混凝土膨胀剂使用中存在的问题及解决措施！

摘要：混凝土膨胀剂具有补偿混凝土干燥收缩的效果，但在实际地下室防水混凝土工程，使用效果不理想，存在掺加膨胀剂后地下室底板和外墙出现混凝土开裂渗漏的现象。本文从设计源头，力求全面地、准确有效地提出解决措施。

关键词：混凝土膨胀剂，使用，存在问题，解决措施

1 概述

混凝土膨胀剂具有补偿混凝土干燥收缩的效果，因此在地下室防水混凝土工程中的应用已经非常普遍。

我们在广州萝岗中心医院、广州科学城企业加速器三期C、D栋、广州阳华项目国花苑住宅小区等工程的地下室防水混凝土施工中，都使用了膨胀剂，其混凝土的配合比设计与地下室平面情况如表1和图1。

表1 地下室底板混凝土配合比设计情况

从上述工程，以及其它工程的使用调查发现，使用效果不理想，掺加膨胀剂后地下室底板和外墙出现混凝土开裂渗漏现象。本文从实际工程的应用中，对混凝土膨胀剂所存在的问题及解决措施进行探讨。

2 存在问题

2.1 设计方面

目前在许多设计图纸中，对混凝土掺加膨胀剂的要求上，只注明或提出掺量为水泥用量6%~10%之间说明，没有按规范所要求的提出混凝土掺加膨胀剂后限制膨胀率的具体数字指标。例如广州萝岗中心医院工程与广州科学城企业加速器三期C、D栋工程的地下室底板，设计说明都只是注明混凝土膨胀剂的掺量分别为水泥用量的8%与10%。

在上述工程的图纸技术交底会上，对于施工与监理人员的提问，设计人员也含糊其辞，未能明确确定限制膨胀率的具体数字指标。

为此，从混凝土生产厂家、管理单位再到施工现场，都没有管理依据，充其量把掺量作为管理措施进行落实，混凝土掺加后的效果如何，则没有办法去检测和确认。

2.2 混凝土生产厂商

（1）不具备进行混凝土限制膨胀率的试验。我们经过调查，发现广州市目前的大部分混凝土生产厂家或企业的检测手段，只限于常规的混凝土强度和抗渗试验，没有或认为不需要进行限制膨胀率试验的设备和现场条件。没有该检测手段，混凝土搅拌站对掺加膨胀剂后，如何确定混凝土配合比优化设计无从下手，更谈不上生产优质的混凝土产品。

（2）混凝土少加或没有添加膨胀剂的现象普遍存在。参与生产的混凝土搅拌站，普遍只有水泥和粉煤灰的添加方法是通过罐体自动输送计量进入搅拌楼的，而膨胀剂量则普遍是通过人工搬运上搅拌楼，其实就是膨胀剂的添加和计量都是通过人工进行的。这是一项随机性较大的工作，添加膨胀剂量难以准确控制和记录。试想一下，每一车6m3混凝土，需要人工分四次搬运共约196kg的膨胀剂上搅拌楼，劳动强度可想而知。每次地下室底板浇筑1000m3混凝土，搅拌站工人就要搬运32t的膨胀剂。上述广州萝岗中心医院工程整个地下室的抗渗混凝土量约7400 m3，需要掺加的膨胀剂量约240t。面对如此高强度工作，工人一旦稍为偷懒，往往就没有按要求去掺加准确膨胀剂量。可见，在这样的混凝土搅拌站中，混凝土没有或少掺加混凝土膨胀剂的情况，普遍存在。

2.3 施工方面

在上述工程的施工过程和施工后，针对发生的问题，经过工程有关各方的分析，总结在施工上有如下原因与问题：

（1）施工单位以为混凝土掺加膨胀剂后，地下室的防渗抗裂工作就有保障了，往往会由于误解或麻痹而在思想上不重视，在混凝土的施工和养护上跟不上，结果造成混凝土开裂与防水效果不理想等情况的出现。

（2）振捣密实跟不上，由于掺加膨胀剂后，混凝土的凝结时间缩短了，初凝在2~3小时内左右，除了运输时间占了约1小时后，现场如果不能及时完成浇筑和振捣密实，混凝土将产生蜂窝与狗洞的通病，进而产生结构渗漏水的现象。

（3）混凝土掺加膨胀剂后，没有在前14天内做好保湿养护，因铝酸钙水化膨胀反应仅在前2天就完成，混凝土后期的干燥收缩量大于膨胀量，而且干燥收缩产生的应力大于混凝土的抗拉强度，因而出现大量裂缝的现象。

（4）施工过程中，掺加膨胀剂后往往混凝土坍落度损失大，施工泵送和振捣不容易，工人为增加流动度而擅自向混凝土加水的现象时有发生，由于水灰比的变化，从而改变了混凝土的品质。如上述广州科学城企业加速器三期C、D栋工程刚开工时，现场监理工程师就当场发现了这种问题，采取了辞退操作工人的办法才予以杜绝这一现象。

