用[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版), 2001(02).

　　[2] 鄧小華,王志豪,李春貴.混凝土裂縫的成因及防治[J].浙江水利科技,2005,(02).

　　[3] 謝興建.混凝土抗裂防滲增強(qiáng)劑的研究與應(yīng)用[J].新型建筑材料,2005(11).