關于(yú)混凝土膨脹劑應用的(de)讨論
0 引言
混凝土膨脹劑是(shì)在(zài)膨脹水泥基礎上(shàng)發展而(ér)來(lái)的(de)一(yī / yì ／yí)種混凝土外加劑，在(zài)現場摻入矽酸鹽水泥可拌制成膨脹混凝土。膨脹劑的(de)主要(yào / yāo)用途是(shì)補償收縮。筆者通過多年觀察，感到(dào)無論是(shì)摻膨脹劑的(de)混凝土還是(shì)膨脹劑，量可喜，但質憂。在(zài)某些地(dì / de)方，隻要(yào / yāo)是(shì)抗滲混凝土結構，幾乎達到(dào)了(le／liǎo)必摻的(de)程度；有些工程施工圖直接注明了(le／liǎo)膨脹劑的(de)型号，而(ér)且屋面防水層也(yě)要(yào / yāo)求摻，甚至出(chū)現個(gè)别民用建築工程整個(gè)主體結構都摻的(de)笑事。值得一(yī / yì ／yí)提的(de)是(shì)，工程界有不(bù)少人(rén)士認爲(wéi / wèi)，抗滲混凝土必須摻膨脹劑，不(bù)摻就(jiù)不(bù)行，這(zhè)種思維定式是(shì)否正确、合情合理，筆者就(jiù)膨脹劑應用的(de)實際情況讨論一(yī / yì ／yí)下，供工程界參考，不(bù)妥之(zhī)處請指正。
1 膨脹劑生産廠家
目前，全國(guó)膨脹劑生産廠多爲(wéi / wèi)小生産企業，有的(de)小膨脹劑生産廠技術落後，産品質量難以(yǐ)保證。同一(yī / yì ／yí)廠家生産的(de)同一(yī / yì ／yí)型号膨脹劑，在(zài)不(bù)同使用單位可賣出(chū)不(bù)同的(de)價格，今天隻賣1000 元/t，明天卻能賣出(chū)3000元/t的(de)高價。
有一(yī / yì ／yí)些不(bù)法商以(yǐ)次充好，出(chū)現高效低摻量假冒僞劣産品的(de)現象。還有一(yī / yì ／yí)些不(bù)法商爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)便于(yú)銷售，采取各種手段，成功地(dì / de)在(zài)工程施工圖中标明了(le／liǎo)自家的(de)膨脹劑型号。出(chū)現這(zhè)種問題，往往跟膨脹劑好與不(bù)好沒什麽關系。同時(shí)，他(tā)們這(zhè)種不(bù)顧膨脹劑是(shì)否與使用單位的(de)水泥相适應的(de)做法，是(shì)欠妥的(de)。
2 使用單位
有些使用單位不(bù)具備膨脹劑的(de)試驗條件，很難發現膨脹劑存在(zài)的(de)質量問題，往往按生産廠家推薦摻量或規範要(yào / yāo)求的(de)摻量使用，有的(de)按等量取代水泥的(de)方式使用，這(zhè)是(shì)很危險的(de)。如果膨脹劑與水泥的(de)适應性不(bù)良，對限制膨脹率和(hé / huò)混凝土坍落度影響較大(dà)，在(zài)達到(dào)設計要(yào / yāo)求的(de)限制膨脹率情況下，摻膨脹劑的(de)混凝土比不(bù)摻的(de)強度下降10% 左右屬正常現象。因此，爲(wéi / wèi)确保摻膨脹劑的(de)混凝土滿足設計和(hé / huò)施工要(yào / yāo)求，防止假冒僞劣産品的(de)流入使用，使用單位應配備相應的(de)檢測儀器設備，盡量做到(dào)先試驗後使用。
