混凝土膨胀剂

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混凝土膨胀剂范文第1篇

关键词:膨胀剂、限制膨胀率、复合型

前言

中华人民共和国国家标准《混凝土膨胀剂》GB23439-2009已于2009年3月28日,今年3月1日正式实施,原建材行业标准JC476-2001同时废止。

新标准中混凝土膨胀剂的定义是:与水泥、水拌合后经水化反应生成钙矾石、氢氧化钙或钙矾石和氢氧化钙,使混凝土产生体积膨胀的外加剂。我国膨胀剂在近三十年的发展经历后,已经有了更广义的概念。如今混凝土膨胀剂的分类按化学成分的不同可分为硫铝酸钙类、氧化钙类、硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂。他们的共同特点都是:减少或消除混凝土干缩和凝缩时的体积缩小,使混凝土结构物的裂缝出现概率减少,裂缝出现的时间推迟,从而改变了混凝土的质量。

复合型膨胀剂是用膨胀剂和其他化学外加剂配制而成,可用于拌制缓凝、早强、防冻和高性能的泵送混凝土,新标准也提出了掺复合型膨胀剂的混凝土限制膨胀和收缩的试验方法,以及限制养护的膨胀混凝土的抗压强度试验方法,同时也给出了混凝土膨胀剂和掺膨胀剂的混凝土膨胀性能快速试验方法。

1、混凝土膨胀剂标准的变更过程

1992年之前,混凝土膨胀剂的发展刚刚开始起步,我国尚未制定混凝土膨胀剂建材行业标准,只有企业标准,产品质量无可比较,为提高我国膨胀剂质量,于1992年制订了我国第一个混凝土膨胀剂建材行业标准JC476-1992,但这个标准水平较低,对膨胀剂掺量和碱含量没有限制指标。当时,膨胀剂质量差异较大,水平较低。

随着我国对混凝土整体质量,特别对碱-骨料反应的重视,在1998年制定了我国第二个混凝土膨胀剂建材行业标准《混凝土膨胀剂》JC476-1998,这个修改标准第一次把膨胀剂掺量规定为≤12%,碱含量≤0.75%,氯离子含量≤0.05%,这样把我国混凝土膨胀剂质量要求提高到了一个新水平,淘汰一些落后产品。

2001年,在我国水泥行业已经实施ISO水泥标准两年后,为了使混凝土膨胀剂与ISO水泥标准接轨,于2001年制订了我国第三个混凝土膨胀剂建材行业标准《混凝土膨胀剂》JC476-2001,这个标准的特点是采用ISO标准砂,适用范围取消了复合混凝土膨胀剂,固定了水灰比,强度指标有所下调,但要求膨胀性能更高,测量膨胀率的比长仪从百分表改为千分表,仪器的构造和精度更好。

但是随着对高性能混凝土需求的不断增加,复合膨胀剂的发展已经成为膨胀剂发展的一种趋势,他可以解决在同时掺膨胀剂和减水剂可能出现的相溶性问题,只掺膨胀剂导致的坍落度损失大等问题。标准《混凝土膨胀剂》JC476-1998的实施中发现不少问题,如膨胀剂用砂浆检测,化学外加剂用混凝土检测,检测十分繁杂,而结果往往相佐。还由于复合膨胀剂中往往掺入减水剂,容易掩盖了膨胀剂本身的质量问题等等。但我们因为复杂,而放弃对一种产品的质量控制,这是对我们整个建材行业的一种不重视,因此我们需要有一种相对适合绝大多数人的方法来对复合膨胀剂进行检测。

为了克服《混凝土膨胀剂》JC476-2001中胶砂限制膨胀率的检测方法是固定用水量,固定标准砂用量(1040g标准砂)的不足,尤其是掺复合型膨胀剂也采用固定用水量的胶砂限制膨胀率的检测方法。2009年3月28日了中华人民共和国国家标准《混凝土膨胀剂》GB23439-2009,这也是我国制订的第四个混凝土膨胀剂标准。

2、新标准克服两大不足

限制膨胀率采用用水量固定的缺陷,由于现在复合型膨胀剂种类比较多,性能各异,绝大多数与缓凝剂,缓凝减水剂复合,以减小坍落度损失,有利于商品混凝土的远距离运输和泵送.加上成型时的振动,水泥胶砂的泌水现象很严重,这样,不同膨胀剂的胶砂所含的浆体量不同,而水泥浆体量会直接影响水泥胶砂的限制膨胀率。这样测得的限制膨胀率对于不同的膨胀剂可能无可比性。新标准用两种方法测定限制膨胀率,既可以采用附录A测定水胶砂泥的限制膨胀率,又可以采用附录B测定掺复合型膨胀剂的混凝土限制膨胀率和收缩率,从而克服了用水量固定的缺陷。

