[科普中国]-微膨胀混凝土

微膨胀混凝土是指在普通的混凝土中添加一定的膨胀剂，使混凝土在水化期间能够依靠膨胀剂的作用而发生一定的膨胀，从而弥补了混凝土的收缩，达到防治混凝土裂缝，提高混凝土性能的目的。本文中通过分析微膨胀混凝土的种类功能，探讨了其在建筑工程中的应用以及质量控制措施。

简介微膨胀混凝土结构在未承载时，其物理力学状态是：由于混凝土中配置一定的钢筋，工程中不可避免地存在着结构边界的约束作用，使各类变形均处于受挖状态加了外加剂的混凝土，等同于补偿收缩混凝土。

一般混凝土干了以后大多都有少许收缩，加了膨胀剂的混凝土，不但不收缩而且随着时间推移，有一定的自由膨胀量。

这样配方的混凝土称为微膨胀混凝土

微膨胀混凝土机理微膨胀混凝土结构在未承载时,其物理力学状态是:由于混凝土中配置一定的钢筋,工程中不可避免地存在着结构边界的约束作用,使各类变形均处于受挖状态。因此,普通混凝土存在的干缩、蠕变、温差效应所造成的收缩变形将产生拉应力,当这种拉应力大于混凝土极限拉应变时即出现裂缝。而采用微膨胀混凝土时,在强度增长过程中即产生体积膨胀,内部产生压应力和压应变,能补偿各种收缩变形,抵消相应产生的拉应力,有效地提高结构的抗裂性。由于膨胀变形时释放的大部分能量均发生在混凝土养护的早期阶段,此时尚处在塑性状态,故大量空隙易于被压缩密实;同时,因游离的钙矾石结晶颗粒具有填充孔隙的作用,使空隙进一步减少,密实作用显著提高。上述多种因素综合发生作用后,可极大地改善混凝土结构的内部微观结构,使其具有较好的抗渗透性能。

对抗裂性产生原因的再认识。长期以来人们对微膨胀混凝土的抗裂性仅从补偿收缩的角度分析和考虑,对更深层次的机理分析论述不充分。现根据建筑期刊介绍的大量工程实践经验及检测资料,对抗裂性的机理作进一步的加深理解。微膨胀混凝土本身具有的特性,是获得较好抗裂性的主要原因,其一,在受约束状态下其净膨胀率以膨胀和收缩值之差计算,e=f（t）的发展过程会延续较长的时间,在此进行过程中净膨胀率的变化为:在大约100d左右龄期以前,e为正值,混凝土结构体内产生压应变;以后e会转变为负值,结构内部则产生拉应变。

其二,浇筑初期的膨胀量达到高峰值是决定净膨胀率负值出现时间推迟的关键。当净膨胀率的负值出现时,混凝土结构体的抗拉极限强度、极限应变值已提高了很多,完全可以抵抗收缩产生的拉应力和拉应变能力。从上述简析中可知,微膨胀混凝土的抗裂能力,不能单从其膨胀值的大小衡量,而应从不同角度如膨胀率整个发展过程的延续时间、峰值大小和净膨胀率的变化来考虑。2工程应用中应重视的几个问题一些地下工程实践表明:采取无缝整体现浇微膨胀混凝土的贮水池、地下泵房、高层建筑地下室及箱型基础等结构已取得了较好的抗渗效果,但仍在一些技术上需完善与稳妥处理。

加强对混凝土早期的养护(7～14d)及防护工作。此期间的表湿应连续充足,以保证膨胀率能达到设计预期的峰值,这是结构抗裂和抗渗的关键所在。一般实际施工中往往因多方面因素而忽视加强对浇筑后早期的养护,存在方法与措施不当而使养护效果受到影响,从而导致膨胀混凝土抗裂与抗渗性能受到不同程度的损害,严重的还造成质量事故。

控制水灰比。水灰比对混凝土抗渗性的影响众所周知,水灰比过高则孔隙率多且大,钙矾石结晶颗粒的填孔效果受到影响,在已成功的经验中水灰比一般在0.4～0.5为宜。从图1可知,混凝土膨胀量的绝大部分在早期发生,在尚处于塑性状态的孔隙率过大时,其能量的大部分消耗在压缩塑性的大量孔隙和释放到不受约束的方向去,而受限制的方向也是不应出现裂缝的方向则常首先出现裂缝,将有效的压应变和预压应力的初始峰值明显降低,使该方向孔隙的有效压缩量也相应降低,终将导致抗裂和抗渗性的大幅度下降。一些工程管理中无控制水灰比的严格措施,甚至在运输、停留和振捣进行中的二次加水现象时有发生,忽视水灰比的问题必须引起重视。

水泥强度及用量、振捣问题。水工地下防水抗渗混凝土的水泥标号不应低于425#(普通硅酸盐水泥),其用量不宜低于320～350kg/m3;粗骨料粒径