混凝土膨胀剂的实验研究及施工注意事项

混凝土膨胀剂的实验研究及施工注意事项 混凝土膨胀剂的实验研究及施工注意事项 摘要：洞库作为空军机场防护工程的重要设施，一直起着平时防御因自然灾害造成对战机的损害、战时抵抗敌方对战机实施打击、提高战机的平时完好率及战时生存力的强大作用。解决原有防护设施的防水、防潮是问题的关键，如何采用新技术、新工艺、新材料来解决这些问题又是一个突破口。关键词：混凝土；膨胀剂；注意事项引言高技术的发展使机场洞库的防护作用越来越重要。从近几场局部战争看，高技术武器迅猛发展，给军事思想、作战理论、作战样式带来了巨大变化，使得军事阵地的防护地位越来越重要。机场洞库是提高航空兵战场生存能力的重要防护工程，近几年来的海湾战争和科索沃战争警示我们，洞库不能没有，有了洞库更不能不用。和平时期不进行战场建设只会导致战争中的失利，正是我军在过去修建的这些洞库提高了空军航空兵的战场生存能力，才使各个时期国内外敌对势力对我不敢轻举妄动。洞库作为空军机场防护工程的重要设施，一直起着平时防御因自然灾害造成对战机的损害、战时抵抗敌方对战机实施打击、提高战机的平时完好率及战时生存力的强大作用。限于当时飞机洞库、地下航材库及指挥所等防护工程施工技术条件、资金投入的制约，所修建的防护设施大部分已不能满足现代战争的需要。为此，一方面需要国家、总部进行总体部署，另一方面就是利于原有防护设施进行改造与升级。在原有防护设施的基础之上进行改造与升级，是投资少、见效快的一种捷径。其中，解决原有防护设施的防水、防潮是问题的关键，如何采用新技术、新工艺、新材料来解决这些问题又是一个突破口。基于这一思路，本章进行了系统的调研、试验、论证，取得了较为理想的效果。1.试验原理当前，我国利用膨胀剂解决水下工程及高水位条件下防水防渗是一种非常有效的手段。它的主要机理是掺膨胀剂后与拌合水、水泥共同作用，生成大量膨胀结晶水化物—水化硫铝酸钙（3cao·al2o3·3caso4· 32h2o），即钙矾石，使混凝土早期产生适度膨胀，在钢筛或邻位限制条件下，在混凝土中建立0.2～0.7mpa预压应力,该应力可大致抵消混凝土干缩时产生的拉应力，而且在混凝土中期仍保持微弱势头，以补偿其冷缩。同时，钙矾石结晶体不断填充混凝土内部孔隙，改善了混凝土的孔隙结构，提高了混凝土的密实度，从而达到了混凝土结构抗裂防渗之目的，也为我们原有战备防护设施的扩容与改造在施工工艺与技术上提供了可靠的技术技撑。2.试验过程根据资料证明，素混凝土在早期的自然收缩率一般为0.04%，这是混凝土硬化过程中的一种自然现象，也是混凝土硬化与受自然气候条件影响所必然发生的一种特征，如何在混凝土硬化、特别是混凝土硬化早期采取相应技术措施，则显得尤为重要。为此，依据膨胀剂具有补偿收缩这一特殊功能，来改造与改善原有地下防护设施，使其发挥最大的军事经济效益，具有非常重大的现实意义。(1)国家及行业标准a、膨胀剂：我国现有膨胀剂一般为三类，分别为硫铝酸钙类、氧化钙类、氧化钙硫铝酸钙类。gbj119规范要求：水中养护7d的限制膨胀率≥0.025%，水中14d限制膨胀率0.015%，水中28d限制膨胀率0.1%。b、水泥、沙、石、水依据gbj112—2004标准。(2)采用材料a、膨胀剂：采用安徽庐江混凝土外加剂有限公司生产的ea-l明矾石膨胀剂。其技术指标为：细度0.08mm方孔筛为8.0%[标准＜12%]；标准稠度为26.5；初凝1：50[标准≥45mm]，终凝4：00[标准＜10h]；限制膨胀率0.030[＜0.02]；水份1.0[＜3.0]；碱含量≤0.75%；mgo2.72%[＜5.0%]。