微膨胀混凝土在工程中的应用

【摘要】当混凝土的体积受到约束时，因其体积膨胀而产生压应力的全部或大部分补偿了因水泥硬化收缩而产生的拉应力，这种混凝土称为补偿收缩混凝土。补偿收缩是微膨胀混凝土的主要功能，其目...

摘要：所谓微膨胀混凝土就是指在普通的混凝土中添加一定的膨胀剂，使混凝土在水化期间能够依靠膨胀剂的作用而发生一定的膨胀，从而弥补了混凝土的收缩，达到防治混凝土裂缝，提高混凝土性能的目的。本文中通过分析微膨胀混凝土的种类功能，探讨了其在建筑工程中的应用以及质量控制措施。

关键词：微膨胀混凝土 补偿收缩 抗裂 自应力随着混凝土越来越广泛的被应用在建筑工程施工中，人们对混凝土的性能也逐渐提出了更高的要求。在不同的建筑工程施工中，根据设计需要的不同，对混凝土的特殊要求也有很大差异，这时就需要使用相应的添加剂来满足这一需求。膨胀剂就是一种较为常见的混凝土添加剂，膨胀剂的应用可以使混凝土的收缩得到很好的补偿、防止混凝土出现裂缝、提高混凝土抗裂性、抗渗性和抗冲击性等，极大的提高了混凝土的基本性能，同时也提高了建筑工程的施工质量。因而，微膨胀混凝土的应用是具有很大实用价值和实际意义的。常见的膨胀剂一般为：硫铝酸钙类、氧化钙类、氧化钙-硫铝酸钙类、 氧化镁类。

1、微膨胀混凝土种类和功能

在当前的建筑工程施工中所采用的微膨胀混凝土的种类可以按照使用功能的不同将其分为补偿性收缩混凝土、填充用微膨胀混凝土和自应力混凝土等三种形式。其功能作用则分别为补偿收缩、抗裂防渗、产生自应力、抗冲击、防震等，具体分析如下所示：

1.1补偿收缩

当混凝土的体积受到约束时，因其体积膨胀而产生压应力的全部或大部分补偿了因水泥硬化收缩而产生的拉应力，这种混凝土称为补偿收缩混凝土。补偿收缩是微膨胀混凝土的主要功能，其目的在于减轻或避免混凝土因体积收缩而引起的开裂。混凝土在使用过程中，经常由于干燥失水、温度降低等原因而导致混凝土体积收缩，这是众所周知的。而微膨胀混凝土在硬化过程中所产生的膨胀可以用来补偿和抵消混凝土的收缩，从根本上去消除导致混凝土开裂的因素，达到限制开裂，提高混凝土耐久性的目的。

1.2产生自应力

自应力是一种预应力，是由化学能所产生的，因此又叫做化学预应力。微膨胀混凝土有足够的膨胀能来张拉钢筋。并且能够根据钢筋配置的方向作多向张拉，从而产生预应力。当混凝土体积受到一定约束时，因其体积膨胀而产生的压应力，除抵消水泥硬化收缩产生的拉应力外，还有剩余部分压应力储存于混凝土内部，这种混凝土称为自应力混凝土。微膨胀混凝土具有的自应力，能够提高构件或制品的承载与工作能力，同时也有减免混凝土裂缝的功效。

1.3抗裂

与普通混凝土相比，6%掺量的膨胀纤维混凝土的抗裂能力可以提高近90%。由于膨胀纤维在混凝土中乱向分布，这种分布形式有助于消弱混凝土塑性收缩及冻融时产生的应力。在每立方米微膨胀混凝土中有上千万条纤维单丝，这些纤维单丝抗拉强度高，并且弹性模量相对较低，因此，混凝土收缩的能量被分散到纤维单丝上。使混凝土的韧性在很大程度上得以加强，从而抑制了微细裂缝的产生和发展。此外，膨胀纤维经特殊的生产工艺进行了表面处理.使之与水泥基料有极强的粘结力，所以，它可以迅速井轻易地与混凝土材料混合，并且分布极其均匀，彻底。

