淺談混凝土膨脹劑在地下防水工程中的應用

曲貴松

摘 要：混凝土結構自防水才是根本。混凝土的貫通性裂縫是結構自防水失敗的主要問題，所以通過控制混凝土不產生有害裂縫是結構自防水的關鍵。

關鍵詞：膨脹劑;應用

隨著土地資源日益減少和人防工程重要性的凸現，現有建設工程中出現了很多地下室采用全埋式人防地下室（平時為車庫）的工程。在這些工程中地下部分采用鋼筋混凝土結構，如果不考慮混凝土在水硬化期間因水泥的水化熱產生的溫度應力、混凝土干縮應力以及施工過程中因施工不當等因素，將導致鋼筋混凝土結構的開裂，危及結構防水封閉性及耐久性，留下滲漏和耐久性隱患，所以，裂縫控制、防水和大體積混凝土施工等技術是地下室混凝土施工部分的難點。

目前，常用的防水措施主要為柔性防水和混凝土結構自防水兩種，柔性防水也稱外防水，外防水材料一般是有機材料，其使用壽命常常受到質疑，因此混凝土結構自防水才是根本。混凝土的貫通性裂縫是結構自防水失敗的主要問題，所以通過控制混凝土不產生有害裂縫是結構自防水的關鍵。

為了突出防水，市場上出現了多種防水劑。部分防水劑是為了商業炒作，實際是膨脹劑的一種卻換了一個名稱;另一些防水劑以提高混凝土和砂漿的致密度為手段，達到防水的目的。如摻加一定比例的超細礦粉（礦渣或粉煤灰）或高效減水劑或某些憎水劑等的混合物，用意提高混凝土的防水性。這種防水劑雖然在防水方面有一定的效果，但在潮濕的環境中其抗裂和防水效果卻明顯不如膨脹劑。因為它不含膨脹源，沒有補償收縮的功能。這也許就是防水劑推廣不如膨脹劑的內在原因。但如果將摻加一定比例的超細礦粉（礦渣或粉煤灰）、高效減水劑和膠粉的水泥基材料與膨脹源有效的結合，在防止混凝土裂縫，提高混凝土防水、抗裂方面，應會獲得最佳的效果。

當前市場上銷售的主要是無機膨脹劑，雖然不同的膨脹劑膨脹性能不同、膨脹能大小不同、補償的效果也不同，可是只要嚴格控制產品質量和穩定性，均能達到補償收縮的目的。但是如果應用不當，再好的膨脹劑也不能發揮補償收縮的效果。膨脹劑在應用中必須注意以下兩點，才能使補償收縮效果保持最佳狀態。

1.膨脹劑必須在潮濕的環境下應用

所有的膨脹劑只有在潮濕的環境下，才能很好地發揮對水泥石的補償收縮作用。因為在此條件下水分不會很快蒸發，膨脹源才能不斷形成，使水泥石結構逐漸致密，并保持強度與膨脹協調一致，不斷補償水泥石的收縮，使水泥石宏觀體積保持基本穩定（或有很小的收縮）。即使在水泥石水化后期，膨脹源不再大量形成。但在潮濕的環境下，由于水分不會蒸發，水泥石仍不會因干縮而開裂。但如果在干燥的條件下使用，水分很快蒸發。對于水化活性較高的礦物，水化形成的膨脹源數量有可能滿足密實水泥石的作用，在一定的時間內部分抵消水泥石的收縮，使其早期不至于達到開裂的程度。但隨著水泥石孔隙中水分不斷蒸發，水泥石物理干縮不斷增加，原來形成的膨脹源數量已不能滿足補償收縮的需要，因此，后期水泥石仍可能開裂。對于水化活性較差的礦物，由于水分很快蒸發，水化形成的膨脹源數量較少，不能滿足使水泥石結構密實和補償收縮的目的，因此，在不長的時間內混凝土就會產生裂縫。而且，有些膨脹劑雖在水中表現出較大的膨脹值。但在干燥的條件下，水分蒸發形成更多的孔隙，使干縮比不加膨脹劑更大，開裂也更嚴重。

2.膨脹劑必須在有限制的條件下應用

所有的膨脹劑只有在一定配筋率限制或周邊限制的條件下才能將化學能（膨脹能）轉化成鋼筋的拉應力或周邊的壓應力，最后轉變成水泥石的勢能。當水泥石收縮時，使水泥石的體積保持平衡。否則拉應力或壓應力很快消失，起不到補償收縮的目的。

因此，膨脹劑只適用于潮濕環境下有一定配筋率的混凝土（或砂漿）工程，如地下工程、地下修補工程、抗滲漏工程、錨固工程等。膨脹劑不適合在干燥環境下使用，更不適用于干燥環境下的素混凝土和砂漿，如各種抹灰砂漿等。還有因為膨脹劑在砂漿和混凝土中加入量較少，因此，必須要攪拌均勻。同時要有較高的施工技術和嚴格的養護制度，否則，膨脹劑的補償收縮效果很難達到設計要求。

面對著如此眾多的良莠難分的膨脹劑，我們如何正確地選擇和使用它？其一，首先要選擇含水化活性較高礦物的膨脹劑。其二，性能選擇的重點不是7d的膨脹值的大小，而應特別注意21d干縮值是否較小。其三，水泥石的膨脹和強度是否協調一致，即膨脹增長時，強度是否降低很少，或不降低。

在很多地下工程中，我們應用補償收縮混凝土技術，解決了地下室的裂縫、漏水問題，取得了良好的使用效果。在實際施工中，影響工程質量的因素很多，例如基礎的不均勻沉降、周圍溫度和濕度的變化、養護情況、施工組織等原因都可能導致開裂。但是，采用合理的技術措施，嚴格施工程序及過程控制，完全可以達到混凝土結構不出現有害裂縫。大量工程實踐證明，采用膨脹混凝土，可連續澆筑超長混凝土結構不留縫而不裂，不僅簡化了施工工藝，而且縮短了工期，降低了工程造價，提高了結構的抗裂防滲效果。

我們應該很好地研究DENKER膨脹劑能保持經久不衰，譽滿歐洲的經驗。學習他們嚴格的管理制度和科學的經驗標準，視產品質量為生命的經營思想。

任何新材料剛剛推向市場時，在應用中均可能出現各種問題。這些問題需要在研究、生產、設計、施工等各方面共同呵護下，不斷發現、分析和總結，然后逐步進行解決，新材料才會不斷成熟和完善。