膨胀剂在不同混凝土中应用的一些规范要点:
1. 品种选择:
膨胀剂种类较多,常见的有硫铝酸钙类、硫铝酸钙-氧化钙类和氧化钙类等。从国内外应用效果和可靠性来看,以形成钙矾石和氢氧化钙的膨胀剂较为稳定。
2. 使用范围:
a.普通混凝土掺入膨胀剂后可产生适度膨胀,能在钢筋和邻位约束下,在钢筋混凝土结构中建立一定的预压应力,可抵消混凝土硬化过程中产生的干缩拉应力,补偿部分水化热引起的温差应力,从而防止或减少结构产生有害裂缝。膨胀剂.适用于环境温差变化较小的地下、水工、海工、隧道等工程,以达到抗裂防渗效果。对于温差较大的结构(如屋面、楼板等),必须采取相应的构造措施,才能控制有害裂缝。
b.硫铝酸钙类膨胀剂和硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂不得用于长期处于环境温度为80℃以上的工程,因为水化硫铝酸钙(钙矾石)在80℃以上会分解,导致强度下降。
c.氧化钙类膨胀剂水化产生的Ca(OH)₂,其化学稳定性和胶凝性较差,它与Cl⁻、SO₄²⁻、Na⁺、Mg²⁺等离子置换反应,形成膨胀结晶体或被溶析出来,从耐久性角度,该膨胀剂不得用于海水和有浸蚀水的工程。
d.膨胀剂主要用于配制补偿收缩混凝土、结构自防水和大体积混凝土工程。当提高膨胀剂掺量时,可配制大限制下的填充性膨胀混凝土和二次灌注用的膨胀砂浆,以及用于制造压力管的自应力混凝土。
e.膨胀剂的掺入会使混凝土的早期水化热提高,为防止或减少混凝土温度裂缝,其内外温差一般宜小于25℃。
3. 膨胀混凝土(砂浆)的性能要求:
a.补偿收缩混凝土:
在不影响抗压强度条件下膨胀率应尽量增大,干缩落差要小。以限制条件下的膨胀率和干缩率表示其膨胀性能,试件尺寸为100×100×300mm,中间预埋两端带钢板的Φ10mm钢筋,配筋率μ=0.785%,钢筋的弹性模量取Es≈2×10⁵Mpa,通过公式σc=μ·Es·ε2(其中σc为膨胀自应力,μ为配筋率,Es为钢筋弹性模量,ε2为限制膨胀率)计算得出,当膨胀自应力σc=0.2~0.7MPa时,其限制膨胀率ε2的.大值为0.05%,.小值为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≥1.5×10⁻⁴。此外,规定试件水养14天后,放入干空试验室养护28天(从初长开始计算为42天),其干缩率应不大于3.0×10⁻⁴。
b.填充膨胀混凝土:
用于大限制下的结构后浇缝、伸缩缝、大坝回填槽和钢管混凝土等。该混凝土产生的预压应力值σc=0.5~1.0MPa为宜,因此规定其在水中养护14天的限制膨胀率≥2.5×10⁻⁴,随后放在干空养护28天,其干缩率应不大于3.0×10⁻⁴。为使早期膨胀对强度的影响更接近实际工程情况,规定试件成型带模养护3天拆模,再放入水中养护至28天,测定其抗压强度,且该混凝土的抗压强度应大于30.0MPa。
c.浆用膨胀砂浆:
用于设备或接缝二次灌注,属于大流动度无收缩高强灌注料。其性能要求3d膨胀率≥0.1%,7d≥0.2%,以保证灌注砂浆紧密地填充二次灌注的空间,硬化后不产生收缩。竖向膨胀率测定方法可按相关附件进行。
d.自应力混凝土:
掺入15~30%膨胀剂可配制成自应力混凝土,目前仅限于制造自应力钢筋混凝土压力管,其性能的技术指标应符合“自应力硅酸盐水泥”建材行业标准(JC/T218-1995)。
