膨胀剂为什么有时不好用

在混凝土中掺入适量膨胀剂可以补偿混凝土的收缩，是防止或减小混凝土开裂的有效方法，但使用效果不佳和使用失败的工程实例也屡见不鲜。一些工程虽然采用了补偿收缩混凝土，有时也产生不同程度的渗漏和开裂。为此，有必要对其使用失败的原因进行分析和归纳，以求使膨胀剂及补偿收缩混凝土的应用得以健康发展。1

膨胀剂掺量有误膨胀剂应用于混凝土受多种因素制约，主要有混凝土结构类型尧内约束及外约束条件尧混凝土膨胀率尧环境条件和混凝土配合比等多种因素，而且各种因素之间的相互关系又错综复杂而多变。膨胀剂的掺入量是确定膨胀率的关键，绝对不是一掺就灵、一掺就不裂。有些施工单位，只是根据混凝土强度及抗渗等级来确定混凝土施工配合比，然后再按此配合比掺入膨胀剂生产混凝土，要不就是按厂家产品说明书推荐的膨胀剂掺量，当作补偿收缩混凝土的施工配合比，这些做法都是错误的。补偿收缩混凝土的配合比设计，应该以限制膨胀率为主要技术指标，也就是说，补偿收缩混凝土在满足和易性，强度及抗渗等级的情况下，还必须达到其限制膨胀率，否则就要调整膨胀剂的掺量。要使混凝土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及部位的补偿收缩要求。补偿收缩混凝土在使用之前必须进行科学试配，试验结果符合设计要求才能使用，千万不能仅给通用的一个10%或12%的掺量用于实际工程。2

应用结构和部位有误不同的结构及部位，其抗裂要求是不同的，膨胀剂的掺量也应不同。工程实践表明院地下工程的钢筋混凝土底板，混凝土的限制膨胀率宜为0.020%~0.025%，钢筋混凝土墙体宜为0.030%~0.035%曰后浇带或膨胀加强带一般设置在应力最大处，其带外应用膨胀率较小的0.020%~0.025%膨胀混凝土，而带内则应用膨胀率较大为0.035%~0.045%，甚至更大为0.040%~0.060%的大膨胀混凝土。由此可见，填充用混凝土的膨胀率要比一般补偿收缩用普通结构大些，其产生较大的膨胀压力有利于新旧混凝土的粘结。3

构造钢筋设置有误有些工程在设计时并未考虑因掺加膨胀剂而提高配筋率，致使约束膨胀的钢筋配筋率明显不足，又由于混凝土收缩和温差变化引起的开裂，很多都是约束拉应力引起的，而钢筋和混凝土能共同承担混凝土结构或构件的抗裂作用，通过设置温度及收缩构造钢筋有助于减少及避免各种变形裂缝的产生。钢筋混凝土楼板配筋宜细而密，钢筋间距不宜大于150mm，配筋率宜为0.6%，现浇补偿收缩混凝土防水屋面应配双层钢筋网，钢筋间距宜小于150mm，配筋率宜大于0.5%；楼面或屋面后浇带间距不宜超过50m。（2）混凝土墙体水平构造钢筋的配筋率最好大于0.4%，间距最好小于150mm，可以将其布置在受力钢筋之外，以防应力集中和抵抗混凝土表面的较大拉应力；在墙体中部或顶端300~400mm范围内，水平钢筋间距最好为50~100mm。（3）当墙体与柱连成一体时，混凝土的收缩将产生应力集中，往往在距离柱1~2m的墙体上产生竖向裂缝，为避免裂缝产生，在柱与墙体连接处最好插入长度为1500~2000mm、直径为8~10mm的加强构造钢筋，插入柱内200~300mm，插入墙体1200~1600mm。（4）对于结构的开口部位及阴阳角、变截面部位及凸出、内凹部位，为避免应力集中裂缝，应增加适量构造钢筋，受温差及温度影响较大的与室外相连接出入口处也宜增加适量构造钢筋。（5）对于钢筋混凝土底板、路面及地坪等大面积混凝土，因厚度相对其他两个方向很小，其外约束主要来自基底，其约束拉应力沿基底向上逐渐减弱，理论上较薄的板面可不配置内约束钢筋；但当板厚较大时，除了在板底下部布置钢筋外，还应在沿厚度方向自表面以下1/3处配置双向构造钢筋。（6）对于钢筋混凝土的大面积楼板结构，应根据补偿收缩对膨胀的限制程度的要求计算配筋率；除此之外，还应在阴角及阳角、板端、顶层屋面配置冷缩及干缩构造钢筋。有些设计人员误认为，楼板是受弯构件，所以掺加膨胀剂后可取消受压钢筋或在受压区采用间断钢筋，引起无筋处混凝土的开裂；正确的方法应是在楼板上部及下部都按计算进行双层及双向配筋或布置钢筋网。有些设计中，并未考虑膨胀剂的掺入而提高配筋率，而使约束膨胀的配筋率明显不足。（7）剪力墙的配筋除要注意柱与剪力墙连接处勿忘增设拉筋外，特别要注意墙体抗裂水平构造钢筋的配置不可偏低，最小配筋率不宜小于0.2%~0.25%；工程实践表明，由于墙体一般拆模较早，养护又比较困难，受温度和湿度影响大，水分蒸发速率大而混凝土非常容易开裂，为了控制冷缩及干缩等引起的竖向裂缝，墙体的水平构造钢筋的配筋建议不应小于0.5%，最好不用光面钢筋、钢筋直径不宜过大，一般采用直径10~16mm比较合适，间距不大于150mm。4

伸缩缝、后浇带设置有误在结构施工阶段，合理设置有效的后浇带或膨胀加强带，是减小混凝土收缩不利影响的措施之一。后浇带的浇筑应当在已浇筑的膨胀剂混凝土收缩基本稳定以后进行，一般来说，混凝土1个月的收缩量约为最终收缩量的40%，3个月的收缩量能达到60%，因此，后浇带最早宜在混凝土浇筑后的6周内补浇，然而，实际工程中往往在膨胀混凝土浇筑后的28d前就进行了，因此，也就有可能发生做了后浇带仍然开裂的情况。5

混凝土养护有误补偿收缩混凝土的湿养护，以保持充分的水分是水泥水化和膨胀剂组分化学反应的基本保证，不论是硫铝酸钙类还是氧化钙类补偿收缩混凝土，在发生体积膨胀时，都需要水的参加，仅靠拌合水是不足以充分发挥抗裂能力的。试验表明，水中养护下的混凝土