混凝土膨脹劑國家標準新規定分析

李娜娜 （安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230001）

1 引言

中華人民共和國國家標準《混凝土膨脹劑》已于2017年12月29日發布，并于2018年11月7日實施，代替《混凝土膨脹劑》（GB/T 23439-2009）。

標準中對混凝土膨脹劑定義為能夠引起混凝土發生體積膨脹的一種外加劑，將其與水、水泥拌和會發生水化反應，反應后生成鈣礬石、氫氧化鈣或鈣礬石和氫氧化鈣。混凝土膨脹劑具有膨脹性能穩定，耐久性良好的特點。

根據化學成分的不同，可將膨脹劑分為硫鋁酸鈣類混凝土膨脹劑、氧化鈣類混凝土膨脹劑和硫鋁酸鈣-氧化鈣類混凝土膨脹劑三大類型。

按限制膨脹率的不同可分為兩類：Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型混凝土膨脹劑在水中養護7d限制膨脹率≥0.035%，空氣中養護21d限制膨脹率≥-0.015%；Ⅱ型混凝土膨脹劑要求在水中養護7d后限制膨脹率結果值≥0.050%，在空氣中養護21d后限制膨脹率結果值≥-0.010%。Ⅱ型膨脹劑的性能優于Ⅰ型。

本次新標準對主要技術內容的修改可分為5個方面：①對Ⅰ型混凝土膨脹劑限制膨脹率標準值要求提高，對Ⅰ型和Ⅱ型抗壓強度的標準值要求也提高；②抗壓強度的試驗方法中，修改了水泥用量和膨脹劑摻量；③限制膨脹率檢測增加了兩種試驗方法；④檢驗規則；⑤包裝；

新標準抗壓強度試驗中，水泥用量由（405.0±2.0）g改為（427.5±2.0）g，膨脹劑用量由（45.0±0.1）g改為（22.5±0.1）g；相對于《混凝土膨脹劑》（GB/T 23439-2009），新國家標準將7d抗壓強度的標準值從20.0MPa提高至22.5MPa，28d抗壓強度標準值從40.0MPa提高至42.5 MPa。

由于《混凝土膨脹劑》2009版國家標準中，混凝土膨脹劑限制膨脹和收縮的試驗檢測過程及結果存在爭議，新國家標準新增加了兩種檢測方法：①限制膨脹率試驗方法中增加了試驗方法B；②摻膨脹劑的混凝土限制膨脹和收縮試驗方法中增加了試驗方法B。

檢驗規則中，新標準規定出廠檢驗項目包括凝結時間、細度、水中7d的限制膨脹率和7d抗壓強度。2009版本中規定“產品長期停產后，恢復生產時”，需要進行型式檢驗，新國家標準則明確規定“產品停產超過90d，恢復生產時”，需要進行型式檢驗。新標準中將判定規則分為出廠檢驗判定、型式檢驗判定。包裝時，《混凝土膨脹劑》23439-2017版本中將“袋裝產品每袋凈含量50kg,且不得少于標志含量的98%，”提高至99%。

2 新標準中的限制膨脹率

2.1 限制膨脹率要求

《混凝土膨脹劑》2009版本中，對限制膨脹率的要求為強制性，而新標注則刪除了此項要求，限制膨脹率標準要求改為推薦性指標。

《混凝土膨脹劑》23439-2017新標準中，對限制膨脹率Ⅰ型指標進行了修改：水中養護7d，限制膨脹率標準值由之前的0.025%提高為0.035%，空氣中養護21d，限制膨脹率標準值由之前的-0.020%提高為-0.015%；Ⅰ型限制膨脹率指標則沒有變化。新標準中進一步提高了膨脹劑Ⅰ型限制膨脹率指標。

2.2 限制膨脹率的試驗方法

《混凝土膨脹劑》2009版本中，混凝土膨脹劑的限制膨脹率試驗方法按標準附錄A進行，新標準規定了試驗方法分為試驗方法A和試驗方法B。

試驗方法A中，先用標準桿校正測量儀，調整千分表零點，當試體脫模后，先在1h的時間內測量試體的初始長度，測量完后將試體按要求養護，到達規定齡期后，再用測量儀測量試體長度，計算限制膨脹率，并且觀察膨脹劑膨脹收縮的變化趨勢。

