摻膨脹劑混凝土配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

在混凝土的各種強(qiáng)度中，抗拉強(qiáng)度最低，一般情況下抗拉強(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的7%～11%，抗拉強(qiáng)度與抗彎強(qiáng)度之比約為0.5～0.6。因此混凝土的開裂主要是由于混凝土中的拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度而引起的。為了提高混凝土的抗?jié)B性能，以及減免由于混凝土收縮而產(chǎn)生的裂縫，在混凝土中經(jīng)常加入膨脹劑。混凝土膨脹劑的功能是使硬化后的混凝土產(chǎn)生一定的體積膨脹，抵銷混凝土硬化早期產(chǎn)生的體積收縮。水泥與水反應(yīng)后其絕對(duì)體積總是減小的，摻入膨脹劑后反應(yīng)生成的鈣礬石（C3A·3CaSO4 ·32H2O）、Ca（OH）2和Mg（OH）2 可以使水泥體積產(chǎn)生微膨脹。膨脹劑已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于補(bǔ)償收縮混凝土、填充用膨脹混凝土、自應(yīng)力混凝土和灌漿用膨脹砂漿。

一、實(shí)際工程中，施工單位在委托設(shè)計(jì)摻膨脹劑混凝土配合比時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)以下問題。

　　1. 只注明摻用膨脹劑而不注明混凝土的使用部位。不同用途的混凝土對(duì)限制膨脹率的要求是不同的。

　　2. 只注明混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B等級(jí)、坍落度等技術(shù)指標(biāo)，而沒有注明混凝土的限制膨脹率的設(shè)計(jì)值。實(shí)際上對(duì)限制膨脹率的要求是摻膨脹劑混凝土區(qū)別于普通混凝土的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。

二、試驗(yàn)單位設(shè)計(jì)摻膨脹劑混凝土配合比時(shí)，容易出現(xiàn)以下問題。

　　1. 不區(qū)分混凝土的用途，用相同的方法進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)。

　　例如，用相同的原材料進(jìn)行抗?jié)B混凝土和結(jié)構(gòu)后澆帶混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)兩個(gè)配合比設(shè)計(jì)強(qiáng)度、坍落度等技術(shù)指標(biāo)要求相同時(shí)，我們經(jīng)常會(huì)認(rèn)為兩個(gè)配合比相同，膨脹劑摻量一樣。這種理解是不正確的。

　　GB50119—2003《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，摻膨脹混凝土的適用范

表1 摻膨脹劑混凝土的適用范圍

圍和各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)見表1、2。

　　從表1、2 可以看出，兩種混凝土在使用過程中對(duì)限制膨脹率的要求有所不同因此限制膨脹率應(yīng)作為一個(gè)重要指標(biāo)在其配合比設(shè)計(jì)時(shí)予以考慮，否則混凝土將無法正常使用或影響混凝土的耐久性。膨脹劑種類的不同及膨脹劑的摻量不同是影響限制膨脹率的重要因素，因此在膨脹劑種類相同的情況下，應(yīng)調(diào)整膨脹劑的摻量，使混凝土的限制膨脹率達(dá)到規(guī)范或設(shè)計(jì)要求。對(duì)于抗?jié)B混凝土要求在滿足強(qiáng)度要求的前提下提高混凝土的抗?jié)B能力。在混凝土配合比設(shè)計(jì)中，強(qiáng)度為第一考慮要素，膨脹為第二考慮要素。而對(duì)于后澆帶混凝土配合比設(shè)計(jì)，在滿足強(qiáng)度的同時(shí)要求必須達(dá)到工程要求的限制膨脹率的設(shè)計(jì)指標(biāo)，其強(qiáng)度與限制膨脹率值兩因素并重。

2. 在配合比設(shè)計(jì)中對(duì)膨脹劑的摻量有不正確認(rèn)識(shí)。

　　對(duì)于相同的膨脹劑不論使用何種水泥、砂、石、粉煤灰，都采用相同的摻量；不管混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B等級(jí)、使用功能是否相同，都使用相同的摻量。在配合比設(shè)計(jì)時(shí)這種作法是不正確的，由于各廠的水泥和粉煤灰活性不同、各地的砂石質(zhì)量差異較大，因此，對(duì)于不同原材料相同強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B等級(jí)、限制膨脹率值的混凝土，膨脹劑的摻量應(yīng)有所不同；對(duì)于不同強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B等級(jí)、限制膨脹率值的混凝土，膨脹劑的摻量應(yīng)有所不同，不應(yīng)一律采用廠家的推薦摻量。在試配時(shí)應(yīng)該選擇不同的摻量進(jìn)行試拌，根據(jù)限制膨脹率的檢測(cè)值選擇適宜的膨脹劑摻量，通過各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的檢測(cè)值確定符合委托要求的經(jīng)濟(jì)配合比。

　　3. 只檢測(cè)混凝土的坍落度、強(qiáng)度、抗?jié)B性能等技術(shù)指標(biāo)，而忽視了對(duì)設(shè)計(jì)限制膨脹率的檢測(cè)。認(rèn)為只要摻了膨脹劑就完事了，對(duì)于摻膨脹劑后混凝土是否達(dá)到了設(shè)計(jì)限制膨脹率值沒有提供科學(xué)的依據(jù)，因此，不進(jìn)行限制膨脹率值的試驗(yàn)，這是十分錯(cuò)誤的。只有通過實(shí)際的限制膨脹率測(cè)量才能確定配合比是否合理，才能進(jìn)行配合比的調(diào)整。

　　這兩個(gè)問題的產(chǎn)生多是由于不進(jìn)行限制膨脹率測(cè)量導(dǎo)致的。摻膨脹劑混凝土屬于特種混凝土，它是在不損害混凝土強(qiáng)度的條件下以減小收縮變形為主要特征，因此，它的配合比設(shè)計(jì)有自己的技術(shù)特征，其設(shè)計(jì)原則與普通混凝土大致相同，除滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B等級(jí)以外，還必須達(dá)到工程要求的限制膨脹率的設(shè)計(jì)指標(biāo)，這是與普通混凝土配合比設(shè)計(jì)的最大區(qū)別。

三、摻膨脹劑混凝土配合比設(shè)計(jì)步驟

　　1. 檢查混凝土配合比委托單的填寫是否完整，例如混凝土使用部位、設(shè)計(jì)限制膨脹率等。

　　2. 按JGJ 55—2000《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》進(jìn)行，同時(shí)在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)滿足GB 50119—2003《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中對(duì)摻膨脹劑混凝土配合比設(shè)計(jì)的要求。

　　3. 檢測(cè)混凝土各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，尤其是應(yīng)檢測(cè)限制膨脹率值是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

　　4. 如果試驗(yàn)結(jié)果與設(shè)計(jì)指標(biāo)偏差較大，應(yīng)認(rèn)真分析原因，進(jìn)行配合比調(diào)整，繼續(xù)按上述過程試拌混凝土，檢測(cè)混凝土的技術(shù)指標(biāo)，直至滿足委托要求，且較為經(jīng)濟(jì)。

　?。?）混凝土拌和物坍落度如果不符合要求，應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量外加劑減水率，正確選擇用水量和調(diào)整砂率。

　?。?）如果強(qiáng)度不符合要求，應(yīng)調(diào)整水灰比，調(diào)整膨脹劑及粉煤灰取代水泥量。

　?。?）如果限制膨脹率不符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)限制膨脹率低于設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，應(yīng)提高膨脹劑的摻量。

　　5.最后確定配合比。