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1. 引言

在現(xiàn)代混凝土工程中，預(yù)拌混凝土的大量應(yīng)用極大地提高了建筑物結(jié)構(gòu)的強度，但是由于預(yù)拌混凝土的高流動性、高砂率等一些特點，使得混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題顯得比以往更加嚴(yán)重。如何對結(jié)構(gòu)裂縫采取有效的控制已成為所有預(yù)拌混凝土公司必須面對的問題。根據(jù)施工經(jīng)驗，應(yīng)對混凝土采取綜合的防裂措施，才能對混凝土的裂縫進行有效的控制。

上世紀(jì)八十年代中期，我國開始進行混凝土膨脹劑的研制與工程應(yīng)用。在混凝土中摻加適當(dāng)FEA而制成的補償收縮混凝土，在剛性防水屋面結(jié)構(gòu)自防水應(yīng)用方面也有很多的工程應(yīng)用。但是長期以來，由于設(shè)計和施工單位對膨脹劑的片面認(rèn)識，這項技術(shù)在控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫方面沒有取得應(yīng)有的效果。

2 . 機理分析

FEA以適量摻入(等量取代水泥)混凝土中，在混凝土凝結(jié)硬化的初期1-14d齡期內(nèi)可生成大量膨脹結(jié)晶水化物-水化硫鋁酸鈣(C3A·3CaSO4·32H2O)即鈣礬石，使混凝土產(chǎn)生適當(dāng)體積膨脹用以補償混凝土的收縮，在鋼筋、鄰位等的約束下，可在混凝土中建立0.2~0.7MPa的預(yù)壓應(yīng)力，其壓應(yīng)力大致可抵消混凝土干縮時所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，同時也推遲了混凝土的收縮過程，使其抗拉強度得到較大增長，當(dāng)混凝土開始收縮時，足以抵消混凝土收縮應(yīng)力的作用，從而防止或減少混凝土收縮裂縫。

FEA在水化生成鈣礬石過程中需要大量的水，鈣礬石分子中有32個水分子，更需要大濕度的環(huán)境，尤其是在混凝土澆筑早期，如果濕度不夠，那么即使是延長養(yǎng)護實際也再難達到其極限膨脹值，可見對補償收縮混凝土進行充分的保濕養(yǎng)護是保證其充分水化的必要條件。

膨脹劑的膨脹作用除了有大小不同之外，更重要的是應(yīng)合理地發(fā)揮其作用的時間。膨脹作用應(yīng)當(dāng)在混凝土具有一定強度的一段時間內(nèi)以一定的速率增長，才能發(fā)揮其最佳效果。如果太早則因強度不夠或是混凝土尚有一定塑性時膨脹能力被吸收而發(fā)揮不出來。如果膨脹太遲則又會因混凝土已具備較高強度，膨脹作用又可能破壞了已形成的結(jié)構(gòu)，所以只有全面了解膨脹劑的作用機理，并合理地控制影響其的各個因素，才能使補償收縮混凝土的使用取得理想效果。

膨脹劑的膨脹作用主要發(fā)生在混凝土澆注的初期(1-4d)，一般在14d以后其膨脹率就趨于穩(wěn)定。這時也是水泥水化的重要階段。如果在混凝土澆注之后沒有對混凝土進行充分的保濕養(yǎng)護，混凝土?xí)罅棵撍?，這種情況下，由于水化反應(yīng)的停止，會加大混凝土的收縮，使得混凝土的裂縫提前出現(xiàn)，同時由于水化所需求的水供應(yīng)缺乏，會出現(xiàn)或者由于硫鋁酸鈣水化不充分形不成足夠的膨脹值，或者膨脹率大于水泥水化速度而影響了強度的發(fā)展，甚至膨脹能力被尚有塑性的混凝土“吸收”，這樣摻加FEA后不僅沒有對防裂起到效果，反而會加劇混凝土的開裂，所以本文作者也正是要通過本文呼吁廣大的施工技術(shù)人員，希望大家提高對FEA混凝土養(yǎng)護等影響因素的重視。