限制膨胀率采用固定标准砂用量(1040g标准砂)的缺陷,因ISO标准砂对颗粒级配有严格的要求,因而目前市售的ISO标准砂均采用小袋包装,每袋1350g。若拆袋使用,则标准砂的颗粒级配将发生变化,可能会对结果有影响,若再进行分级,则工作量很大。新标准水泥胶砂的限制膨胀率测定直接采用ISO标准砂(1350g标准砂),避免了对试验结果的影响。

混凝土膨胀剂范文第2篇

关键词：混凝土膨胀剂误区

1、膨胀剂使用中存在的误区

(1)、掺膨胀剂的补偿收缩混凝土配合比设计不明，膨胀剂采用何种方法不明确。当使用粉煤灰掺合料时，配比又应当如何设计?在配制防渗混凝土时，按规范规定：水泥用量不得小于300kg/m3，如掺入粉煤灰，则水泥用量不得小于280kg/m3。以此为基准设计膨胀剂的混凝土配合比。由于各厂的水泥和粉煤灰活性不同，各地砂石质量差异较大，施工选用混凝土的坍落度也不同，因此，试验室应参考以往的经验，结合试验中得到的技术参数，确定基准混凝土的水泥和粉煤灰单方用量，再计算膨胀剂的掺量。

(2)、大多数施工单位委托试验和与混凝土搅拌站签定合同时，只要求提供满足掺膨胀剂混凝土的坍落度、强度和抗渗等级的配合比数据，不提混凝土限制膨胀率的指标。存在膨胀剂“一掺就灵”的盲目思想，这是使用膨胀剂的最大误区。根据GBJ119—88规范，掺膨胀剂的补偿收缩混凝土的特性指标是：水中养护14d的限制膨胀率≥0.015%。膨胀剂主要用途是补偿收缩，根据大量工程实践表明，防水工程的底板混凝土的限制膨胀率ε2=0.02%0.025%，侧墙ε2=0.03%0.035%后浇带或膨胀加强带ε2=0.035%-0.045%为宜。不同的结构部位的抗裂要求不同，因此，膨胀剂掺量是不同的。由于膨胀剂与水泥及减水剂(泵送剂)之间存在适应性的问题，在同一配合比下，使用不同的水泥及减水剂(泵送剂)，混凝土产生的膨胀率也不同。必要根据工地原材料进行补偿收缩混凝土的试配。在满足混凝土坍落度、强度和抗渗等级的情况下，必须达到设计要求的限制膨胀率，否则就要考虑调整膨胀剂掺量。有些单位把膨胀剂当防水剂使用，这是允许的。一般防水剂只能提高混凝土抗渗性能，但不能满足抗裂性能。而膨胀剂首先解决混凝土结构的抗裂，不裂可以不渗。而达到补偿收缩的抗裂作用，关键是混凝土膨胀率能否满足不同结构的补偿收缩要求。必须指出，厂家推荐的膨胀剂掺量只作参考，试验证明有些厂家的膨胀剂质量波动较大，有的甚至是“调包”的伪劣产品。因此，在使用前一定要检测混凝土的限制膨胀率，并以此作为配合比的主要依据之一。这就要求各检测试验单位应配备检测限制膨胀率的仪器设备和检测人员。

(3)、许多单位反映，膨胀剂替代水泥后，混凝土强度下降，认为少掺膨胀剂为宜，这也是个误区。因为膨胀剂替代率是通过试验而确定的。在实际工程中，混凝土结构则受到钢筋和邻位的约束。试验表明，带模养护的膨胀混凝土试件的限制强度比自由强度高10%--15%，所以，不必担心掺膨胀剂的混凝土强度下降。不能以7d自由强度作判断，应以28d强度是否达到试配强度为准。

(4)、膨胀剂掺量有意和无意少掺是使用补偿收缩混凝土的又一个误区。现实中发现，施工现场不能正确使用试验室提供的混凝土配合比，在实际操作中，许多工地和搅拌站没有专门的膨胀剂计量装置，靠人工以斗代秤加料，由于监督不力和人工加料的随意性，大多是少掺。更有甚者，某些搅拌站从经济利益出发，故意少掺或不掺膨胀剂。导致了施工单位对使用膨胀剂的误解。针对工程中使用了膨胀剂，混凝土仍然开裂的情况，进行了现场调查，结果表明：①按混凝土总量计，少用膨胀剂20%30%，原设计规定掺量12%，实际只达到6%8%；②忽略了混凝土的前期湿养护。这样，膨胀混凝土就是失去了补偿收缩作用，开裂现象由此而生。

(5)、有的用户拘泥于膨胀剂的推荐掺量，如某产品掺量为10%--12%，在特殊结构部位用户却不敢超过12%，这也是使用的误区。实际工程中，如后浇带或膨胀加强带，要用大膨胀率的膨胀混凝土填充，要求混凝土膨胀率达到0.035%--0.045%，混凝土强度提高5MPa，要掺入14%--15%膨胀剂才能达到。如只限于掺12%就不能满足设计要求，有可能开裂，所以，应根据不同结构部位，科学地掺入不同数量的膨胀剂，才能达到补偿收缩的要求。