某些地(dì / de)區預拌混凝土生産企業爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)成功簽下混凝土供應合同，抗滲混凝土價格僅在(zài)同等級混凝土的(de)基礎上(shàng)增加15 ～25元/m3膨脹費，或承諾P6 的(de)抗滲混凝土免費摻加。對于(yú)防水工程混凝土的(de)限制膨脹率：底闆0.015%～0.025%，側牆0.030%～0.035%，後澆帶或膨脹加強帶0.030%～0.045%爲(wéi / wèi)宜。以(yǐ)目前國(guó)内的(de)膨脹劑技術水平，要(yào / yāo)實現補償收縮的(de)目的(de)，膨脹劑在(zài)混凝土中的(de)摻量不(bù)低于(yú)30kg/m3，以(yǐ)鋁酸鈣、硫鋁酸鈣熟料爲(wéi / wèi)主要(yào / yāo)礦物的(de)膨脹劑，其摻量約爲(wéi / wèi)40kg/m ³，以(yǐ)煅燒高嶺土、煅燒明礬石等爲(wéi / wèi)主要(yào / yāo)礦物的(de)膨脹劑，其摻量不(bù)低于(yú)50kg/m³。如果使用合格的(de)膨脹劑并按此摻量，膨脹劑應用到(dào)混凝土中的(de)成本是(shì)多少？因此不(bù)得不(bù)說(shuō)，膨脹劑的(de)銷與用已成爲(wéi / wèi)建築行業的(de)混亂問題。
3 膨脹劑的(de)适用條件
膨脹劑并不(bù)适合所有環境的(de)混凝土結構，特别是(shì)暴露于(yú)大(dà)氣中溫差較大(dà)的(de)混凝土結構，而(ér)且對摻膨脹劑的(de)混凝土結構鋼筋的(de)配筋率要(yào / yāo)求也(yě)高，否則也(yě)很容易開裂。
《混凝土外加劑應用技術規範》（GB50119 ）條文中也(yě)指出(chū)，膨脹劑要(yào / yāo)解決早期的(de)幹縮裂縫和(hé / huò)中期水化熱引起的(de)溫差裂縫，對後期天氣變化産生的(de)溫差收縮是(shì)難以(yǐ)解決的(de)，隻能通過配筋和(hé / huò)構造措施加以(yǐ)控制。由于(yú)水化硫鋁酸鈣（鈣礬石）在(zài)80℃以(yǐ)上(shàng)會分解，導緻強度下降，故硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣-氧化鈣類膨脹劑，不(bù)得用于(yú)長期處于(yú)環境溫度爲(wéi / wèi)80℃以(yǐ)上(shàng)的(de)工程。另外，膨脹劑的(de)摻入會使混凝土的(de)早期水化熱提高，爲(wéi / wèi)防止或減少混凝土溫度裂縫，其内外溫差宜小于(yú)25℃。
有的(de)膨脹劑對水泥依賴性很強，如以(yǐ)生成鈣礬石爲(wéi / wèi)膨脹源的(de)膨脹劑，其膨脹受制于(yú)水泥水化形成的(de)液相Ca(OH) 2濃度和(hé / huò)Ca(OH) 2生成時(shí)機，而(ér)且，初期的(de)一(yī / yì ／yí)大(dà)部分膨脹尚需依賴水泥所提供的(de)C 3A ，爲(wéi / wèi)此要(yào / yāo)求摻此類膨脹劑的(de)混凝土的(de)矽酸鹽水泥用量不(bù)少于(yú)300kg/m3。
由此可知，應用膨脹劑必須具備一(yī / yì ／yí)定的(de)條件，且更需要(yào / yāo)水分，因爲(wéi / wèi)水分是(shì)其産生膨脹的(de)必要(yào / yāo)因素，否則膨脹劑無法正常發揮作用，可能還會起反作用。
4膨脹劑的(de)試驗條件與結構實體養護的(de)差異
