膨胀剂为什么有时不好用？.docx

在混凝土中添加适量膨胀剂是为了减少混凝土收缩，预防和减少混凝土开裂的措施，但在工程实践中一些工程添加了膨胀剂一却产生了不同程度的渗漏和开裂。膨胀剂在混凝土中使用受到结构类型、混凝土的内外约束，环境条件和混凝土配合比及混凝土原材料等多种因素影响，有时这些因素相互影响，相互联系。因此，膨胀剂不是不分场合一掺就灵，一掺就不裂的法宝，膨胀剂的使用是有一定条件限制的，是受多种条件制约的，是有其适当应用范围的。

（一）膨胀剂掺量怎么确定

从实践上看，很多技术人员都是根据混凝土的强度和抗渗等级来确定混凝土配合比和膨胀剂掺量，或者直接按照膨胀剂厂家的推荐掺量进行掺加。其实，膨胀剂的掺量应该以限制膨胀率为主要技术指标进行掺加，通过调整膨胀剂的掺量，满足限制膨胀率的要求。

（1）膨胀剂的用量计算

膨胀剂本身具有一定活性，可视为胶凝材料的一部分，水泥和膨胀剂为胶凝材料的混凝土，以等量取代水泥的内掺法施工时，膨胀剂用量mE和水泥用量mc为(单位：kg/m3)

mE=mco·K

mc=mco-mE

式中：K——膨胀剂取代水泥率；mco——基准混凝土配合比中的水泥用量。

以水泥、掺合料和膨胀剂为胶凝材料的混凝土，以等量取代胶凝材料的内掺法施工时，水泥用量mc、掺合料用量mF和膨胀剂用量mE为(单位：kg/m3)

mc=mc′(1-K)

mF=mF′(1-K)

mE=(mc′+mF′)K

式中：mc′——基准混凝土配合比中的水泥用量；mF′——基准混凝土配合比中掺合料用量；K——膨胀剂取代胶凝材料率。

膨胀剂发生膨胀主要是在成型后的1d～7d，钙矾石膨胀对水泥结构的微小破坏，混凝土早期强度随膨胀剂的掺量增加而降低，后期强度能赶上甚至超过不掺膨胀剂的基准混凝土。一般而言，膨胀剂掺量在12%以下会引起混凝土强度下降，在后浇带或膨胀加强带施工时，使用膨胀剂掺量若12%，可提高一个混凝土强度等级。随膨胀剂掺量的提高，混凝土拌合物坍落度损失随之增加。

《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2013)指出，膨胀混凝土的胶凝材料为水泥、掺合料和膨胀剂的总和，考虑到补偿收缩效应，补偿收缩混凝土的胶凝材料不能少于300kg/m3，膨胀剂掺量不宜大于12%，不宜小于6%；填充用膨胀混凝土的膨胀剂掺量不宜大于15%，不宜小于10%。

（2）约束条件

对于混凝土结构来讲，无约束的自由收缩不会引起开裂，而会使混凝土内部结构紧密；无约束的自由膨胀会使混凝土内部结构疏松，甚至开裂；有约束的收缩，会使混凝土内部产生拉应力，当拉应力大于或等于混凝土的抗拉强度时，混凝土则会开裂；有约束的膨胀，会使混凝土内部结构紧密，不会引起混凝土开裂。

掺有膨胀混凝土只有在约束条件下才能产生预压应力形成膨胀变形来补偿混凝土的收缩变形，产生这种约束条件可以分为内约束和外约束。混凝土内部的混凝土变形受到其内钢筋的限制和阻碍形成内约束，混凝土变形受到外部模板、界面及相邻构件或部位的限制和阻碍形成外约束。混凝土收缩受到内约束或外约束时就会产生拉应力，当该应力等于或大于混凝土抗拉强度时，则混凝土就要开裂。对于混凝土来说，限制和阻碍膨胀变形的约束是混凝土开裂的必要条件，约束要适当，不能过大，也不能过小。若约束过小而膨胀率过大会产生过大变形，导致混凝土结构疏松、混凝土强度降低，甚至引起开裂；若约束过大而膨胀率过小，则膨胀不足以补偿收缩，仍有开裂的可能。钢筋是产生混凝土膨胀变形的内约束重要因素，合适的配筋率及恰当的分布是限制混凝土膨胀变形的条件。一般来说，配筋率达到0.4%以上时，才具有限制混凝土膨胀的作用，而且钢筋布置要细而密。混凝土膨胀变形的外约束，也同内约束一样，也必须适应混凝土的膨胀变形。

（3）膨胀率

混凝土膨胀率随膨胀剂掺量的增加而增大，但不成正比例关系。正因为膨胀剂掺量与混凝土膨胀率密切相关，因此，膨胀剂掺量一定要合理和适宜，计量一定要准确。

混凝土的限制膨胀率随其混凝土强度的提高而增大，但也不成正比例关系。正因为混凝土强度与膨胀率密切相关，采用合适的限制膨胀率与合适的膨胀剂非常重要，应由试验而定。显然，不论混凝土等级大小而采用同一掺量是不对的，与混凝土强度相关的水泥用量也和混凝土的限制膨胀率关系很大，在水胶比一定的条件下，水泥用量大则混凝土的限制膨胀率也大。能使混凝土适度膨胀的补偿收缩混凝土，当其膨胀受到约束而在混凝土中产生压应力时，一般情况下，预压应力可达0.20MPa～0.70MPa，设计人员和施工人员可根据混凝土结构和部位，以及所需预压应力的大小，选择最佳膨胀剂的掺量。

除此之外，混凝土的膨胀率还与水中C3A矿物含量、水泥中SO3含量、不同品种水泥中混合材料数量、混凝土中掺合料品种和数量、混凝土水胶比及养护温度和湿度等诸多因素有关。因此要根据所用材料进行混凝土配比试验，在满足混凝土强度、抗渗等