b、水泥：锦西水泥厂p· o32.5水泥。细度2.8～3.4%；初凝时间1：56～2：34，终凝时间2：07～4：16；安定性均合格；so31.98～2.15；矿渣掺量6～10%；28d抗折强度7.5～8.1mpa。c、砂：沟家子河沙。sio2=0.22%；密度2.68g/cm3；氯盐含量0.02%；细度模数3.0；级配合格，为中砂；含泥量2.2～2.8%；云母含量0.1%；有机质量含量合格。d、碎石：锦州杏山石灰岩石场。sio2=0.29%；比重2.66g/cm3；容重1260kg/m3；压碎指标8.0%；坚固性2.3%；含泥量0.2%；针片状5.7～6.0%；级配合格。e、水：ph=7；硫酸盐：29mg/l；氯含量：0.95mg/l；总碱量：4.40。以上材料均符合gbj112～2004标准。(3)配合比设计a、满足国家及军队现行规范标准，满足课题要求；b、采取绝对体积法进行配合比设计；c、如需满足泵送混凝土施工要求，则掺复合型减水剂或引气剂；d、膨胀剂掺量以补偿混凝土自身收缩为目的；e、膨胀剂采用等量代替法；f、每m3混凝土水泥用量不少于300kg。表1 /m3混凝土理论配合比(4)对比试验3.结论及注意事项3.1主要结论(1)根据系统试验，证明膨胀剂用于混凝土中完全可以起到补偿混凝土自身收缩之功能，即可以起到混凝土（被覆混凝土）自防水的效果，也即在膨胀剂掺量为6%以上时，不仅可以补偿混凝土的自身收缩，还可以产生微膨胀，并在混凝土中建立一定的预压应力。这对于我们今后改造或改善原有军内洞库、航材库等防护保管条件可起到积极的保障作用，可更有效地发挥和挖掘原有战备设施的军事效益。(2)将膨胀剂引入军内重点战备防护工程，可简化军内战备设施，尤其是地下防护工程施工的防水防潮施工工艺，并使防水、防潮之期望得到根本的解决。(3)利用外掺剂的方式，不影响被覆混凝土的正常施工，从而可以使军内地下防水防潮工程的施工便捷，安全合理。(4)根据地下或山体内战备工程的特殊需求或特殊的地质情况，可通过调整膨胀剂的掺量来实现理想的防水、防潮要求。3.2说明及注意事项(1)该施工工艺只有在湿养护条件下才能更好地发挥其膨胀效应，故混凝土浇筑后必须保证养护期达到14d以上。(2)必须保证膨胀剂的掺量准确。只有这样才能确保达到补偿收缩之功效。(3)掺膨胀剂的混合料搅拌时间要比普通混凝土搅拌时间延长30s，以确保混合料的均质性。(4)对于较长墙体的施工，宜以30～40m分段施工浇筑，在每段之间可设2m宽膨胀加强带，最好设钢板止水片，待原浇筑混凝土28d后用大膨胀率（较大膨胀剂掺量）混凝土回填并养护14d，可杜绝接茬部位的渗水渗漏现象。(5)为保证掺量的准确性，可将每拌合罐所用的膨胀剂订货加工成小包装袋，每罐投入一袋，既便捷，又可有效保证掺量的准确性。(6)随着科技进步的发展，用于补偿收缩混凝土的外掺剂还会不断推出。这就需要我们不断地了解、关注和掌握新材料、新技术，以更好地为军内战备工程的防护和使用做好保障工作。参考文献：［1］r.h.鲍格，《波特兰水泥化学》，中国工业出版社.(1963).［2］f.m.李，《水泥和混凝土化学》.中国建筑工业出版社.(1980).［3］游宝坤，钙矾石与膨胀水泥，硅酸盐通报，5.(1985).［4］薛君玕，吴中伟，膨胀和自应力水泥及其应用，中国建筑工业出版社.(1985).