有關現行标準規定，膨脹劑的(de)限制膨脹率試驗試件是(shì)先放在(zài)（20 ±2）℃的(de)水中養護，到(dào)規定齡期測量其長度；然後轉移到(dào)溫度爲(wéi / wèi)（20±2）℃、濕度爲(wéi / wèi)（60±5）%的(de)恒溫恒濕養護箱中（即所謂的(de)空氣中養護），再按規定齡期測量其長度。然而(ér)，大(dà)多數業主、施工單位隻重視工程進度，并沒有嚴格按有關規範要(yào / yāo)求對混凝土澆築體進行養護，甚至根本就(jiù)不(bù)對混凝土澆築體進行養護，待混凝土終凝後就(jiù)迫不(bù)及待地(dì / de)進行下一(yī / yì ／yí)道(dào)工序的(de)施工。因此，限制膨脹率僅是(shì)在(zài)特定條件下測試的(de)結果，與實際工程施工兩者養護條件差異太大(dà)，在(zài)這(zhè)種條件下，膨脹劑到(dào)底能發揮多大(dà)的(de)作用？有文章介紹說(shuō)摻膨脹劑的(de)混凝土裂縫比不(bù)摻的(de)還要(yào / yāo)多，這(zhè)是(shì)否與施工、工程設計、膨脹劑的(de)質量和(hé / huò)摻量，以(yǐ)及膨脹劑與水泥的(de)适應性等有關呢？
5 關于(yú)混凝土抗水滲透性能
采用預拌混凝土時(shí)，不(bù)摻加膨脹劑的(de)C30 混凝土也(yě)能達到(dào)P12級。因爲(wéi / wèi)現在(zài)的(de)預拌混凝土普遍使用高效減水劑和(hé / huò)礦物活性材料，混凝土的(de)水膠比多低于(yú)0.50，粗骨料最大(dà)粒徑一(yī / yì ／yí)般不(bù)大(dà)于(yú)25mm，C30混凝土膠凝材料總量在(zài)360kg/m3以(yǐ)上(shàng)，爲(wéi / wèi)保證混凝土的(de)可泵性，砂率自然滿足防水混凝土技術要(yào / yāo)求。
因此，這(zhè)樣的(de)混凝土比過去四組分的(de)混凝土抗水滲透性能好，不(bù)摻加膨脹劑也(yě)能滿足設計抗滲等級要(yào / yāo)求很正常。實踐證明，混凝土的(de)滲水主要(yào / yāo)是(shì)裂縫引起的(de)，不(bù)裂就(jiù)不(bù)滲。所以(yǐ)，采取裂縫控制技術措施才是(shì)混凝土抗水滲透的(de)關鍵工作。
6 不(bù)摻膨脹劑，采取哪些裂縫控制技術措施
裂縫控制技術措施不(bù)是(shì)指在(zài)混凝土中摻加膨脹劑。由于(yú)施工現場很難達到(dào)使膨脹劑産生效果的(de)養護條件，因此摻膨脹劑的(de)混凝土收縮将會比不(bù)摻的(de)大(dà)，其裂縫控制風險遠遠大(dà)于(yú)不(bù)摻膨脹劑的(de)混凝土。
大(dà)量工程實踐證明，底闆由于(yú)便于(yú)保溫保濕，很少出(chū)現有害裂縫。而(ér)地(dì / de)下室外牆等立面結構，受外界溫度、濕度影響較大(dà)，容易發生豎向裂縫，其原因大(dà)多數是(shì)收縮造成的(de)，但隻要(yào / yāo)認真做好以(yǐ)下工作，裂縫基本能夠控制在(zài)設計規範要(yào / yāo)求範圍内：
①水平鋼筋的(de)配筋率宜在(zài) 0.4%～0.6%，采用小直徑（ø10～16）mm，其間距不(bù)宜超過150mm，以(yǐ)100mm～120mm爲(wéi / wèi)宜，并宜在(zài)牆的(de)中部适當加密水平筋；
②每澆築不(bù)超過 25m應設置伸縮縫；
③不(bù)宜過早拆模（最好 3～5d後拆模），拆模後應立即對混凝土澆築體進行保溫保濕養護；
④使用符合有關規範規定要(yào / yāo)求的(de)原材料；
