由于水泥生产的变化和混凝土强度的提高,现代混凝土构件断面小尺寸超过30cm时,如不采取有力措施,都像过去的大体积混凝土一样,内部会产生很高的温度。膨胀剂中的膨胀组分无论是钙矾石的生成还是CaO的水化都与温度有关。已生成的钙矾石从约65℃开始脱水,同时在此温度下新的钙矾石不再生成;CaO溶解度在冷水(10℃)和热水(80℃)中分别为。而厚度超过80cm的基础底板在常温下浇筑时,其内部温度都会超过65℃。在混凝土降温以后,反应可继续进行。但如果内部温度很高,或构件尺寸太大,降温缓慢,在混凝土强度发展到较高时再反应,产生膨胀,可能就成了对结构不利的“延迟生成钙矾石”。因此控制大体积混凝土内部的温度对掺膨胀剂的混凝土来说很重要;掺膨胀剂的大体积混凝土重要的是控制温升。控制温降则是对任何混凝土都至关重要的。除了(膨胀)能通过限制使混凝土内部建立一定压应力之外,其它如干缩、温度变化以及结构上的使水泥混凝土产生裂缝的各种因素,对膨胀水泥混凝土仍然同样起作用。在设计时必须注意到这点。此外,在对混凝土温度进行控制时还应考虑到,膨胀剂不仅不能降低混凝土的温升,而且在反应过程本身也发热。 膨胀剂能使高性能混凝土的流动性损失较大,因此不宜掺入过多。河南专业UEA膨胀剂按需定制
近年来,关于钙矾石的分解温度一直存在争论。国际上比较一致的看法认为钙矾石在温度高于70℃时会发生分解。国内一些人则认为温度高于80℃时钙矾石才会发生分解,还有人认为超过100℃钙矾石才分解。虽然只有10℃之差,但对于膨胀剂的适用范围却有很大影响。对于厚度超过1m的基础底板,当外界温度为20℃左右时,混凝土内部的温度会超过70℃。例如北京航华大厦厚度为~5m的基础底板,使用矿渣硅酸盐水泥,掺用了20%的粉煤灰和EA-2型减水膨胀剂,8月份浇筑,实测混凝土内部最高温度为79℃。《混凝土外加剂应用技术规范》GBJ50119-2002中规定,含硫铝酸钙类、硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂的混凝土不得用于长期环境温度为80℃以上的工程。虽然规范没有定义多长时间算“长期”,但考虑到安全系数,如果没有降温措施,厚度在2m以上的混凝土结构就不应使用膨胀剂,厚度超过1m的基础底板也需要慎重使用膨胀剂。根据我们的研究成果,膨胀剂在30℃~40℃水化时,膨胀能力比较大,超过50℃,膨胀能力开始下降,60℃以上膨胀能力就很低了。而大体积混凝土内部温度超过50℃是很普遍的情景。所以对于厚大结构,采用膨胀剂来补偿收缩的作用很小。 江苏专业UEA膨胀剂报价因此掺膨胀剂的混凝土中粉煤灰掺量不宜太大,并加强水养护。当要考虑耐久性时,应当进行实验。
普通混凝土在硬化过程中均会发生体积收缩,常见的体积收缩是由于混凝土水分的散失或湿度下降引起的干缩和由于水泥水化热的散失或混凝土温度下降引起的冷缩。当混凝土的收缩值大于极限变形值,收缩变形引起的拉应力大于混凝土的极限抗拉强度时,混凝土将产生裂缝,导致混凝土的整体性、耐久性下降。由于不同原因致使开裂和收缩,使得人们需要一种能够减少开裂和收缩的新型混凝土,所以,膨胀混凝土应运而生。膨胀混凝土的一种就是在混凝土配制过程中掺加膨胀剂,制作补偿收缩混凝土。我国目前补偿收缩混凝土应用的理论基础是吴中伟院士提出的补偿收缩理论。他指出:混凝土达到的变形值D(限制膨胀变形或限制收缩变形)等于比较大限制膨胀变形ε2减去限制收缩s2,加上弹性伸长εs,加上塑性伸长,加上或减去混凝土徐变。当D≤混凝土的极限拉伸值εk=2×10-4时,混凝土不会开裂。
