第6课：抗裂剂作用原理.doc

一、ZH混凝土膨胀剂（膨胀抗裂剂）抗裂防渗原理?????普通水泥砼有两大特点，其一是水化过程中产生收缩（失水干缩和温差冷缩）；其二是抗拉强度小，极限延伸率低。当收缩值超过砼极限延伸时，砼就会开裂，造成渗漏。可见“裂”是“渗”的重要原因，对施工良好的砼，不裂就不渗，防渗的前提是防裂。?????ZH混凝土膨胀剂（膨胀抗裂剂）假如到普通水泥砼中，拌水后生成大量膨胀性结晶水化物水化硫铝酸钙即钙矾石,使砼产生适度膨胀，膨胀砼在钢筋和邻位的约束下，在结构中建立0、3-1、0Mpa的预压应力，这一压应力可抵消砼在硬化过程中产生的收缩拉压力，或使其小于砼的拉伸极限，从而防止砼收缩开裂。可见，ZH膨胀（抗裂）剂的加入，由于膨胀补偿收缩，改变砼硬化过程中的应力应变状态，从根本上克服了砼的材料缺陷，从而解决了砼材料的裂渗问题。?????普通砼是用途极广的建筑材料，但由于它的抗拉强度小，极限延伸率低，在干缩、徐变、温差等作用下，易产生开裂，从而导致渗漏、钢筋锈蚀，影响使用功能和寿命。为此，国内外工程界从材料、设计、施工等方面进行许多研究和实践探索。在材料方面，国内外专家一致认为补偿收缩砼，是代替普通砼解决建筑物裂渗的理想材料?。??二、ZH混凝土膨胀剂（膨胀抗裂剂）的应用????用ZH膨胀（抗裂）剂系列产品配制的补偿收缩砼，主要应用在如下三个方面：????（1）?实现砼结构自防水??????砼结构自防水，一直是工程界梦寐以求的愿望，许多人为此做了长期和许多方面的探索。我国在五十年代推广过级配防水砼，以合理的骨料级配，配制密实性好的砼；六十年代，推广过富砂浆防水砼;七十年代,推广过防水剂,以外掺的化学物质与水泥反应生成胶状物质填充砼的毛细孔,或掺减水剂降低用水量从而减少砼的孔隙率。上述措施的共同点是降低砼的孔隙率，从而提高其抗渗能力。然而工程实践表明，仅提高抗渗标号是远远不够的，由于砼收缩开裂，成为渗水通道，破坏了砼的整体防水功能。因此，防水的前提是抗裂，抗裂比抗渗更关键。于是从八十年代起，我国在长期研究并借鉴国外先进经验的基础上，开发推广补偿收缩砼，从普通砼的材性缺陷上来解决砼的防水问题。加入ＺＨ膨胀剂后，一方面由于膨胀结晶体填充、堵塞毛细孔缝，改善了孔结构和孔级配，抗渗能力得到提高。这样，微观上提高抗渗能力，宏观上避免了结构开裂，微观和宏观的有机结合，从根本上改善了砼的防水能力，从而实现砼结构自防水，且防水一劳永逸，费用低廉。?　（2）?超长现浇实结构取消后浇带?　　普通砼由于收缩及其收缩积累，若一次浇注往往出现开裂，因此，设计和施工时规定20-40m预留伸缩缝，二次浇注后浇带。后浇带一般要经过60天才能回填，工期延长；而且后浇带清理十分麻烦，填缝不好还会留下渗漏隐患。?　　根据ＺＨ砼补偿收缩原理，经过多年的研究和大量工程实践，在地下工程中，60m长可不设缝而不裂；超过60m时，为保险起见，用ＺＨ膨胀加强带取代后浇带，即在结构收缩应力大的地方，多掺入ＺＨ，以较大的膨胀来补偿相应的收缩。膨胀加强带位置一般设在原后浇带的位置上，其宽度为2m,带内增加水平温度钢筋10-15%,带内砼强度比两侧砼提高5Mpa,带两侧分别架设ф5-10mm铁丝网，目的是防止砼流入加强带°施工时，先浇筑带外砼，浇到加强带时，改换掺量较高的ZH砼（其膨胀率4-6*10-4）。如此循环下去，即可实现连续施工和一次浇注。?????工程实践表明，以ZH膨胀加强带取代后浇带，可实现超长构筑物的连续浇筑作业，不但可在隧道、地下工程和水工工程应用，获得整体防水效果，而且可用于非防水高层建筑现浇楼层的施工，达到加快模板周转，提高施工进度的效果。???（3）?大体积砼温差裂缝控制????在大体积砼施工中，控制砼中心温度与表面温度之差是非常重要的。采用普通砼，温差控制在25℃度之内，否则往往因为温差应力而产生开裂（温差裂缝）。而采用ZH补偿收缩砼，这个温差便可适当放宽。其原理如下：????设：大体积砼中心温度为T1,表面温度为T2；ZH砼的限制膨胀率为β，砼的线膨胀系数为α，产生的当量温度T3=β/α，一般β=2~4*10-4，α=1.0*10-5/℃,则T3=20～40℃。????若采用普通砼，须△T=T1-T2＜25℃,否则砼会开裂，而采用补偿收缩砼后；△T=T1-T2＜25℃+T3(℃)。?　这意味着大体积砼施工时，采用ZH补偿收缩砼，放宽了温控指标，降低了施工难度。从应力角度说，采用ZH补偿收缩砼，由于水化时的膨胀张拉钢筋，在结构中建立了一定的预压应力，以此抵消了部分温差拉应力，提高了结构抵抗温差的能力，从而可放宽施工时的温控要求。一般不必再采用冷却骨料，在砼中进埋设冷却水管、表面升温或施工时水平分层浇筑等传统施工方法，一次浇注即可。这样可大降低施难度，