浅谈混凝土膨胀剂在地下防水工程中的应用

曲贵松

摘 要：混凝土結构自防水才是根本。混凝土的贯通性裂缝是结构自防水失败的主要问题，所以通过控制混凝土不产生有害裂缝是结构自防水的关键。

关键词：膨胀剂;应用

随着土地资源日益减少和人防工程重要性的凸现，现有建设工程中出现了很多地下室采用全埋式人防地下室（平时为车库）的工程。在这些工程中地下部分采用钢筋混凝土结构，如果不考虑混凝土在水硬化期间因水泥的水化热产生的温度应力、混凝土干缩应力以及施工过程中因施工不当等因素，将导致钢筋混凝土结构的开裂，危及结构防水封闭性及耐久性，留下渗漏和耐久性隐患，所以，裂缝控制、防水和大体积混凝土施工等技术是地下室混凝土施工部分的难点。

目前，常用的防水措施主要为柔性防水和混凝土结构自防水两种，柔性防水也称外防水，外防水材料一般是有机材料，其使用寿命常常受到质疑，因此混凝土结构自防水才是根本。混凝土的贯通性裂缝是结构自防水失败的主要问题，所以通过控制混凝土不产生有害裂缝是结构自防水的关键。

为了突出防水，市场上出现了多种防水剂。部分防水剂是为了商业炒作，实际是膨胀剂的一种却换了一个名称;另一些防水剂以提高混凝土和砂浆的致密度为手段，达到防水的目的。如掺加一定比例的超细矿粉（矿渣或粉煤灰）或高效减水剂或某些憎水剂等的混合物，用意提高混凝土的防水性。这种防水剂虽然在防水方面有一定的效果，但在潮湿的环境中其抗裂和防水效果却明显不如膨胀剂。因为它不含膨胀源，没有补偿收缩的功能。这也许就是防水剂推广不如膨胀剂的内在原因。但如果将掺加一定比例的超细矿粉（矿渣或粉煤灰）、高效减水剂和胶粉的水泥基材料与膨胀源有效的结合，在防止混凝土裂缝，提高混凝土防水、抗裂方面，应会获得最佳的效果。

当前市场上销售的主要是无机膨胀剂，虽然不同的膨胀剂膨胀性能不同、膨胀能大小不同、补偿的效果也不同，可是只要严格控制产品质量和稳定性，均能达到补偿收缩的目的。但是如果应用不当，再好的膨胀剂也不能发挥补偿收缩的效果。膨胀剂在应用中必须注意以下两点，才能使补偿收缩效果保持最佳状态。

1.膨胀剂必须在潮湿的环境下应用

所有的膨胀剂只有在潮湿的环境下，才能很好地发挥对水泥石的补偿收缩作用。因为在此条件下水分不会很快蒸发，膨胀源才能不断形成，使水泥石结构逐渐致密，并保持强度与膨胀协调一致，不断补偿水泥石的收缩，使水泥石宏观体积保持基本稳定（或有很小的收缩）。即使在水泥石水化后期，膨胀源不再大量形成。但在潮湿的环境下，由于水分不会蒸发，水泥石仍不会因干缩而开裂。但如果在干燥的条件下使用，水分很快蒸发。对于水化活性较高的矿物，水化形成的膨胀源数量有可能满足密实水泥石的作用，在一定的时间内部分抵消水泥石的收缩，使其早期不至于达到开裂的程度。但随着水泥石孔隙中水分不断蒸发，水泥石物理干缩不断增加，原来形成的膨胀源数量已不能满足补偿收缩的需要，因此，后期水泥石仍可能开裂。对于水化活性较差的矿物，由于水分很快蒸发，水化形成的膨胀源数量较少，不能满足使水泥石结构密实和补偿收缩的目的，因此，在不长的时间内混凝土就会产生裂缝。而且，有些膨胀剂虽在水中表现出较大的膨胀值。但在干燥的条件下，水分蒸发形成更多的孔隙，使干缩比不加膨胀剂更大，开裂也更严重。

2.膨胀剂必须在有限制的条件下应用

所有的膨胀剂只有在一定配筋率限制或周边限制的条件下才能将化学能（膨胀能）转化成钢筋的拉应力或周边的压应力，最后转变成水泥石的势能。当水泥石收缩时，使水泥石的体积保持平衡。否则拉应力或压应力很快消失，起不到补偿收缩的目的。

因此，膨胀剂只适用于潮湿环境下有一定配筋率的混凝土（或砂浆）工程，如地下工程、地下修补工程、抗渗漏工程、锚固工程等。膨胀剂不适合在干燥环境下使用，更不适用于干燥环境下的素混凝土和砂浆，如各种抹灰砂浆等。还有因为膨胀剂在砂浆和混凝土中加入量较少，因此，必须要搅拌均匀。同时要有较高的施工技术和严格的养护制度，否则，膨胀剂的补偿收缩效果很难达到设计要求。

面对着如此众多的良莠难分的膨胀剂，我们如何正确地选择和使用它？其一，首先要选择含水化活性较高矿物的膨胀剂。其二，性能选择的重点不是7d的膨胀值的大小，而应特别注意21d干缩值是否较小。其三，水泥石的膨胀和强度是否协调一致，即膨胀增长时，强度是否降低很少，或不降低。

在很多地下工程中，我们应用补偿收缩混凝土技术，解决了地下室的裂缝、漏水问题，取得了良好的使用效果。在实际施工中，影响工程质量的因素很多，例如基础的不均匀沉降、周围温度和湿度的变化、养护情况、施工组织等原因都可能导致开裂。但是，采用合理的技术措施，严格施工程序及过程控制，完全可以达到混凝土结构不出现有害裂缝。大量工程实践证明，采用膨胀混凝土，可连续浇筑超长混凝土结构不留缝而不裂，不仅简化了施工工艺，而且缩短了工期，降低了工程造价，提高了结构的抗裂防渗效果。

我们应该很好地研究DENKER膨胀剂能保持经久不衰，誉满欧洲的经验。学习他们严格的管理制度和科学的经验标准，视产品质量为生命的经营思想。

任何新材料刚刚推向市场时，在应用中均可能出现各种问题。这些问题需要在研究、生产、设计、施工等各方面共同呵护下，不断发现、分析和总结，然后逐步进行解决，新材料才会不断成熟和完善。