按照試驗方法A，在具體實際操作過程中存在影響試驗結果準確性的相關因素。①試驗使用分辨率為0.001mm的千分表，千分表的測頭分為三種：凸形、凹形和平形，縱向限制器的兩端測頭為凸形，如果千分表的測頭為凸形或平形的，與縱向限制器的測頭很難對準，影響實驗結果，如果千分表測頭為凹形，需與縱向限制器的側頭很好匹配，減少測量結果誤差。②限制膨脹率測量儀底部為平底，將試體置于內槽中，試體與內槽很難完全嵌合，在內槽中左右晃動，造成數值的不穩定性。這些影響因素會造成試驗過程中試體的長度測量不準確，導致計算后限制膨脹率誤差也較大。

因此新標準規定中增加了試驗方法B，并且規定如果方法A和方法B的測試結果有存在分歧時候，檢測須以試驗方法B的結測試果為準。

方法B中，在試體脫模后的1h內，將試體牢固安裝在測量支架上，以試體和測量支架為一個整體，將這個整體放入還未加水的恒溫水槽中，之后即可測量試體的初始長度。測量完后，不用將試體從測量支架上拿下，方法B試驗過程中，直接以試體和測量支架為一個整體放在水槽中，此時往恒溫水槽中加入（20±2）℃的自來水，要求水面應該高于水泥砂漿的部分，試體在水中養護期間需保持原狀，不可以對試體、測量支架和水槽進行任何移動，以免影響試驗的數據的準確性。水中養護7d后，先測量試體在水中的長度，記錄好數據后，在1h內將水槽中的水放掉。然后將試體和測量支架整體移進恒溫恒濕（箱）室中進行養護。在水槽放水及移動試體和測量支架的過程中，千分表的讀數會發生變化，所以在將測量支架和試體整體移入恒溫恒濕（箱）室之后，需要調整千分表的讀數，調至與出水前的數值相同，避免試驗誤差。此后再將試體養護21d，到達齡期后，測量試體的長度，即為試體在空氣養護21d時的長度。試驗過程中，在將試體和測量支架移入移入恒溫恒濕（箱）室后也可以不用調整千分表的讀數，可以在后期計算時進行校正。

不同樣品在不同方法下得到的限制膨脹率數值 表1

表1是取5種不同的混凝土膨脹劑樣品，采用《混凝土膨脹劑》23439-2017版新標準中的方法A和方法B，分別進行混凝土膨脹劑限制膨脹率試驗，記錄試驗數值，計算試驗結果如表1所示。從表中可以看出，相比較于方法B,方法A測定的限制膨脹率最大值與最小值的差值更大，因此當方法A與方法B測定結果存在爭議時，以方法B試驗結果為準。

2.3 摻膨脹劑的混凝土限制膨脹和收縮試驗方法

《混凝土膨脹劑》2017版本中，同樣將摻膨脹劑的混凝土的限制膨脹和收縮的試驗方法分為試驗方法A和試驗方法B。與2.2限制膨脹率試驗方法分析類似，摻膨脹劑混凝土的限制膨脹率及限制干縮率試驗方法B中，將成型試體牢固安裝在測量連桿和千分表上，在養護、測量期間，將成型試體、測量連桿和千分表為一個整體，讀取初始長度以及到達規定齡期時試體長度。

3 分析與討論

通過對比發現，《混凝土膨脹劑》23439-2017版國家新標準更加明確了在2009版本中存在的一些存在爭議和不確定的因素，著重分析限制膨脹率的試驗方法。在2009版中，限制膨脹率的測定方法操作時誤差較大，一直存在爭議，新版本增加了試驗方法B，減小不同齡期試體長度測量時存在的誤差，提高了實驗數據的準確性。因此，《混凝土膨脹劑》23439-2017國家新標準的制定，使得混凝土膨脹劑檢測過程中更加合理、更加科學。