抗裂剂作用原理

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、、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 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,节约昂贵的控温费用。 膨胀混凝土加强带 一种采用比浇筑混凝土高一等级的膨胀混凝土,设置在建筑物混凝土收缩应力发生的最大部位,来增加混凝土的密实度,提高连续浇筑混凝土的强度及抗裂、防渗性能的超长混凝土整浇浇筑技术. 用于替代后浇带的连续浇筑无缝施工技术, 1后浇带在施工中存在的问题 1.1 留于基础底部结构的后浇带,将历经整个结构施工过程,直至结构封顶,对于高层建筑需要几个月甚至几年的时间,在这段时间内,后浇带中将不可避免地落进各种各样的垃圾杂物,由于底部结构钢筋较粗较密,使得清理工作非常艰难。 1.2 后浇带贯穿整个地下、地上结构,所到之处遇梁断梁,遇板断板,给施工带来很多不便,影响施工进度。 1.3 在后浇带灌充混凝土前,需将两侧混凝土凿毛,施工非常困难,而有些结构混凝土与后浇带混凝土浇筑时间间隔数月,新老混凝土的粘结强度很难保证,又由于浇筑时间差,造成这些结构的混凝土的干缩大部分已于后浇带灌充前完成。因此,后浇带混凝土 继续阅读