2、关于复合膨胀剂

复合膨胀剂是用膨胀剂和化学外加剂配制的产品，可用于拌制缓凝、早强、防冻和高性能的泵送混凝土。该产品曾列入《混凝土膨胀剂》建材行业标准JC476—1998中，但在实施中发现不少问题：

(1)、质检部门对检测提出要求，复合膨胀剂由于掺入减水剂、防冻剂等化学外加剂，膨胀剂使用砂浆检验，化学外加剂使用混凝土检验。检测十分繁杂，而结果往往相佐。如膨胀剂规定碱含量≤0.75%，由于减水剂(泵送剂)、早强剂和防冻剂中含有Na2SO4，故碱含量往往超标，由于复合膨胀剂中掺入减水剂，容易蔽盖了膨胀剂本身的质量问题。

(2)、混凝土搅拌站提出：由于水泥品种不同，按厂家推荐的复合膨胀剂掺量，难以达到混凝土的坍落度要求，有时坍落度损失大，难以泵送，这时，搅拌站要增添泵送剂才能达到，使用麻烦。基于上述两条理由，新修改的JC476—2001标准中，已取消《复合膨胀剂》这种产品，请使用单位明鉴。但是，复合膨胀剂具有多功能和使用方便的优点。如用户愿意使用复合膨胀剂，生产厂家可按用户要求提品，但要做好现场售后服务工作。

3、设计中注意的问题

建筑结构抗裂抗渗控制是一个系统工程，许多设计单位推荐使用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土作为一个防裂措施，但部分技术人员对膨胀剂的正确使用不了解，也存在一些误区。

(1)、在设计图纸上指明厂家和掺量是错误的，合理的说明是：“采用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土、强度等级、抗渗标号、混凝土水中14d限制膨胀率大于0.015%(或者根据不同结构部位提出更高的膨胀率)。”这样，可以由用户选择膨胀剂厂家及其合理确定掺量，达到设计要求。

(2)、混凝土变形(膨胀和收缩)与限制是一对矛盾的统一体。膨胀要通过钢筋和邻位约束才能在结构中建立预压应力。所以，要求设计者采用细而密的配筋原则，个别开口部和墙柱连接处由于应力集中易开裂，应增添附加钢筋。由于墙体难施工、养护差，受外界温差影响大，易出现纵向裂缝。要求墙体的水平构造筋的间距小于150mm，配筋率在0.5%左右，在墙中部1m范围内，水平筋的间距加密至80100mm，形成一道“暗梁”，以平衡收缩应力；水平筋应放在受力竖筋外测，确保混凝土保护层厚度。

4、施工中注意的问题

施工单位对建筑结构的裂缝十分头疼，认为混凝土中加入膨胀剂就能迎刃解决，这也是个误区。除了设计上保证合理配筋和补偿收缩混凝土的配合比保证足够的限制膨胀率外，施工管理则是关键。

(1)、工地或搅拌站不按混凝土配合比掺入足够量的膨胀剂是普遍存在的现象，由此造成浇筑的混凝土膨胀效应极低，何以补偿收缩?因此，确保膨胀剂掺量的准确性极为重要。

(2)、现场拌制混凝土的拌和时间要比普通混凝土延长30s，以保证膨胀剂和水泥、减水剂(泵送剂)拌合均匀，提高其匀质性。

(3)、混凝土布料，震捣应按施工规范进行。

(4)、膨胀混凝土要有充分湿养护才能更好的发挥其膨胀效应，对掺膨胀剂的混凝土提出更严格的养护要求，养护期不小于14d。

(5)、边墙出现裂缝是个难题，施工中应要求混凝土震捣密实、匀质。有的单位为加快施工进度，浇筑混凝土12d内就拆模板，其实这时混凝土的水化热升温最高，早拆模板造成散热快，增加了墙内外温差，易于出现温差裂缝。施工实践证明，墙体宜用保湿较好的胶合板制模，混凝土浇完后，在顶部设水管慢淋养护，墙体宜在第5d拆模，然后尽快用麻包片贴墙并喷水养护，保湿养护10--14d。

(6)、即使用补偿收缩混凝土浇筑墙体，也要以30--40m分段浇筑。每段之间设2m宽膨胀加强带，并设钢板止水片，可在28d后用大膨胀混凝土回填，养护不小于14d。