（5）掺加膨胀剂后，由于混凝土凝结时间缩短，水化热在短时间（2~3小时）内大部分释放，混凝土内部温度聚然升高，内部急剧膨胀，同时由于膨胀剂加剧了这种膨胀，而混凝土结构表面则相对收缩，这样一来，由于内部膨胀而表面收缩，表面的收缩拉力超过混凝土的抗拉强度，造成了混凝土开裂，甚至这种开裂会由于内部膨胀和表面收缩的加剧而向混凝土结构内部发展成为贯穿裂缝。

3 解决措施

3.1 设计措施

针对混凝土掺加膨胀剂所存在的问题，在解决措施上首先从设计源头抓起，力求全面地、准确有效地解决问题。

膨胀剂的种类繁多，而且膨胀性能各不相同，因此使用上不能笼统地以掺入量为指标。掺加膨胀剂后，混凝土加快早期水化速度，出现混凝土早凝、变稠等影响混凝土工作性的情况。所以使用膨胀水泥时必须预先认真进行试配，确保应力值和限制膨胀率符合使用要求，如果膨胀率不足以补偿混凝土收缩，混凝土同样出现裂缝。如果膨胀率过大，将对混凝土产生破坏。

因此，混凝土结构设计时，要考虑对混凝土的约束措施。如确保混凝土早期强度、一般混凝土中水泥用量不少于280kg/m3、缩小钢筋间距、增加双向钢筋、及施工时混凝土墙体结构拆模时间不宜少于3天等。

设计人员要通过混凝土限制膨胀率的指标确定，而且在结构设计上除了钢筋用量满足力学验算外，还要进行抗裂验算。如采用小直径钢筋，减少钢筋之间的间距，这样比大直径钢筋，但间距大的混凝土结构更能达到抗裂效果。

3.2 其他措施

（1）提高混凝土搅拌站的检测水平，作为选择混凝土供应商的条件，并明确凡没有限制膨胀率检测的搅拌站，不能进行掺加膨胀剂混凝土的生产。同时，对于不具备三种粉料（水泥、粉煤灰、膨胀剂）自动计量和添加的搅拌站，单靠人工添加和计量的，亦不能作为混凝土掺加膨胀剂生产供应商。必须选择具备三掺技术和检测膨胀率（或收缩率）的搅拌站，才能作为膨胀混凝土的供应厂家。

（2）加强技术管理，作为监理人员要求混凝土搅拌站提交掺加膨胀剂混凝土的各种试配试验记录，确保最优混凝土配合比用于混凝土工程结构。必须强调的是，混凝土搅拌站的试配试验记录，不仅包括以往常规的混凝土强度等试验记录，更主要是限制膨胀率的试配记录。

（3）提出混凝土的凝结时间要求初凝在4~5小时左右，混凝土坍落度损失不大于30mm/h。这样能较好地保障混凝土到达工地后的和易性和工作性，避免因坍落度损失大、早凝而施工人员自行加水影响混凝土质量的情况。经常到搅拌站检查生产配合比的执行情况，避免混凝土少掺或不掺膨胀剂的情况出现。

（4）确保现场施工和养护质量。混凝土最终质量目标是靠现场的振捣密实和养护等工序的控制来实现的，因此现场施工人员必须对全过程认真对待，严格落实，而监理人员在施工单位的混凝土浇筑方案的审批上，要对现场施工准备（包括浇筑设备安排、临时供电保障、道路安排、混凝土供应要求、人员安排、避免施工冷缝出现等）做好检查，确保现场施工和养护工作措施落实到位。

在广州阳华项目国花苑住宅小区工程中，我们吸取了广州萝岗中心医院工程与广州科学城企业加速器三期C、D栋工程地下室的施工经验，从设计到施工，采取了上述的各项措施与手段，并取得了成功，基本避免了地下室开裂的现象，达到掺加膨胀剂从而防水抗渗的目的。

4 结语

对于混凝土后浇带与钢管混凝土等要求补偿收缩的结构部位，微膨胀混凝土有其独特的优越性，可大胆使用。但是对于一般的混凝土结构构件，尤其是大体积地下混凝土结构，宜慎重使用微膨胀混凝土。

在具体工程中，对使用膨胀剂作为补偿收缩的混凝土结构，除了常规的强度指标之外，还应把限制膨胀率和限制收缩率，列为必备的验收指标。只有具备三掺技术和检测膨胀率（或收缩率）的搅拌站，才能生产出质量可靠的膨胀混凝土。

只有适度的混凝土强度等级（C30、C35、C40）和施工配合比，且混凝土坍落度损失少、初凝时间延长至4~5小时的膨胀混凝土，才有良好的工作性，有利于工程应用。施工中，采用正确的浇筑方法并振捣密实，及时保温养护，延迟拆模，这样才能防止或减少膨胀混凝土结构的开裂。