1.4抗冲击及抗震

由于微膨胀混凝土内的膨胀纤维采取了独特的表面处理工艺，使其可以和水泥基料紧密地结合在一起，提高了混凝土的整体强度。因为握裹水泥的高强纤维丝相粘联成致密的、乱向分布的网状增强系统。混凝土一旦受到冲击，纤维便会吸收大量的能量。有效减少了集中应力的作用，并且使混凝土中裂缝不能迅速扩展，从而增强了混凝土的抗冲击及抗震能力。

2、工程中微膨胀混凝土的应用

由上述对微膨胀混凝土的功能分析可以看出，微膨胀混凝土在建筑工程中的应用范围主要是为了提高结构的抗渗性、抗裂性和气密性。其具体的应用方法分别如下所述：

2.1提高结构的抗渗性

膨胀纤维控制了混凝土表面的析水与集料的离析，降低了混凝土中直径为50um-110um的孔隙的含量.从而可以大大增强混凝土防水抗渗的能力。一方面，大量的膨胀纤维均匀分布在混凝士中，纤维之间彼此相粘连，从两可以承托骨料。另一方面，大量的微细纤维可以有效地抑制混凝土早期干缩微裂纹的产生及发展，从而减少了混凝土的收缩裂缝，并能有效抑制连通裂缝的产生。

2.2提高结构的抗裂性

由于要在混凝土中配置一定数量的钢筋，因此，在工程中往往会对结构边界有一定的约束作用。加之普通混凝土存在干缩，蠕变、温差效应所造成的收缩变形现象，因此，就会产生拉应力，一旦产生的拉应力大于混凝土的极限拉应变，就会使混凝上表面出现裂缝。由于微膨胀混凝土具有补偿收缩功能，所以.在强度增长过程中，也就是产生体积膨胀的过程中，会在混凝土内部产生压应力和压应变，从而可以补偿各种收缩变形，抵消产生的拉应力，有效地提高结构的抗裂性。

2.3提高结构的气密性

气密性是指混凝土的抗气渗性。微膨胀混凝土可以提高混凝土的气密性，这是因为：第一，有了钢筋的限制，水化所产生的钙矾石晶体尺寸较小。并且分布较密，第二，随着混凝土的养护，钙矾石晶体文不断填充其间的孔隙，从而增加了混凝土的密实性。一般来讲，微膨胀混凝土的气密性要比普通混凝土高2倍～3倍。

3、微膨胀混凝土的质量控制

为了能够更好的实现微膨胀混凝土的功能特性，在施工中就应当加强对施工的质量控制，确保施工人员是严格按照技术要求的规范进行操作施工。在为微膨胀混凝土的进行质量控制时，尤其需要注意到以下三点事项：

3.1适当增大搅拌所用的时间

与普通混凝土相比，微膨胀混凝土中因为加入了一定的膨胀剂，如聚丙烯纤维等，为了使其更好更均匀的分散在混凝土内，就应当适当的增多搅拌所用时间，但需要注意的是时间的延长也不能过长，这会对纤维造成一定的损坏，影响混凝土的质量。

3.2做好振捣工程

微膨胀混凝土在进行浇筑时同样需要进行全面合理的振捣，以增大混凝土的密实性，防止出现蜂窝、麻面的现象。因而在浇筑的过程中应当加强重视，确保混凝土振捣密实，没有漏振、过振的现象。

3.3加强混凝土养护

只有当混凝土早期养护过程中有充足的水分时，膨胀纤维院水剂才能发挥作用，为了充分发挥膨胀纤维防水剂的补偿收缩作用，混凝土在潮湿环境下的养护时间不得少于14d。如果早期养护保湿不当，而过早暴露于干燥空气中，其膨胀作用就会停止。由此可见，膨胀性混凝土的养护工作十分重要。

4、结语

总之，采用微膨胀混凝土进行建筑工程施工能够有效的提高混凝土性能，保证建筑工程的施工质量，是一种具有很大应用价值的施工材料。在施工的应用中，还应当注意到微膨胀混凝土与普通混凝土是存在一定差异的，因而在配制、搅拌、振捣、养护等各个施工环节都应当加强管理，保证微膨胀混凝土的施工质量。