(7)、底板宜用蓄水养护，冬季施工要用塑料薄膜和保温材料进行保温保湿养护；楼板宜用湿麻袋覆盖养护。

混凝土膨胀剂范文第3篇

一、常用膨胀剂的种类及其作用机理

膨胀剂是能使混凝土产生一定体积膨胀，从而提高混凝土抗裂抗渗性能的外加剂。按《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）的规定，混凝土工程可使用下列膨胀剂：硫铝酸钙类、硫铝酸钙-氧化钙类、氧化钙类。

硫铝酸钙类膨胀剂的作用机理，是指膨胀剂在加入水泥混凝土后，参与水化或与水泥水化产物反应，形成三硫型水化硫铝酸钙(钙矾石)，钙矾石的生成使固相体积增加很大，从而引起表观体积膨胀。属于硫铝酸钙类的膨胀剂有：明矾石膨胀剂(主要成分是明矾石与无水石膏或二水石膏)；CSA膨胀剂(主要成分是无水硫铝酸钙)；U型膨胀剂(主要成分是无水硫铝酸钙、明矾石、石膏)等。

氧化钙类膨胀剂的膨胀作用主要由氧化钙晶体水化形成氢氧化钙晶体，体积增大而导致的。氧化钙膨胀剂的制备方法有多种，如用一定温度下煅烧的石灰加入适量石膏与水淬矿渣制成；生石灰与硬脂酸混磨而成；以石灰石、粘土、石膏在一定温度下烧成熟料粉磨后再与经一定温度煅烧的磨细石膏混拌而成等。

二、膨胀剂使用中易出现的问题及注意事项

根据使用部位和混凝土构件外部环境，在设计和选用阶段明确膨胀剂的限制膨胀率并注意其使用范围限制

在实际工程中，膨胀剂主要用于补偿收缩混凝土、填充用膨胀混凝土和灌浆用膨胀砂浆等。其中补偿收缩混凝土的适用范围包括大体积混凝土、配筋路面和板、屋面和厕浴间防水、预应力混凝土等；填充用膨胀混凝土的适用范围主要包括后浇带和隧道堵头等部位。由于使用的结构部位不同，要求膨胀混凝土的限制膨胀率也有所不同。

根据大量工程实践表明，膨胀剂用于补偿收缩时，防水工程的底板混凝土的限制膨胀率在0.02%-0.025%间为宜，侧墙混凝土的限制膨胀率在0.03%-0.035%间为宜，同时根据理论计算，膨胀混凝土在钢筋限制条件下产生0.24MPa预压应力时的限制膨胀率为0.015%，因此规范规定补偿收缩混凝土水中养护14天的限制膨胀率应≥0.015%。对后浇带或膨胀加强带等填充用膨胀混凝土，其限制膨胀率比补偿收缩混凝土适当大一些，它产生的膨胀压力对新老混凝土结合更有利。通过大量试验和工程实践表明，填充用膨胀混凝土的限制膨胀率在0.035%- 0.045%间为宜，规范规定填充用膨胀混凝土水中养护14d的限制膨胀率应≥0.025%。

由于有的设计图纸未根据膨胀剂混凝土使用部位明确其限制膨胀率，从而无法确定膨胀剂的正确掺量。施工单位也因此忽视了膨胀混凝土的限制膨胀率问题，或简单地根据产品说明书的推荐掺加量进行施工，造成实际限制膨胀率达不到要求，起不到应有效果。例如对后浇带或膨胀加强带等填充用膨胀混凝土，水中养护14d的限制膨胀率应≥0.025%，一般要掺入14% --15%膨胀剂才能达到。如按厂家推荐的常规掺量进行掺加就不能满足设计要求，有可能造成开裂。因此，结构设计者应根据结构部位确定膨胀剂混凝土的最小限制膨胀率，或者根据不同结构部位提出更高的膨胀率，并在设计图纸上注明。这样，可以使用户合理选择膨胀剂厂家和确定掺量，以达到设计要求。

另外，用户在选用膨胀剂时要注意混凝土构件所处环境和不同类膨胀剂的使用限制。由于水化硫铝酸钙在80℃上会分解，导致混凝土强度下降，因此规范规定掺硫铝酸钙类和硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂的膨胀混凝土(砂浆)，不得用于长期处于环境温度为80℃以上的工程中。氧化钙膨胀剂消化生成的氢氧化钙化学稳定性和胶凝性较差，它与氯、钠、镁等离子进行置换反应，形成膨胀结晶体或被溶析出来，从耐久性角度考虑，该膨胀剂不得用于海水和有侵蚀性水的工程中。

二、根据膨胀混凝土的强度等级、限制膨胀率、坍落度等技术要求，在试配阶段做好膨胀混凝土的配合比设计工作

在膨胀混凝土配合比设计阶段，有部分施工单位和检测单位对膨胀混凝土的限制膨胀率不够重视，或未配备检测限制膨胀率的仪器设备和检测人员。在试配时只是简单地按厂家推荐的膨胀剂掺量进行掺加，然后对强度和坍落度等性能进行检测，对试配混凝土的实际限制膨胀率则未进行检测，从而导致出现限制膨胀率达不到设计要求、不能满足不同结构补偿收缩要求的现象。