众所周知,无约束的混凝土构件自由收缩不会引起开裂,而受约束混凝土的收缩,也只是在内部产生的拉应力达到或超过其抗拉强度时混凝土才开裂。掺加膨胀剂的作用就是利用约束下的膨胀变形来补偿收缩变形,混凝土的膨胀只有在约束下才能产生预压应力,膨胀混凝土必须有对应的外界边界的外约束和一定配筋率的钢筋内约束作为限制膨胀的条件。其配筋率必须在,配筋率小则起不到限制膨胀的作用。混凝土因其结构型式及其所在部位的不同,其抗裂要求也会不同,相应的膨胀率要求也不同,因此膨胀剂的掺量也随之而变化。也就是说,膨胀剂掺量大,则其膨胀率大;膨胀剂掺量小,则膨胀率也小,但不成正比关系。同时必须指出,由于膨胀剂的品种和掺量不同,它与水泥、化学外加剂及掺合料的适应性也各异,因此,要通过混凝土试配来确定组成材料的用量。要在满足混凝土强度等级、抗渗等级及坍落度的条件下,根据工程的具体情况,必须要达到设计所要求的膨胀率。否则一定要调整膨胀剂的掺量,使其混凝土膨胀率满足不同结构及不同部位的补偿收缩的要求。因此,设计图纸比较好不指定膨胀剂的品种,更不应指定掺量,除其指定采用掺加膨胀剂的补偿收缩混凝土及其强度等级和抗渗等级外。 有人反映“掺了膨胀剂比不掺裂的还多”,甚至“掺膨胀剂的基础底板泡在水里也开裂了”的现象也是有的。
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,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。注:掺膨胀剂混凝土、水泥砂浆所使用的水泥品种必须符合膨胀剂产品的规定:1、混凝土膨胀剂的质量应符合《混凝土膨胀剂》JC476-2001建材行业标准的规定。2、硫铝酸钙类膨胀剂,宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。如采用其它水泥应通过试验确定,并不宜使用氯盐类外加剂。3、UEA膨胀剂宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥。4、掺膨胀剂混凝土和水泥砂浆必须通过试验确定外加剂掺量。5、含CAO的膨胀剂需做水泥安定性检验。合格者方能使用。 含CAO的膨胀剂需做水泥安定性检验。合格者方能使用。江苏专业UEA膨胀剂报价
这正说明使用膨胀剂的混凝土掺入粉煤灰后尤其需要加强水养护以补充水分。河南专业UEA膨胀剂按需定制
如上所述,虽然补偿收缩商品混凝土在我国开始使用已经有许多年,在理论及实践方面都已经有许多积累,但是由于目前在建筑工程中裂缝的普遍出现,使得我们应当对补偿收缩商品混凝土的防裂机理及施工技术做更加深刻的研究,以使这项技术在建筑工程中发挥有效的作用。需要特别指出的是,不是掺加了膨胀剂的商品混凝土就一定不会开裂了。目前设计使用补偿收缩商品混凝土的结构主要有地下室底板、外墙,有时在工程施工中会发现外墙结构等掺膨胀剂也有裂缝产生。实际上并不是说掺用了膨胀剂就能完全防止裂缝的产生,为了防止裂缝的产生除优化商品混凝土的配合比外必须在结构的设计、钢筋的配置等阶段采取必要的措施,同时必须加强商品混凝土的养护措施,养护不好是在墙体商品混凝土在炎热或者干燥的天气下极易产生竖向裂缝。因此掺加UEA等补偿收缩商品混凝土需要比普通商品混凝土更加严格的养护措施,只有这样才能发挥其膨胀作用,保湿养护是补偿收缩商品混凝土施工中重要的环节。 河南专业UEA膨胀剂按需定制
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