微膨脹混凝土應(yīng)用
地下泵房、水池及多層建筑都需要較深的基礎(chǔ)在地下,由于大多數(shù)可施工建筑的地區(qū)多有地下水存在,設(shè)計、施工要認(rèn)真解決地下部分的抗?jié)B和設(shè)置超長的伸縮縫,這是兩項技術(shù)性較復(fù)雜且往往達(dá)不到預(yù)期效果的難題。長期以來對這些工程多采用普通抗?jié)B混凝土并設(shè)置后澆帶處理伸縮縫。但設(shè)計后澆帶時需按規(guī)范要求的部位和長度范圍留置,將整體結(jié)構(gòu)劃分成若干臨時的獨立單元,使設(shè)計和施工的具體實施難度加大。特別是在留置的后澆帶停置的一段時間內(nèi),難以確保截面不受地下水及其它物質(zhì)的侵蝕,在重新澆筑時需采取清理措施,這都會給施工質(zhì)量留下隱患。例如:在地面以下環(huán)境中需對后澆帶部位進(jìn)行較長時間的防護(hù),設(shè)臨時支撐、鋼筋除銹、復(fù)位、焊接、清理表面浮層等,工序工種復(fù)雜,工期和施工質(zhì)量難以確保。為從根本上消除上述弊端,可采用無留置縫(即不設(shè)后澆帶或伸縮縫)的結(jié)構(gòu)混凝土,這既給設(shè)計、施工帶來方便,又可提高混凝土的安全耐久性。從一些工程應(yīng)用的實踐和試驗結(jié)果表明,在普通混凝土中摻入適量微膨脹劑可有效地解決抗?jié)B和不留縫的技術(shù)問題。現(xiàn)對微膨脹混凝土的機(jī)理和應(yīng)用中的一些問題淺述如下。
微膨脹混凝土的機(jī)理
補(bǔ)償收縮抗裂性較好。微膨脹混凝土結(jié)構(gòu)在未承載時,其物理力學(xué)狀態(tài)是:由于混凝土中配置一定的鋼筋,工程中不可避免地存在著結(jié)構(gòu)邊界的約束作用,使各類變形均處于受挖狀態(tài)。因此,普通混凝土存在的干縮、蠕變、溫差效應(yīng)所造成的收縮變形將產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)這種拉應(yīng)力大于混凝土極限拉應(yīng)變時即出現(xiàn)裂縫。而采用微膨脹混凝土?xí)r,在強(qiáng)度增長過程中即產(chǎn)生體積膨脹,內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力和壓應(yīng)變,能補(bǔ)償各種收縮變形,抵消相應(yīng)產(chǎn)生的拉應(yīng)力,有效地提高結(jié)構(gòu)的抗裂性。由于膨脹變形時釋放的大部分能量均發(fā)生在混凝土養(yǎng)護(hù)的早期階段,此時尚處在塑性狀態(tài),故大量空隙易于被壓縮密實;同時,因游離的鈣礬石結(jié)晶顆粒具有填充孔隙的作用,使空隙進(jìn)一步減少,密實作用顯著提高。上述多種因素綜合發(fā)生作用后,可極大地改善混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu),使其具有較好的抗?jié)B透性能。
對抗裂性產(chǎn)生原因的再認(rèn)識。長期以來人們對微膨脹混凝土的抗裂性僅從補(bǔ)償收縮的角度分析和考慮,對更深層次的機(jī)理分析論述不充分?,F(xiàn)根據(jù)建筑期刊介紹的大量工程實踐經(jīng)驗及檢測資料,對抗裂性的機(jī)理作進(jìn)一步的加深理解。微膨脹混凝土本身具有的特性,是獲得較好抗裂性的主要原因,其一,在受約束狀態(tài)下其凈膨脹率以膨脹和收縮值之差計算,e=f(t)的發(fā)展過程會延續(xù)較長的時間,在此進(jìn)行過程中凈膨脹率的變化為:在大約100d左右齡期以前,e為正值,混凝土結(jié)構(gòu)體內(nèi)產(chǎn)生壓應(yīng)變;以后e會轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)值,結(jié)構(gòu)內(nèi)部則產(chǎn)生拉應(yīng)變。
其二,澆筑初期的膨脹量達(dá)到高峰值是決定凈膨脹率負(fù)值出現(xiàn)時間推遲的關(guān)鍵。當(dāng)凈膨脹率的負(fù)值出現(xiàn)時,混凝土結(jié)構(gòu)體的抗拉極限強(qiáng)度、極限應(yīng)變值已提高了很多,完全可以抵抗收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變能力。從上述簡析中可知,微膨脹