试验证明，有些厂家的膨胀剂质量波动较大，实际产生的膨胀作用有大有小，有的甚至是“调包”的伪劣产品。因此，在使用前一定要检测混凝土的限制膨胀率，并以此作为配合比的主要依据之一。另一方面，由于膨胀剂或复合膨胀剂与水泥、其他外加剂之间存在适应性的问题，有时会出现坍落度损失大、快凝等不适应现象。在同一配合比下，使用不同的水泥、外加剂及其他原材，混凝土产生的膨胀率也不同。因此必须根据工地原材料进行补偿收缩混凝土的试配，在满足混凝土坍落度、强度和抗渗等级的情况下，必须达到设计要求的限制膨胀率，否则就要考虑调整膨胀剂掺量。

在进行混凝土配合比设计时，应根据混凝土的抗渗抗裂要求，尽量选用水化热低、收缩小的水泥，掺加粉煤灰和抗裂抗渗性能好的外加剂，通过多项措施和材料的复合作用，达到减少混凝土裂缝、提高抗渗性能的目的。

三、施工阶段严格按试验室提供的配比进行计量，采取可靠措施确保膨胀混凝土的施工质量

在实际施工中，膨胀剂掺量有意和无意少掺是使膨胀混凝土达不到要求的一个重要原因。有的施工单位认为，膨胀剂替代水泥后会造成混凝土强度下降，认为少掺膨胀剂为宜。这种认识是错误的，因为膨胀剂替代率和混凝土强度是通过试验而确定的。同时由于混凝土构件则受到钢筋和邻位的约束，它的实际强度要比标养强度有所提高，试验表明，带模养护的膨胀混凝土试件的限制强度经试验比自由强度高10% --15%。因此，在正常掺量下，不必担心掺膨胀剂的混凝土强度下降。膨胀混凝土的强度判定应以28d强度是否达到试配强度为准，而不能以7d自由强度作判断。

现场调查发现，在许多工地和搅拌站没有设专门的膨胀剂计量装置，靠人工以斗代秤加料，由于监督不力和人工加料的随意性，造成少掺现象。更有甚者，有的施工单位从经济利益出发，故意少掺或不掺膨胀剂。由于膨胀剂未按要求掺加，使膨胀混凝土起不到应有的补偿收缩作用，从而出现混凝土开裂现象。因此，在拌制时严格按配比进行计量和掺加，确保膨胀剂掺量的准确性。

在准确计量的前提下，施工时尚应采取可靠的技术措施，确保膨胀混凝土的施工质量。在现场拌制混凝土时，其拌和时间要比普通混凝土延长30s，以保证膨胀剂和水泥、减水剂(泵送剂)拌合均匀，提高其匀质性。膨胀混凝土浇筑完毕，要充分进行养护，才能更好的发挥其膨胀效应，对掺膨胀剂混凝土的养护期不应小于14天。底板宜用蓄水养护，楼板宜用湿麻袋覆盖养护，冬季施工要用塑料薄膜和保温材料进行保温保湿养护；墙体宜用保湿较好的胶合板制模，混凝土浇完后，在顶部设水管慢淋养护，墙体宜在第5天拆模，然后尽快用麻包片贴墙并喷水养护，保湿养护10 -14天。对大体积混凝土施工，应按要求进行热工计算和采取相应的降温措施，防止温度裂缝的产生。

混凝土膨胀剂范文第4篇

关键词：HCSA膨胀剂；大掺量粉煤灰；抗压强度；碳化深度

长期以来，国内外在混凝土中掺加大量的粉煤灰，绝大多数情况都是在早期强度要求不高的大体积混凝土中使用。水胶比的降低以及高效减水剂的使用虽然使得掺加粉煤灰的混凝土性能有很大改善，但对于提高大掺量粉煤灰混凝土的早期强度、早期的抗碳化性能及补偿收缩方面，效果还是很有限。

我国膨胀剂的开发和应用已有20多年历史，国内外很多学者对同时掺加膨胀剂和粉煤灰的混凝土也做了相关的研究，但大多数的研究都是针对混凝土的膨胀率、养护条件、补偿收缩和水灰比等方面，对于膨胀剂对大掺量粉煤灰混凝土的抗压强度和抗碳化性能方面的研究却很少。

文章针对大掺量粉煤灰混凝土在使用过程中出现的早期强度低，收缩量大，早期结构疏松和抗碳化性能差等现象，研究掺加适量的膨胀剂对提高大掺量粉煤灰混凝土的抗压强度和抗碳化能力的影响。

