以钙矾石为膨胀源的膨胀剂,其主要应用领域是什么?在使用中,应关注哪些问题?
自20世纪70年代末以来,我国在混凝土膨胀剂应用技术研究方面已取得了很大的成就如提出了结构自防水、延长后浇带留置间隔或取消结构后浇带,大体积混凝土裂缝控制,提高灌注桩承载力和自应力混凝土压力管的自应力值等,但目前也存在着许多不足,今后应从以下几个方面发展混凝土膨胀剂。 (1)研究低碱含量的膨胀剂。碱-集料反应会降低混凝土的耐久性,已引起工程界的重视,因而研制低碱、无碱膨胀剂十分必要。(2)研究低掺量膨胀剂。低掺量可以降低成本,因而进一步研究掺量<10%或掺量更低的高效能膨胀剂,应是今后的研究方向之一。(3)扩大膨胀剂的应用范围。膨胀剂目前多应用于城建和市政工程,应努力拓展膨胀剂在水利、电力、煤炭、铁道、化工、海工、核能等领域钢筋混凝土中的应用,这将会使膨胀剂的产量成倍增长,对膨胀剂的推广应用将是一大促进。此外,在高性能混凝土中掺入膨胀剂,从提高混凝土的密实性和体积稳定性以及减免裂缝等功能来看都将是有益的。
使用混凝土膨胀剂应注意以下五点问题:
①限制膨胀率问题
混凝土的限制膨胀率ε2在工程应用中非常重要。它随着混凝土强度的提高而增大,但二者并不成正比例关系。ε2数值大,自应力值高,其补偿收缩、防裂抗渗的能力强;ε2数值小,其防裂抗渗的能力弱。因此,限制膨胀率ε2是建筑结构防裂抗渗的重要参数。
不同结构、不同部位混凝土的抗裂要求也不同。大量工程实践表明,防水工程的底板混凝土的限制膨胀率ε2=0.02%~0.025%,侧墙的限制膨胀率ε2=0.03%~0.035%,后浇带或膨胀加强带的限制膨胀率ε2=0.035%~0.045%为宜。
②膨胀剂的掺量问题
由于膨胀剂本身具有活性,可视为水泥的一部分,因而其掺量的计算方法是按等量替代胶凝材料的内掺法。在实际工程中,应根据不同的结构部位,科学合理地掺入不同数量的膨胀剂,才能达到补偿收缩的要求。对于后浇带或膨胀加强带,需用大膨胀混凝土填充,要求混凝土膨胀率达到0.035%~0.045%[12],强度提高5MPa,需掺14%~15%的膨胀剂才能达到,如掺12%的膨胀剂将不能满足设计要求,有可能造成混凝土结构开裂。但是,如果膨胀剂掺量过多,不仅会增加成本,还会给施工带来不便,这也是目前膨胀剂存在的问题。
③加强搅拌,提高膨胀剂的均匀性
膨胀剂的均匀性是保证补偿收缩混凝土防裂、抗裂的基本条件,提高膨胀剂均匀性的主要措施有:①严格按搅拌制度拌和混凝土,拌和时间应比普通混凝土延长30s,以保证膨胀剂与水泥、减水剂拌和均匀,提高其匀质性;②混凝土的运输、布料应严格按照施工规范进行,防止离析。
④加强养护
膨胀剂只有与水泥均匀混合,通过充分水化才能实现要求达到的膨胀率。膨胀剂在水泥水化过程中需要较多的水分,实践表明,仅靠拌和水是远远不能满足水化要求的,因而加强补偿收缩混凝土浇注后的供水养护十分重要,补偿收缩混凝土的保湿养护期应≮14d。对于大体积混凝土,其表面必须进行蓄水养护。另外,也可采用洒水和用塑料薄膜覆盖的方法进行养护。
⑤遵循膨胀剂的选用原则
首先应正确地选用膨胀剂;使用混凝土膨胀剂时,必须保证一定的温度和湿度,钙矾石的性能才能保持稳定;使用膨胀剂必须严格遵循国家标准,因地制宜地进行选用。
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