HCSA膨脹劑在天津榮暢園地下車庫中的應用

趙君

（天津住宅集團建設工程總承包有限公司，天津 300070）

HCSA膨脹劑在天津榮暢園地下車庫中的應用

趙君

（天津住宅集團建設工程總承包有限公司，天津 300070）

HCSA 膨脹劑是一種膨脹能大、絕濕膨脹的雙膨脹源混凝土膨脹劑。天津榮暢園地下車庫采用摻 HCSA 膨脹劑的補償混凝土結構自防水技術，充分發揮 HCSA 不澆水也膨脹的特性，借助膨脹加強帶合理優化后澆帶，加強膨脹劑抽檢工作，有效加快施工進度。

HCSA 膨脹劑；混凝土結構自防水；限制膨脹率；膨脹加強帶

0 引言

干燥收縮和溫度應力會引起水泥基材料開裂，使其力學性能、耐久性能下降，并且進一步加劇劣化進程，嚴重影響其服役壽命。膨脹劑因其水化過程中生成的水化產物，如鈣礬石、氫氧化鈣、氫氧化鎂，固相絕對體積增加，在外部約束作用下可以在水泥基材料內部產生有效微膨脹，填充孔隙、增加混凝土密實度，可以有效抵消干燥收縮和溫度應力帶來的弊端[1]。膨脹劑被廣泛應用于工民建、高鐵工程、橋梁工程、水利工程及制備特種工程材料。HCSA 膨脹劑[2]是一種以水化產物鈣礬石、氫氧化鈣為膨脹源的高性能膨脹劑，它具有膨脹能大的特性，水中 7d 限制膨脹率可高達 0.17%，是普通膨脹劑的 6～8 倍。氫氧化鈣膨脹源的原地固相反應特性，從根本上解決了一直困擾工程界混凝土膨脹劑不澆水也能膨脹的難題，并且膨脹速率可調控，使其更加適用于現代混凝土。

天津榮暢園地下車庫采用混凝土結構自防水技術，簡化了工藝，加快了施工進度，本文介紹了 HCSA 膨脹劑在該工程中的應用。

1 工程概況

天津榮暢園小區是天津市北辰區雙青新家園限價商品房項目之一，該小區建有地下一層的地下汽車庫，層高 4.5m，采用現澆鋼筋混凝土框架結構，頂板形式為無梁樓蓋。場地下水文地質勘察報告顯示地下水對混凝土結構具有弱腐蝕性，因此，在長期浸水條件下對鋼筋混凝土結構中的鋼筋有微腐蝕性。地下車庫采用補償收縮混凝土結構自防水技術，混凝土中摻入高效膨脹劑。地下車庫底板、外墻和頂板的防水面積約 5.6 萬 m2，混凝土強度等級 C35，抗滲等級 P6。

2 補償收縮混凝土技術要求

依據 JGJ/T 178—2009《補償收縮混凝土應用技術規程》要求，本工程補償收縮混凝土的限制膨脹率取值見表 1，實驗室試配混凝土時，其限制膨脹率應比設計值高 0.005%。

3 HCSA 膨脹劑

由表 1 可知，實驗室配制補償收縮混凝土時，限制膨脹率最高值在 0.030% 以上。依據補償收縮混凝土制備經驗，混凝土膨脹劑自身的限制膨脹率得在 0.05% 以上，即應使用 GB 23439—2009《混凝土膨脹劑》規定的Ⅱ型膨脹劑。

本工程采用 HCSA 膨脹劑制備補償收縮混凝土。該膨脹劑是中國建筑材料科學研究總院研發的一種雙膨脹源高性能混凝土膨脹劑，由天津豹鳴股份有限公司生產，其技術指標見表 2。

表1 補償收縮混凝土限制膨脹率取值

表2 HCSA 膨脹劑的指標

HCSA 膨脹劑限制膨脹率曲線如圖 1 所示。

由表 2 和圖 1 可以看出，HCSA 膨脹劑膨脹能大（7d 為0.056%）、膨脹速率快，絕濕膨脹（7d 為 0.045%），空氣中 21d 的限制膨脹率為 0.011%，遠高于標準規定值。結果表明，HCSA 膨脹劑適合于配制本工程規定限制膨脹率的補償收縮混凝土。

