混凝土膨脹劑

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鋼筋混凝土建筑物產(chǎn)生裂痕原因很復(fù)雜，就材料而言，混凝土干縮和溫差收縮時(shí)主要原因。為此中國(guó)建材院研制成功以補(bǔ)償收縮為主要功能的U型高效混凝土膨脹劑UEA。UEA加入到普通水泥混凝土中，拌水后和水泥組份共同作用，生成大量膨脹結(jié)晶水化物一水化硫鋁酸鈣（C3Ａ．３Ｃａｓｏ４．３２Ｈ₂O，即鈣汞石），使混凝土產(chǎn)生適度膨脹，在鋼筋和部位的約束下，在混凝土結(jié)構(gòu)中建立0.2-0.7Mpa預(yù)壓應(yīng)力，這一預(yù)壓應(yīng)力可大致抵消混凝土在硬化過(guò)程中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力，從而防止或減少混凝土收縮開(kāi)裂，并使混凝土致密化，提高了混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂防滲能力。

《UEA補(bǔ)償收縮砼防水工法》已列為國(guó)家級(jí)工法（YJGF-92）。這標(biāo)志UEA混凝土是我國(guó)結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)的重大突破。

根據(jù)建設(shè)部規(guī)定，按防水工程重要性分為四個(gè)等級(jí)，不管哪個(gè)防水等級(jí)，結(jié)構(gòu)自防水是根本防線，因?yàn)榉浪聿幕蛲苛系耐夥浪畬?，終歸存在老化破裂的問(wèn)題，施工技術(shù)差引起的滲漏也是個(gè)大問(wèn)題，如果采用普通混凝土作結(jié)構(gòu)材料，由于收縮開(kāi)裂就失去最后一道防線，這是建筑物滲漏的主要原因。

任何防水混凝土結(jié)構(gòu)，抗裂比防滲更重要，不裂就不滲。要達(dá)到抗裂，采用補(bǔ)償收縮混凝土是理想材料，這是結(jié)構(gòu)自防水的重要保證。

產(chǎn)品根據(jù)工程需要分為UEA（普通型膨脹劑），摻量10%－12%；HEA（高效型抗裂防水劑），摻量8%－10%，以及UEA復(fù)合型膨脹劑（緩凝泵送），摻量8%－10%；HEA（高性能抗裂防水劑），摻量8%－10%。

一、UEA膨脹劑、HEA高效抗裂防水劑的物理性能和堿含量：

   UEA膨脹劑以及HEA高效抗裂防水劑為灰白色粉末，細(xì)度0.08篩篩余量小于10%，比重2.90，本公司生產(chǎn)的UEA產(chǎn)品為第三代產(chǎn)品，較第二代產(chǎn)品含有更多的活性AL₂O₃，其膨脹性能與強(qiáng)度性能均優(yōu)于第二代UEA。

   混凝土的耐久性越來(lái)越引起建筑工程界關(guān)注，為防止堿一骨料反應(yīng)帶來(lái)的危害，北京市建委頒發(fā)了“關(guān)于使用混凝土外加劑有關(guān)規(guī)定”的通知（京建科1995第5號(hào)）；“凡橋梁、地下、鐵道、人防、自來(lái)水廠、大型水池、承壓輸水管、水壩、深基礎(chǔ)、基樁等外露或地下結(jié)構(gòu)以及經(jīng)常處于潮濕環(huán)境的建筑結(jié)構(gòu)工程（包括構(gòu)筑物），必須使用低堿外加劑、每立方米砼因摻外加劑帶入的堿含量不超過(guò)1千克”。

本公司生產(chǎn)的UEA膨脹劑以及HEA高效抗裂防水劑的堿含量遠(yuǎn)低于目前市售的膨脹劑和抗裂防水劑。

二、復(fù)合型UEA、HEA主要性能：

（一）   緩凝泵送型UEA

   緩凝型是用UEA與特制緩凝泵送劑復(fù)合而成，它具有UEA補(bǔ)償收縮功能，同時(shí)具有緩凝泵送劑的性能，適用于15℃-40℃使用溫度下的商品砼、泵送砼。

1、  內(nèi)摻（取代水泥用量）8%-10%。

2、  可配制C30-C45泵送砼，提高抗壓強(qiáng)度20%-30%.