⑤确定合理的(de)配合比，包括膠凝材料用量、用水量、水膠比、砂率等，并應摻入優質礦物摻合料和(hé / huò)高效減水劑，在(zài)保證質量的(de)前提下盡量降低水泥用量；
⑥嚴格控制混凝土入模坍落度。采用預拌混凝土時(shí)，坍落度宜控制在(zài)（ 120～160）mm範圍内，坍落度過大(dà)将影響混凝土的(de)勻質性和(hé / huò)體積穩定性，容易引發裂縫問題；
⑦設計強度等級不(bù)宜超過 C40。有的(de)工程地(dì / de)下室外牆設計強度等級爲(wéi / wèi)C60，并規定了(le／liǎo)使用膨脹劑的(de)型号，這(zhè)就(jiù)增加了(le／liǎo)産生貫穿豎向裂縫的(de)幾率。前面提到(dào)，達到(dào)設計要(yào / yāo)求的(de)限制膨脹率，摻膨脹劑的(de)混凝土比不(bù)摻的(de)強度低，那麽，在(zài)抗壓強度與限制膨脹率都滿足設計要(yào / yāo)求的(de)條件下，膠凝材料用量和(hé / huò)水膠比是(shì)多少？膠凝材料用量大(dà)或水膠比較小（0.35以(yǐ)下）的(de)混凝土，其收縮也(yě)大(dà)，這(zhè)個(gè)問題可能有些設計單位根本沒有認真考慮。業内專家一(yī / yì ／yí)再強調：“混凝土高強不(bù)一(yī / yì ／yí)定耐久，也(yě)不(bù)一(yī / yì ／yí)定安全，抗壓強度高其它性能未必也(yě)高。好的(de)混凝土應是(shì)滿足工程的(de)各項性能要(yào / yāo)求和(hé / huò)具有最大(dà)勻質性、體積穩定而(ér)無有害裂縫、便于(yú)施工的(de)高性能混凝土。要(yào / yāo)轉變‘強度第一(yī / yì ／yí)’的(de)觀念，充分認識到(dào)混凝土質量的(de)靈魂是(shì)耐久性”。地(dì / de)下室外牆的(de)主要(yào / yāo)功能應是(shì)抗水滲透性能，假如混凝土結構實體到(dào)處出(chū)現有害裂縫，強度再高也(yě)是(shì)枉然。
7 結語
水是(shì)生命之(zhī)源。混凝土與動植物一(yī / yì ／yí)樣，是(shì)具有生命的(de)一(yī / yì ／yí)種非勻質性特殊建築材料，水對它的(de)壽命起着重要(yào / yāo)作用。如果混凝土缺水，水泥無法正常水化，強度不(bù)能正常發展，甚至倒縮，且很容易産生收縮并出(chū)現有害裂縫，從而(ér)影響結構安全或使用功能；如果養護環境濕度達到(dào)100% ，混凝土就(jiù)不(bù)會産生收縮裂縫；如果結構鋼筋的(de)配筋率少或混凝土澆築體的(de)養護連水的(de)供給都不(bù)能滿足其需要(yào / yāo)，那麽摻膨脹劑是(shì)毫無意義的(de)。
因此，以(yǐ)水和(hé / huò)膨脹劑這(zhè)兩種材料相比，水的(de)作用遠遠大(dà)于(yú)膨脹劑。明确地(dì / de)說(shuō)，如果設計和(hé / huò)施工條件不(bù)能滿足應用膨脹劑的(de)适用條件，最好不(bù)摻，希望那些“膨脹戀”者高度重視，膨脹劑并非“一(yī / yì ／yí)摻就(jiù)靈”。也(yě)許浪費點資金不(bù)算什麽，但畢竟資源和(hé / huò)能源是(shì)有限的(de)。
應用膨脹劑存在(zài)諸多問題，不(bù)一(yī / yì ／yí)定具有普适性，筆者僅此抛磚引玉，供同仁們讨論，以(yǐ)促進資源的(de)合理利用和(hé / huò)混凝土工程質量的(de)健康發展。