圖1 膨脹劑限制膨脹率

4 補償收縮混凝土的制備

4.1 原材料

水泥：唐山冀東水泥有限公司生產的 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥；

粉煤灰：Ⅱ 級 F 類粉煤灰，需水量 89%；

礦粉：S95 級，比表面積 410m2/kg，28d 活性指標103%；

混凝土膨脹劑：天津豹鳴股份有限公司生產的 HCSA 混凝土膨脹劑；

河砂：中砂，細度模數 2.6，含泥量應小于 3%。石：人工碎石，5～25mm。

泵送劑：聚羧酸系減水劑，減水率 24%。

4.2 補償收縮混凝土

依據本工程對補償收縮混凝土限制膨脹率的設計取值，結合混凝土強度等級和施工性能，采用工程實際原料，確定的混凝土配合比見表 3。補償收縮混凝土性能見表 4 和圖 2。

表3 補償收縮混凝土配合比 kg/m3

表4 補償收縮混凝土性能

依據 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設計規程》，C35 等級混凝土配制強度為 35+1.645×4=41.6(MPa)，C40 等級混凝土配制強度為 40+1.645×4=46.6(MPa)。由表 4 可知，C35 補償收縮混凝土 7d 抗壓強度在 30.6～31.5MPa，約為28d 強度的 70% 左右，28d 強度在 43.8～44.3MPa。C40 混凝土 7d、28d 抗壓強度分別達到 35.5MPa、49.9MPa。顯然，C35、C40 補償收縮混凝土強度符合 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設計規程》的設計要求。并且，C35、C40 混凝土強度持續增長，并未出現 7～28d 強度不增長或者倒縮現象[3]。

由圖 2 可以看出，C35 底板、C35 外墻和頂板、C40 膨脹加強帶水中 14d 的限制膨脹率分別為 0.021%、0.026% 和0.032%，均比設計值高了 0.005%，同樣符合試配要求。

圖2 補償收縮混凝土限制膨脹率

5 膨脹加強帶優化后澆帶

后澆帶是施工過程中人為設置的臨時施工縫，用于釋放應力和劃分澆筑流水段，在方便施工時，同樣留下滲漏隱患。在保留原設計的沉降后澆帶前提下，為了提高防水質量，加快施工進度，本工程對原設計的后澆帶采用膨脹加強帶替代[4]，進行優化設計。底板膨脹加強帶采用連續式和間歇式結合，外墻和頂板采用后澆式。膨脹加強帶設置和澆筑方式如圖 3 所示。

圖3 各類型加強帶示意圖

6 膨脹劑抽檢

限制膨脹率是混凝土膨脹劑的關鍵技術指標，GB 23439—2009《混凝土膨脹劑》規定膨脹劑限制膨脹率采用測量澆筑在縱向限制器內的摻膨脹劑砂漿長度，通過試件長度變化測量膨脹劑的限制膨脹率。該檢測條件工地通常不具備，向質檢機構送檢周期長，無法及時判定工程所用膨脹劑是否合格。因此，本工程通過采用 GB 23439—2009《混凝土膨脹劑》附錄給出的啤酒瓶法進行快速定性判定，依據啤酒瓶開裂時間把控膨脹劑質量[5]（見圖 4）。同時，對進場膨脹劑的抽樣定期送至質檢機構進行復驗，測試結果見圖 5。

圖4 膨脹劑快速定性檢測

圖5 膨脹劑限制膨脹率定期抽檢結果

7 小結

天津榮暢園地下車庫采用補償收縮混凝土結構自防水技術，膨脹劑優選膨脹能大、絕濕膨脹的 HCSA 雙膨脹源混凝土高性能膨脹劑，配制的補償收縮混凝土符合設計和施工要求。利用膨脹加強帶合理優化后澆帶，減少滲漏隱患。施工過程中注重膨脹劑的抽檢工作，有效保障了工程質量，簡化了施工工藝，并且顯著加快了施工進度。

[1] 趙順增，游寶坤．補償收縮混凝土裂滲控制技術及其應用[M]．北京：中國建筑工業出版社，2010．

[2] 趙順增，劉立，鄭萬廩，等．HCSA 雙膨脹源高性能混凝土膨脹劑[J]．膨脹劑與膨脹混凝土，2016(1): 5-9+20．

[3] 劉志軍．C30 膨脹混凝土的膨脹與強度協調性研究[J]．江西建材，2016(8): 3-4．

[4] 葉平洋．超長混凝土結構無縫施工中膨脹加強帶的設置[J].山西建筑，2009(3): 159-160．

[5] 程杰，程彥，劉建光，等．膨脹劑及膨脹混凝土膨脹性能現場快速檢測方法[J]．中國建材科技，2014, 23(5): 6-8．

［通訊地址］天津市北辰區北辰西道雙青新家園榮雅園 11 號樓（300401）

趙君（1985—），男，助理工程師。