3 . FEA混凝土的配合比設(shè)計

3.1原材料的選取。

粗骨料：選用運城市新絳縣產(chǎn)公稱粒徑5~31.5mm，含泥量0.9%，連續(xù)級配，質(zhì)量優(yōu)良的碎石。

細(xì)骨料：選用運城市新絳縣產(chǎn)細(xì)度模數(shù)2.6，含泥量1.5%，質(zhì)量合格，級配合理的中砂。

水 泥：選用運城市新絳縣威頓水泥廠生產(chǎn)的威頓牌P.S.A42.5低堿水泥。

粉煤灰：選用河津市電廠生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)Ⅱ級磨細(xì)粉煤灰，其密度2.50g/cm3，需水量比96%，45μm方孔篩篩余18.5%。

外加劑：選用北京生產(chǎn)的一種復(fù)合型MNC-P2高效減水劑。其摻量3.2%，減水率26.7%，7d抗壓強度比166%，28d抗壓強度比139%。

混凝土膨脹劑：選用石家莊市功能建材有限公司生產(chǎn)的FEA混凝土膨脹劑

3.2補償收縮混凝土的配合比設(shè)計。通過對在試驗階段技術(shù)指標(biāo)的統(tǒng)計分析，并參考了一些國內(nèi)外的技術(shù)資料，表明在保證混凝土工作性能的前提下，選用較低的砂率(38~42%)，對控制混凝土的收縮裂縫有明顯的作用。優(yōu)質(zhì)粉煤灰摻和料的使用不僅對改善混凝土的工作性能有作用，而且由于我們選用的是需水量比小于100%的優(yōu)質(zhì)粉煤灰，對降低混凝土的用水量從而減少混凝土的收縮裂縫也有益處。

在選取FEA膨脹劑時，通過對不同摻量下(6~12%)混凝土的性能比較，發(fā)現(xiàn)較小的摻量時(6%)，混凝土的膨脹效應(yīng)不明顯，而較大的摻量(14%)又由于增大混凝土的用水量對混凝土的抗裂不利，而且用于防止裂縫的補償收縮混凝土因限制膨脹率不大，所以最后確定以8%作為工程應(yīng)用中理想的摻量。

現(xiàn)以我公司施工的某工程為例介紹我們應(yīng)用該技術(shù)的情況。該工程為一14層辦公樓，對結(jié)構(gòu)的裂縫要求非常嚴(yán)格，又由于是在多風(fēng)季節(jié)的春天施工，我們考慮該工程的重要性及特殊性，采用綜合的防裂措施來控制樓板的裂縫

4. 施工控制

如上所述，雖然補償收縮混凝土在我國開始使用已經(jīng)有許多年，在理論及實踐方面都已經(jīng)有許多積累，但是由于目前在建筑工程中裂縫的普遍出現(xiàn)，使得我們應(yīng)當(dāng)對補償收縮混凝土的防裂機理及施工技術(shù)做更加深刻的研究，以使這項技術(shù)在建筑工程中發(fā)揮有效的作用。

需要特別指出的是，不是摻加了膨脹劑的混凝土就一定不會開裂了。有時我們在工程施工中會發(fā)現(xiàn)不摻膨脹劑還好，一摻反而有裂縫。實際上膨脹劑防止裂縫不是萬能的，必須與諸多條件配合起來才能有效，其中養(yǎng)護不好是在施工中最容易出現(xiàn)的問題，尤其是在炎熱或者干燥的天氣。摻加FEA的補償收縮混凝土需要比普通混凝土更加嚴(yán)格的養(yǎng)護措施才能發(fā)揮其膨脹作用，保濕養(yǎng)護是補償收縮混凝土施工中最重要的環(huán)節(jié)。

摻有膨脹劑的混凝土必須加強養(yǎng)護，在混凝土澆注后的1-14d必須采取濕養(yǎng)護，以保證早期膨脹量得以充分發(fā)揮，避免后期膨脹過大留下隱患?？紤]到施工進度的影響，如果采用覆蓋草簾的辦法困難，則在混凝土終凝以后即開始進行澆水養(yǎng)護，澆水次數(shù)以能保持混凝土表面濕潤為宜，養(yǎng)護天數(shù)不少于14天。

補償收縮混凝土增加混凝土自應(yīng)力作用必須在鋼筋等的限制作用下才能產(chǎn)生，而不能自由膨脹，因此應(yīng)當(dāng)選擇適宜的配筋率以利于混凝土產(chǎn)生較大的自應(yīng)力，配筋率以1.0~1.5%為宜。

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