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151-7001-9998/薛先生目前我國補償收縮混凝土配制與應用的理論基礎依然是吳中偉院士在20世紀60年代提出的冷縮與干縮的聯合補償模式。這一理論認為在混凝土中摻加一定量的膨脹劑,使混凝土在濕養護期間的膨脹率達到0.015%~0.03%,即可在混凝土結構中產生0.2~0.7MPa預壓應力,補償溫度收縮和干燥收縮,從而避免開裂。
一、目前膨脹劑的性能、應用對象和使用環境都發生了很大變化
其主要組成是硫鋁酸鹽熟料,水化快、膨脹率大;相應地需要更加充分的水分供應才能保障膨脹劑充分發揮作用。發展到大體積的基礎底板,體積達數千m3,這些變化導致膨脹劑的使用環境變化,從而導致補償收縮混凝土性能的變化。如果我們不能針對這些變化采取相應的技術措施,則有可能達不到預期目的,甚至有可能適得其反。
二、大體積補償收縮混凝土內部的膨脹效能發生程度
按照標準,摻入膨脹劑的混凝土的膨脹、收縮性質是在養護溫度為20±2℃,養護濕度大于90%的條件,得用100mm100mm斷面的試件測定的。混凝土強度提高,膠凝材料用量增大,導致較大體積混凝土內部溫升增高。摻入膨脹劑后,盡管取代了等量的水泥,但由于含鋁相組分和石灰的水化熱較大,并不會降低混凝土的溫升,反而可能使混凝土溫升有所提高。當水灰比為0.45左右、使用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥而又摻入膨脹劑時,混凝土的絕熱溫升可達55℃。混凝土是熱的不良導體,大體積混凝土芯部的熱量難于散發。所以大體積混凝土芯部在澆筑后的幾天內,處于近似絕熱絕濕狀態。在這樣的環境中,補償收縮混的水化過程將與標準狀態下養護的小試件有很大差別,并影響其性能。
由于自干燥效應的影響,大體積混凝土內部的相對濕度可降低到80%左右。此時需水量很大的膨脹劑的水化反應可能受到抑制。在理論上,完全水化的水泥結合水量占水泥的0.227,而使水泥完全水化并具有至低毛細孔孔隙率的水灰比利為0.438,實際上,即使水膠比為0.5左右,隨著水化的不斷進行,水化物增多,自由水減少,混凝土中的水泥也不可能完全水化。混凝土中的自由水隨水膠比的降低而減少,而水泥水化則隨水灰比降低而加快,與水化時需要大量水的膨脹劑爭奪自由水。另外膨脹劑中的重要組成部分CaSo4的溶解度和溶解速率都很低,其深出理隨自由水的減少而減少。因此大體積補償收縮混凝土芯部的水化程度低于標準試件,其降低程度受混凝土強度等級、配合合比、結構形式和施工過程的影響很大,難于預先估計。膨脹劑在大體積補償收縮混凝土結構內的膨脹能力將低于標準狀態下的測定值,其相差幅度難于估計。如果控制不當,膨脹劑產生的膨脹應力不足以補償結構內部的收縮應力時,即使使用了膨脹劑,結構也難于避免開裂。這需要引起應用單位的注意。
三、鈣礬石的分解溫度與膨脹劑的適用范圍
目前國際上比較一致的看法認為鈣礬石在溫度高于70℃時會發生分解,對于膨脹劑而言,適用范圍卻有很大影響,對于厚度超過1米的基礎底板,當外界溫度為20℃左右時,混凝土內部的溫度會超過70℃。[混凝土外加劑應用技術規范](GBJ50119-2002)中規定,含硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣-氧化鈣類膨脹劑的混凝土有得用于環境溫度為80℃以上的工程。考慮到安全系數,如果沒有一定的降溫措施,厚度超過1米的基礎底板也要慎重使用膨脹劑。根據我們的研究成果,膨脹劑在30-40℃水化時,膨脹能力大,超過50℃,膨脹能力開始下降,60℃以上的膨脹能力就很低了。而大體積混凝土內部溫度超過50℃是很普遍的情景。所以對于厚大結構,采用膨脹劑補償收縮的作用很小。
抗裂減縮型防水劑是一種綜合性的外加劑,通過[JC474-2008]砂漿、混凝土防水劑的國家標準。因為其不僅具備減水劑的減水作用,另外還兼有緩凝、引氣、超密實,超塑化,高抗滲的作用。緩凝組份使水泥凝結時間延長,具有延時降峰作用,有利于防止因溫差引起的裂縫;減縮組份能改善毛細管的孔結構,降低混凝土自收縮和干燥收縮;微膨脹組份在水泥水化早期形成適量的鈣礬石晶體,具有微膨脹和填充作用,提高混凝土抗裂性能;超塑化減水組份,顯著降低水灰比,提高強度及密實度,減少干縮;密實劑堵塞和填充混凝土孔隙,提高密實度;引氣組份能阻隔毛細管通道,提高抗滲能力,由于以上組份的綜合作用,從而使混凝土達到較好的防水效果。
綜合性能:
抗裂減縮防水劑性能符合JC476-2018砂漿、混凝土防水劑標準、GB8076-2016中混凝土緩凝高效減水劑標準、JC473-2008混凝土泵送劑標準,并具有一定的微膨脹作用。
1.外觀:棕褐色液體/灰色粉劑
2.抗滲標號>P30(C30以上混凝土)。
3.減水率:15-35%(含固量根據水泥品種來確定,拌合用水量應扣除JS-KL含水量)。
4.2小時坍落度損失率:<10%;滲透高度比<40%。
5.凝結時間:初、終凝時間延緩4~8小時(可根據工程要求調節凝結時間)。
6.抗壓強度:7天強度提高40%以上,28天提高30以上。
7.降低水化熱:混凝土溫峰出現時間推遲,至高溫升降低。
8.節約水泥:在坍落度和強度基本相同的情況下,加入推薦摻量的本產品可節約水泥15%以上。
9.本品對鋼筋無銹蝕危害,無腐蝕、屬非易燃易爆危險物品。
10.與優質混凝土材料(粉煤灰+礦粉)復合應用可大幅度提高混凝土的抗化學腐蝕性,可做為混凝土防腐劑使用。
使用方法等同于一般外加劑,在現場攪拌混凝土時加入攪拌機中,攪拌一定時間即可。配制防水混凝土時,抗裂減縮防水劑可與拌合水同時摻入,也可滯后于拌合水1~2min后加入,攪拌時間同常規混凝土。因此使用抗裂減縮防水劑不僅從成本上考慮用三摻(外加劑、膨脹劑、纖維)的不適宜,還是從使用過程中的不宜控制,都是下下之選,而抗裂減縮防水劑的存在,不僅俱備‘三摻’的綜合效應,其成本的優勢與‘三摻’相比也顯而易見。
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