4. 设计要求:
掺膨胀剂的补偿收缩混凝土大多应用于控制有害裂缝的钢筋混凝土结构工程。混凝土的膨胀只有在限制条件下才能产生预压应力,所以构造(温度)钢筋的设计对该混凝土有效膨胀能的利用和分散收缩应力集中起到重要作用,结构设计者必须根据不同的结构部位,采取相应的合理配筋和分缝。以往绝大多数设计图纸只写混凝土掺入膨胀剂、强度等级、抗渗标号等是不够的。
5. 其他方面:
a.外加剂的选择:
应根据设计和施工要求及外加剂的主要作用选择合适的膨胀剂种类。当不同供方、不同品种的外加剂同时使用时,应经试验验证,并确保混凝土性能满足设计和施工要求后再使用。含有某些特定成分的外加剂严禁用于特定的混凝土结构或工程中。
b.外加剂的掺量:
以外加剂质量占混凝土中胶凝材料总质量的百分数表示,宜按供方的推荐掺量确定,并应采用工程实际使用的原材料和配合比,经试验确定。当混凝土其他原材料或使用环境发生变化时,混凝土配合比、外加剂掺量可进行调整。
c.外加剂的质量控制:
外加剂进场时,供方应提供型式检验报告、出厂检验报告与合格证、产品说明书等质量证明文件。进场时需按规定进行检验与验收,检验样品应随机抽取。经检验合格的外加剂应按不同供方、品种和牌号分别存放,并做好标识。当外加剂的供方、批次、产地和等级等发生变化时,需进行复检。粉状外加剂应防止受潮结块,有结块时需检验合格并粉碎后再使用;液体外加剂应贮存在密闭容器内,并注意防晒和防冻,出现沉淀、异味、漂浮等现象时,需检验合格后再使用。外加剂计量系统在使用前应经标定合格,计量允许偏差应为±1%。外加剂在贮存、运输和使用过程中应根据不同种类和品种分别采取安全防护措施。
在具体工程应用中,还需遵循相关国家和行业标准,以及工程设计的具体要求。同时,要注意膨胀剂的掺量、混凝土的养护等方面,以确保膨胀剂能发挥良好的效果。建议在使用膨胀剂前,详细了解产品说明书,并咨询专业技术人员的意见。
选择适合特定混凝土类型的膨胀剂可以考虑以下几个方面:
1. 混凝土的性能要求:
明确混凝土所需达到的性能指标,如抗裂性、抗渗性、强度等。对于抗裂要求高的混凝土,应选择膨胀效能稳定、补偿收缩效果好的膨胀剂。
2. 混凝土的类型和特点:
a.大体积混凝土:
宜选择水化热低、膨胀效能发挥较缓慢的膨胀剂,以避免早期膨胀过大导致混凝土内部应力不均匀。
b.高强混凝土:
需要考虑膨胀剂与高强度水泥的相容性,选择对强度影响较小的膨胀剂。
c.自密实混凝土:
应选择与其他外加剂相容性好,不影响混凝土流动性和填充性的膨胀剂。
3. 膨胀剂的化学组成和性能:
了解膨胀剂的主要成分,如硫铝酸钙类、氧化钙类等。不同成分的膨胀剂膨胀性能和适用范围有所不同。
4. 膨胀剂的品质和稳定性:
选择有良好口碑、质量稳定的厂家生产的膨胀剂。可以参考厂家提供的产品质量检测报告和工程应用案例。
5. 施工条件和环境:
考虑施工时的温度、湿度等环境条件。在高温或干燥环境下,可能需要选择膨胀效能受环境影响较小的膨胀剂。
6. 经济性:
在满足混凝土性能要求的前提下,选择性价比高的膨胀剂。
7. 咨询专业意见:
向混凝土..、工程师或相关技术人员咨询,根据他们的经验和建议进行选择。
综上所述,选择适合特定混凝土类型的膨胀剂需要综合考虑多方面因素,以确保混凝土的质量和性能满足工程要求。