1 原材料及试验方法

1.1 试验用原材料

（1）水泥：采用北京金隅水泥厂生产的金隅牌 P.O.42.5水泥，品质符合GB175-99的规定，以下为该水泥相关的各项指标：

（2）粗骨料：碎石，最大粒径为25mm，表观密度为2650Kg/m3。

（3）细骨料：细度模数Mx=2.6，堆积密度1660Kg/m3，表观密度2560Kg/m3，含泥量7.2%，空隙率42.9%。

（4）外加剂：采用萘系减水剂（固体含量为40%）。

（5）粉煤灰：采用Ⅱ级粉煤灰，细度11.2（45μm筛余量），需水量比102%，其化学成分见表2。

（6）膨胀剂：采用中国建筑材料科学研究总院研制、天津豹鸣股份有限公司生产的HCSA高效混凝土膨胀剂，性能符合现行国家行业标准JC476-2001《混凝土膨胀剂》。

1.2 试验方法及混凝土的配合比

粉煤灰掺量（55%）和养护时间（7d）保持不变的条件下，试验通过变化HCSA膨胀剂的掺量来研究膨胀剂的掺量对大掺量粉煤灰混凝土抗压强度和碳化深度的影响，配合比如表3所示。其中养护7d是混凝土成型后，带模湿养护7天。

2 验结果与分析

2.1 HCSA膨胀剂的掺量对大掺量粉煤灰混凝土抗压强度的影响

混凝土的抗压强度随HCSA膨胀剂的掺量和龄期变化曲线如图1所示。从图中可以看出，6%膨胀剂掺量的混凝土能明显提高混凝土的抗压强度。由表4可知，与不掺膨胀剂的混凝土相比，6%膨胀剂掺量的混凝土，7d龄期时，抗压强度提高3MPa，14d龄期时，抗压强度提高6MPa，28d龄期时，抗压强度提高8MPa，70d龄期时，抗压强度提高12MPa。这是由于膨胀剂的水化造成的，因此，掺加膨胀剂的混凝土强度要比不掺膨胀剂的高。（下转第310页）

由表4可知，10%膨胀剂掺量的混凝土7d抗压强度要比不掺膨胀剂的低，且在带模湿养护7d拆模时，由于模具的约束作用，很难拆模。这说明10%膨胀剂掺量的混凝土膨胀量过大而使混凝土内部结构被胀坏，因而没有6%膨胀剂掺量的混凝土抗压强度高。由此我们也可以看出，在该试验条件下，膨胀剂的掺量不能超过10%。

2.2 HCSA膨胀剂的掺量对大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响

图2 HCSA掺量对大掺量粉煤灰混凝土碳化深度影响曲线

由图2可以看出，大掺量粉煤灰混凝土中掺加膨胀剂可以提高混凝土的抗碳化能力。掺加6%的HCSA膨胀剂对改善大掺量粉煤灰混凝土的抗碳化能力有显著效果，膨胀剂掺量为10%时，对大掺量粉煤灰混凝土的抗碳化能力的改善不是很明显。28d之前碳化速率比较缓慢，28d之后碳化速率较快，70d龄期时，膨胀剂掺量分别为0%、6%、10%的混凝土碳化深度分别为5.7mm、4.0mm、5.2mm。原因可能是随着膨胀剂掺量的增大，反应生成的钙矾石也越来越多，很好的填充了混凝土结构的孔隙和空隙，抵消了混凝土硬化早期产生的体积收缩，减小了孔隙率，使得混凝土的结构更加密实，从而提高了混凝土的抗碳化能力，但当膨胀剂的掺量超过一定限度时，膨胀剂的膨胀作用就可能使混凝土结构疏松，内部产生细裂纹，严重的甚至将混凝土胀裂，从而使得很容易的就侵入到混凝土结构的内部，掺加10%膨胀剂的混凝土抗碳化能力低于6%膨胀剂掺量的混凝土可能就是这个原因，所以在实际工程中，要严格控制膨胀剂的掺量，并不是膨胀剂掺的越多越好。

3 结语

（1）掺加适量的HCSA膨胀剂能提高大掺量粉煤灰混凝土的抗压强度和抗碳化能力。粉煤灰掺量为55%时，6%膨胀剂掺量的混凝土，28d龄期时，抗压强度提高8MPa，碳化深度减小0.7mm，70d龄期时，抗压强度提高12MPa，碳化深度减小1.7mm；10%膨胀剂掺量的混凝土内部结构已经被胀坏。

（2）粉煤灰掺量一定时，HCSA膨胀剂的掺入能显著增强混凝土的抗压强度和抗碳化能力。45%掺量的大掺量粉煤灰混凝土，抗压强度增大4MPa，碳化深度减小0.8mm；55%掺量的大掺量粉煤灰混凝土，抗压强度增大12MPa，碳化深度减小2mm。

参考文献

[1] 朱登军.大掺量粉煤灰的应用探讨[J].冶金信息导刊，2002（04）：25-27.

