微膨脹混凝土

微膨脹混凝土是指在普通的混凝土中添加一定的膨脹劑，使混凝土在水化期間能夠依靠膨脹劑的作用而發生一定的膨脹，從而彌補了混凝土的收縮，達到防治混凝土裂縫，提高混凝土性能的目的。本文中通過分析微膨脹混凝土的種類功能，探討了其在建築工程中的套用以及質量控制措施。

基本介紹

• 中文名：微膨脹混凝土
• 外文名：Micro expansive concrete
• 解釋：這樣配方的混凝土
• 學科：建築學
• 含泥及雜質量：<1%
• 自由落差：<2m

簡介

微膨脹混凝土結構在未承載時，其物理力學狀態是：由於混凝土中配置一定的鋼筋，工程中不可避免地存在著結構邊界的約束作用，使各類變形均處於受挖狀態加了外加劑的混凝土，等同於補償收縮混凝土。

一般混凝土幹了以後大多都有少許收縮，加了膨脹劑的混凝土，不但不收縮而且隨著時間推移，有一定的自由膨脹量。

這樣配方的混凝土稱為微膨脹混凝土

微膨脹混凝土機理

微膨脹混凝土結構在未承載時,其物理力學狀態是:由於混凝土中配置一定的鋼筋,工程中不可避免地存在著結構邊界的約束作用,使各類變形均處於受拉狀態。因此,普通混凝土存在的乾縮、蠕變、溫差效應所造成的收縮變形將產生拉應力,當這種拉應力大於混凝土極限拉應變時即出現裂縫。而採用微膨脹混凝土時,在強度增長過程中即產生體積膨脹,內部產生壓應力和壓應變,能補償各種收縮變形,抵消相應產生的拉應力,有效地提高結構的抗裂性。由於膨脹變形時釋放的大部分能量均發生在混凝土養護的早期階段,此時尚處在塑性狀態,故大量空隙易於被壓縮密實;同時,因游離的鈣礬石結晶顆粒具有填充孔隙的作用,使空隙進一步減少,密實作用顯著提高。上述多種因素綜合發生作用後,可極大地改善混凝土結構的內部微觀結構,使其具有較好的抗滲透性能。

對抗裂性產生原因的再認識。長期以來人們對微膨脹混凝土的抗裂性僅從補償收縮的角度分析和考慮,對更深層次的機理分析論述不充分。現根據建築期刊介紹的大量工程實踐經驗及檢測資料,對抗裂性的機理作進一步的加深理解。微膨脹混凝土本身具有的特性,是獲得較好抗裂性的主要原因,其一,在受約束狀態下其淨膨脹率以膨脹和收縮值之差計算,e=f（t）的發展過程會延續較長的時間,在此進行過程中淨膨脹率的變化為:在大約100d左右齡期以前,e為正值,混凝土結構體內產生壓應變;以後e會轉變為負值,結構內部則產生拉應變。

其二,澆築初期的膨脹量達到高峰值是決定淨膨脹率負值出現時間推遲的關鍵。當淨膨脹率的負值出現時,混凝土結構體的抗拉極限強度、極限應變值已提高了很多,完全可以抵抗收縮產生的拉應力和拉應變能力。從上述簡析中可知,微膨脹混凝土的抗裂能力,不能單從其膨脹值的大小衡量,而應從不同角度如膨脹率整個發展過程的延續時間、峰值大小和淨膨脹率的變化來考慮。2工程套用中應重視的幾個問題一些地下工程實踐表明:採取無縫整體現澆微膨脹混凝土的貯水池、地下泵房、高層建築地下室及箱型基礎等結構已取得了較好的抗滲效果,但仍在一些技術上需完善與穩妥處理。

加強對混凝土早期的養護(7～14d)及防護工作。此期間的表濕應連續充足,以保證膨脹率能達到設計預期的峰值,這是結構抗裂和抗滲的關鍵所在。一般實際施工中往往因多方面因素而忽視加強對澆築後早期的養護,存在方法與措施不當而使養護效果受到影響,從而導致膨脹混凝土抗裂與抗滲性能受到不同程度的損害,嚴重的還造成質量事故。