3、  減水率為12%-18%，坍落度提高10cm以上，凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)2小時(shí)-12小時(shí)（可調(diào)整），可降低水化熱，可配制出不泌水、不離析、有良好可泵性的補(bǔ)償收縮砼。

4、  砼限制膨脹率為0.02%-0.04%，抗?jié)B標(biāo)號(hào)S30，達(dá)到抗裂防滲效果。

5、  摻緩凝泵送型UEA在高溫下（30℃以上）坍落度損失小。

（二）   高性能型HEA（高性能抗裂防水劑）

 高性能HEA是采用HEA特制高效減水劑復(fù)合而成，它具有高強(qiáng)、高抗?jié)B、高耐久性、防凍和抗裂的綜合性能，熱別適用于高強(qiáng)砼工程和特種結(jié)構(gòu)砼工程。

1、  內(nèi)摻（取代水泥用量）8%-10%。

2、  可配制C50-C80高強(qiáng)泵送砼，提高抗壓強(qiáng)度20%-30%。

3、  抗?jié)B標(biāo)號(hào)大于S40。

4、  抗凍標(biāo)號(hào)大于D300。

5、  凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)2小時(shí)-6小時(shí)，水化熱降低20%。

6、  砼限制膨脹率0.02%-0.04%。

7、  減水率為18%-26%，坍落度提高10cm以上，可泵性好，不泌水，不離析。

三、物理性能

摻UEA、HEA的水泥砂漿物理性能

四、應(yīng)用領(lǐng)域

l         實(shí)現(xiàn)砼結(jié)構(gòu)自防水

砼防水的前提是抗裂，抗裂比抗?jié)B更關(guān)鍵。加入膨脹劑后，一方面由于有效防止了砼的開(kāi)裂；另一方面由于膨脹劑結(jié)晶具有填充、堵塞毛細(xì)孔隙改善孔結(jié)構(gòu)和級(jí)配的作用，抗?jié)B能力得到提高。用膨脹劑配制的補(bǔ)償收縮砼，可實(shí)現(xiàn)砼結(jié)構(gòu)自防水，取消外防水層，防水費(fèi)用僅為普通防水措施的1/3。

l         延長(zhǎng)超長(zhǎng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)后澆縫

普通砼由于收縮及其收縮積累，若一次建筑往往出現(xiàn)開(kāi)裂，因此，設(shè)計(jì)和施工時(shí)規(guī)定30m-40m須預(yù)留后澆縫。后澆縫一般要經(jīng)過(guò)40天—60天才能回填，工期延長(zhǎng)，而且厚澆縫清理十分麻煩，填縫不好，還會(huì)留下滲漏隱患。根據(jù)膨脹劑砼補(bǔ)償收縮原理，經(jīng)過(guò)多年的研究和大量工程實(shí)踐，在地下工程中，60m長(zhǎng)可不設(shè)縫；超過(guò)60m時(shí)，為保險(xiǎn)起見(jiàn)，用膨脹加強(qiáng)取代后澆帶，即在結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力最大的地方，多摻入膨脹劑以較大的膨脹來(lái)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的收縮。膨脹加強(qiáng)帶位置一般設(shè)在原后澆帶的位置上，其寬度為2m，帶的兩側(cè)分別架設(shè)密孔鐵絲網(wǎng)，目的是防止砼流入加強(qiáng)帶內(nèi)。施工時(shí)，先澆筑帶外微膨脹砼，澆到加強(qiáng)帶時(shí)，再增加2%-3%膨脹劑配制較大膨脹率混凝土（其膨脹率0.04%-0.06%）?？紤]膨脹作用會(huì)使砼的自有強(qiáng)度降低，砼強(qiáng)度要比兩側(cè)砼高0.5個(gè)等級(jí)。由于兩側(cè)和鋼筋的絕對(duì)限制作用，膨脹砼的強(qiáng)度實(shí)際不會(huì)下降，相反起增強(qiáng)作用。加強(qiáng)帶澆完后，要特別加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，水養(yǎng)不少于14d。

工程實(shí)踐表明，以膨脹加強(qiáng)帶取代后澆縫，可實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)構(gòu)筑物的連續(xù)澆筑作用，不但可在隧道、地下工程和水工工程應(yīng)用，獲得整體防水的效果，而且對(duì)于非防水的高層建筑現(xiàn)澆樓層的施工也可達(dá)到減少模板周轉(zhuǎn)，加快施工進(jìn)度的效果。

l         大體積砼溫差裂縫控制

在大體積混凝土施工中，控制混凝土中心溫度與表面溫度之差是非常重要的。采用普通混凝土，溫差控制在25℃之內(nèi)，否則往往因溫差應(yīng)力而產(chǎn)生開(kāi)裂（冷縮裂縫）。而采用膨脹劑補(bǔ)償收縮混凝土，這個(gè)溫差可放寬到30℃-35℃。

    這意味著在大體積混凝土施工時(shí)，采用膨脹劑，放寬了溫控指標(biāo)，一般不必再冷卻骨料，在混凝土中埋沒(méi)冷卻水管等傳統(tǒng)施工方法。這樣可大大節(jié)約昂貴的控溫費(fèi)用。