[2] 赵顺增，刘立.HCSA膨胀剂与化学外加剂、水泥的适应性研究[J].膨胀剂与膨胀混凝土，2006（02）：1-5.

[3] 李飞，覃维祖.HCSA膨胀剂在高掺量粉煤灰混凝土中作用效果的试验研究[J].膨胀剂与膨胀混凝土，2009（02）：6-8.

混凝土膨胀剂范文第5篇

关键词：自密实微膨胀，设计，施工控制

 

0.前言

自密实混凝土是八十年代后期从日本首先发展起来的一种高性能混凝土。由于其良好的施工性能和在国内外许多大型工程中的成功使用, 近几年来在我国也逐渐得到应用和推广, 尤其是在钢管混凝土中和各种难以浇筑的结构部位更是得到了较为广泛的应用。

对于钢管混凝土拱, 其拱内自密实微膨胀混凝土的配制是整个施工技术的核心。高强自密实微膨胀混凝土的配制,一般通过复合掺入活性矿物掺料和化学外加剂来降低水灰比, 提高混凝土的流动性, 并达到缓凝、保塑的施工要求。活性矿物掺料除了取代一部分水泥、减小收缩的作用外, 还可以取代一部分细集料, 通过发挥其微集料效应, 更好地填充混凝土内部的孔隙, 起到改善混凝土的和易性和可泵性、提高混凝土的密实度和耐久性、减少泵送时混凝土对管壁的摩擦阻力的作用。高强自密实混凝土所用胶凝材料总量一般在500～550kg/m 3 之间, 砂率较大, 粗骨料用量和粒径均较小, 容易产生较大的收缩, 引起内应力裂缝, 从而导致混凝土强度和耐久性的降低。一般通过加入膨胀剂来保证混凝土的无收缩或微膨胀。

广深港铁路客运专线广深段沙湾水道特大桥1-112m提篮拱桥长116m，计算跨度为112m，桥下净空为32.9m；是目前国内施工高度最高的客运专线提篮拱。。提篮拱按尼尔逊体系布置吊杆，采用单箱三室截面预应力混凝土系梁。拱肋采用悬链线线型，矢跨比为1：5，拱肋平面内矢高为22.4m。拱肋横截面采用哑铃形混凝土钢管截面，截面高度为3.0m，沿程等高布置，钢管直径为1200mm，由厚18mm的钢板卷制而成，每根拱肋的两钢管之间用16mm厚的腹板连接。拱肋在横桥向内倾9°，形成提篮式，拱顶处两拱肋中心间距9.19m，拱脚处两拱肋中心间距16.20m。系全桥共设5处钢结构横撑，除拱顶处设一字撑并用斜杆相连外，其余均为K型撑。

沙湾特大桥提篮拱具有技术要求高,施工难度大的特点,其中600多M3 拱内流态混凝土的压注施工也是必须攻克的难点,是全桥建设的关键环节。设计一个合理的微膨胀混凝土配合比,并组织好混凝土泵送施工,则是突破这一难点的前提。

1.配合比技术指标要求

钢管拱中间无配筋，但难于进行人工混凝土作业施工，要求混凝土具有良好的工作性能，能够无需振捣能够自动填充，快速施工。因此要求设计坍落度要求220～260mm，经时损失≤20mm/h扩展度要求550～650mm，电通量的设计要求＜1000C，含气量要求1.5～3％，无抗冻要求，砼强度等级为C55。

2.原材料情况

2.1水泥

华润（贵港）水泥有限公司生产的华润牌P·O42.5，检测指标见下表1

2.2砂

西江肇庆河砂，细度模数2.9，检测指标见表2

2.3碎石

珠海洪湾碎石场产反击破碎石，规格及比例为5-16mm∶5-25mm=40%∶60%，检测指标见表3

2.4粉煤灰

漳州核电厂Ⅰ级粉煤灰，检测指标见表4

2.5外加剂

北京瑞迪斯建材有限公司生产的FAC型聚羧酸高效减水剂，检测指标见表5

2.6膨胀剂

山西凯迪建材有限公司生产的UEA膨胀剂，检测指标见表.6

3.配合比设计

3.1 混凝土配置强度的计算

根据设计要求以及规范规定，要求该混凝土符合《CECS203-2006》中三级自密实要求，另根据混凝土采用混凝土拌合站集中拌和,强度标准差=7.0MPa, fcu=55+1.645×7.0=66.5Mpa