控制水灰比。水灰比對混凝土抗滲性的影響眾所周知,水灰比過高則孔隙率多且大,鈣礬石結晶顆粒的填孔效果受到影響,在已成功的經驗中水灰比一般在0.4～0.5為宜。從圖1可知,混凝土膨脹量的絕大部分在早期發生,在尚處於塑性狀態的孔隙率過大時,其能量的大部分消耗在壓縮塑性的大量孔隙和釋放到不受約束的方向去,而受限制的方向也是不應出現裂縫的方向則常首先出現裂縫,將有效的壓應變和預壓應力的初始峰值明顯降低,使該方向孔隙的有效壓縮量也相應降低,終將導致抗裂和抗滲性的大幅度下降。一些工程管理中無控制水灰比的嚴格措施,甚至在運輸、停留和振搗進行中的二次加水現象時有發生,忽視水灰比的問題必須引起重視。

水泥強度及用量、振搗問題。水工地下防水抗滲混凝土的水泥標號不應低於425#(普通矽酸鹽水泥),其用量不宜低於320～350kg/m3;粗骨料粒徑<30mm,;採用中砂,每m3用量不低於0.38～0.41;澆築應連續進行,間隔時間<60min;運距較長時應加緩凝劑;;澆築完表面及時防護等。24膨脹劑的選用與摻量是關鍵。根據資料介紹,中國建材科研院研製開發的U型膨脹劑效果較好,其摻量按工程具體要求而定:U型膨脹劑摻量占水泥質量的10%～14%時,能獲得較好的膨脹性,適用於以抗裂為主的工程。此種摻量下的混凝土膨脹在非受限狀態下自由膨脹的強度與普通混凝土相比,其自由強度降低約5%～10%,一般可不考慮其影響。因在具體工程中混凝土均不可避免地處於受限狀態,在受限狀態下膨脹混凝土的強度同普通混凝土相比提高10%～30%—當然與受限狀態的強弱及摻量有關。在受限狀態下當摻量為10%～14%,一般受限狀態的混凝土膨脹後的實際強度多高於相同強度等級的普通自由混凝土的強度。但是,當摻量大於14%且結構處於非強化受限狀態時,上述產生的不利因素不應忽視。當U型膨脹劑摻量在8%～10%時,膨脹率偏低,但混凝土強度有所提高,具有一定的抗滲性能,此摻量適用於以抗滲為主的承重結構。如同時又需提高混凝土的抗裂性時,膨脹劑摻量應增加至14%,並適當提高混凝土的強度等級。當膨脹劑摻量在14%～16%時,膨脹率顯著提高,但混凝土自由狀態下的強度下降幅度會達10%,不應忽視這一問題。取大摻量僅適用於大體積並處於較強受限制狀態下的填充混凝土———由於受限狀態強度高,混凝土的實際強度也會有較大的提高,以補償在自由狀態時強度的損失。

主要用途

1、矽酸鹽膨脹水泥主要是用於製造防水沙漿和防水混凝土。適用於加固結構、澆築機器底座或固結地腳螺栓，並可用於接縫及修補工程。但禁止在有硫酸鹽侵蝕的水中工程中使用。

2、低熱微膨脹水泥主要用於較低水化熱和要求補償收縮的混凝土、大體積混凝土，也適用於要求抗滲和抗硫酸鹽侵蝕的工程

3、硫鋁酸鹽膨脹水泥主要用於澆築構件節點及套用於抗滲和補償收縮的混凝土工程中。

4、自應力水泥主要用於自應力鋼筋混凝土壓力管及其配件。

該發明涉及矽酸鹽水泥熟料的燒制，具體是指一種利用冶煉鉛鋅濕廢渣燒制矽酸鹽水泥熟料的方法。本法配方如下：石灰石86～90%（重量），鉛鋅乾廢渣3～10%（重量），粘土3～8%（重量），鐵粉0～2%（重量）。本法充分利用廣東地區冶煉鉛鋅濕廢渣代替部分粘土和大部分鐵粉等有用資源，燒制優質矽酸鹽水泥熟料，既變廢為寶，又保護環境。不僅符合生態水泥工業可持續發展的戰略決策，而且是使廢棄物再資源化的有效途徑。