3.2 水灰比的计算

fce=γc·fce,g＝1.05×42.5＝44.6 MPaW/C=0.46×44.6/（66.5+0.46×0.07×44.6）=0.30

3.3 水泥、掺合料、外加剂及用水量的确定

混凝土设计使用年限为100年,电通量指标小于1000C，环境作用等级T1，H1。根据CECS 02-2004《自密实混凝土设计与施工指南》、CECS203-2006《自密实混凝土应用技术规程》、《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》和设计要求，自密实为满足其工作性要求混凝土胶凝材料总量不应小于500kg/m3，水胶比小于0.35。为提高混凝土的耐久性，满足混凝土设计要求，在混凝土中掺优质的粉煤灰和膨胀剂。外加剂掺量为1.40%,，经过试拌确定用水量为157kg/ m3，考虑掺有膨胀剂强度会降低，选取水胶比为0.28，此时总胶凝材料为561kg/m3,膨胀剂掺量为8%，等量取代水泥，掺量为45kg/m3，粉煤灰掺量为20％，等量取代水泥，掺量为112 kg/m3。水泥用量为404 kg/m3。

3.4确定基准配合比为：

水泥：砂：碎石：水：粉煤灰：膨胀剂：外加剂

＝404：754：921：157：112：45：7.29

=1：1.86：2.28：0.39：0.28：0.11：0.0180

3.5 试拌及配合比的选定

据基准配合比分别调整水胶比0.32、0.27和砂率分别为46%和44%进行试拌，试拌后混凝土和易性良好，拌合物性能指标符合标准要求，抗压强度满足设计要求。

按照工作性能优良、强度和耐久性满足要求、经济合理的原则，选定的配合比为：

水泥：砂：碎石：水：粉煤灰：膨胀剂：外加剂

=404：754：921：157：112：45：7.29

=1：1.86：2.28：0.39：0.28：0.11：0.0180

选定的配合比的各项耐久性能指标满足设计要求，结果见下表7

4.施工控制要点

混凝土密实度直接影响其整体结构性能,因此采用由拱脚向拱顶的“连续顶升”施工方法，即采用一级泵送一次到顶，拱顶弦管内以隔舱板隔开。泵送时按照先下管、后上管、再腹腔的顺序进行，保证拱内混凝土的密实性。。;拱肋混凝土施工每片拱肋采用两台混凝土输送泵,从两端拱脚对称顶升灌注混凝土,也就是每次拱肋混凝土施工需要4 台混凝土输送泵同时工作。在拱顶处设置隔仓板和排浆溢流管,以保证将泵送混凝土前端的不良部分排出,并使拱顶段有一定压力以减小其收缩量,增加密实性。隔仓板是从拱顶将两端拱肋分隔开,使两侧拱脚泵送至拱顶的混凝土不至于混流,同时加强两侧混凝土的连接。

灌注顺序：先灌注下管，待下管内混凝土强度、弹模达设计值的80％以上后，对称灌注上管内混凝土；待上管内混凝土、弹模达设计值的80％以上后，分仓、对称灌注腹腔内混凝土。

工艺流程： 施工准备→拱肋钢管开孔、焊接安装灌注管→混凝土输送泵调试→压注清水和水泥浆，输送管和拱肋钢管→压注管内混凝土一关闭灌注管的截止阀稳定一清洗泵送设备和管路—拆除泵送管—补焊钢板。

混凝土质量检测：砼泵送顶升时，试验室应留有足够的试件。每次砼泵送时，制作试件，进行抗压强度试验。砼泵送完成三个月左右后，收缩趋于稳定，应对砼与钢管的密实情况进行检查。检查方法有三种：

⑴锤击敲打法。通过敲击声音的变化，可以检查出灌注砼与钢管内壁间的空隙。

⑵钻小孔取样法，采用磁力电钻。

⑶超声波无损检查法。超声波检测的主要目的是检查管内砼是否均匀、砼与钢管是否密贴。

5.结论

5.1所配制的C55自密实微膨胀混凝土具有优良的工作性, 坍落度达到260mm,3h 坍落度保留值为220mm,6h 为200mm;保水性好,泌水率小;同时还具有良好的力学性能、微膨胀性能和耐久性能。。满足了沙湾水道特大桥桥梁钢管混凝土拱施工中采用泵送顶压法浇注混凝土的技术要求。

5.2 采用自密实微膨胀混凝土浇筑钢管混凝土结构不仅能减少空洞、蜂窝、麻面等质量问题及提高密实性, 而且还能提高施工速度, 降低施工难度,避免了模具的损耗,具有良好的经济效益。

5.3 在C55 自密实微膨胀混凝土中掺入20% 的Ⅰ级粉煤灰,不但可提高混凝土的缓凝保塑性和可泵性,而且改善了混凝土的力学性能和耐久性, 使其后期强度能稳定增长, 同时还节约了能源和资源, 降低了造价,保护了环境,具有明显的经济效益和社会效益。

参考文献

1. 自密实混凝土应用技术规程》,CECS203-2006

2. 客运专线高性能混凝土暂行技术条件 .

3. 铁路混凝土工程施工质量验收补充标准

4. 广深港客运专线沙湾特大桥设计图纸及设计要求。