一、用途
掺加U型膨胀剂后混凝土中形成水化硫铝酸钙产生适度膨胀力(预应力),在结构中建立0.2~0.7MPa预压应力,水中7d限制膨胀率为≥0.025%,可抵消混凝土硬化过程中形成的收缩力,因而减少干缩裂缝,提高抗裂和抗渗性能。
普通混凝土掺入膨胀剂后,混凝土产生适度膨胀,在钢筋和邻位约束下,可在钢筋混凝土结构中建立一定的预压应力,这一预压应力大致可抵消混凝土在硬化过程中产生的干缩拉应力、补偿部分水化热引起的温差应力,从而防止或减少结构产生有害裂缝。应指出,膨胀剂主要解决早期的干缩裂缝和中期水化热引起的温差收缩裂缝,对于后期天气变化产生的温差收缩是难以解决的,只能通过配筋和构造措施加以控制,因此,膨胀剂最适用于环境温差变化较小的地下、水工、海工、隧道等工程。对于温差较大的结构(屋面、楼板等)必须采取相应的构造措施,才能控制裂缝。
掺膨胀剂的混凝土要特别加强养护,膨胀结晶体钙矾石(C3A
3CaSO4 32H2O)生成需要水。补偿收缩混凝土浇筑后1~7d湿养护,才能发挥混凝土的膨胀效应。如不养护或养护马虎,就难以发挥膨胀剂的补偿收缩作用。
膨胀剂的适用范围
用 途 | 适 用 范 围 |
补偿收缩混凝土 | 地下、水工、海工、坝工、隧道等构筑物,大体积混凝土,配筋路面和板、屋面与浴厕间防水、构件补强、渗漏修补、预应力钢筋混凝土、回填槽等。 |
填充用膨胀混凝土 | 结构后浇缝、隧洞堵头、钢管与隧道之间的填充等。 |
填充用膨胀砂浆 | 机械设备的底座灌浆、地脚螺栓的固定、梁柱接头、构件补强、加固等。 |
自应力混凝土 | 用于常温下使用的自应力钢筋混凝土压力管。 |
二、执行标准:JC476-2001
三、用量与用法
1、掺量:
代 号 | 型 号 | 掺 量C×% |
1000 | UEA-SA | 6~8 |
2、采用机械搅拌,搅拌时间≥3min。
3、在日最低气温低于5℃时,应采取保温措施;膨胀混凝土和膨胀砂浆工程或构件可以采用低于80℃蒸气养护,养护制度应根据膨胀剂和水泥品种,通过试验确定。
4、使用水泥强度等级≥32.5。
5、混凝土浇筑:⑴在计划浇筑区段内要连续浇筑混凝土,不得中断。⑵混凝土浇筑宜阶梯式推进,浇筑间隔时间不得超过混凝土的初凝时间,避免出现冷缝。可以延长伸缩缝的长度,可用加强带取代后浇带的施工方法。⑶混凝土振捣要密实,不得漏振、欠振和过振。⑷混凝土浇筑后,为防止沉缩裂缝出现,在混凝土终凝前,应采用抹面操作或人工多次抹压。
6、混凝土养护:⑴对于大体积混凝土,宜采用蓄水养护或用麻袋片覆盖,定期浇水,养护时间不小于14d。⑵对于墙体等不易保水结构,拆模板时间应不少于7d。拆模后,用麻袋片紧贴墙,定期浇水,养护时间不少于14d。⑶冬季施工时,底板混凝土浇筑完后,用塑料薄膜和保温材料覆盖,养护期不少于14d。对于墙体,带模板养护不少于14d。
四、性能及特点
本剂属硫铝酸钙类混凝土膨胀剂,不含钠盐,不会引起混凝土的碱骨料反应。掺本剂的混凝土耐久性能良好,膨胀性能稳定,强度持续上升。
五、使用注意事项
1、膨胀混凝土要通过其中的钢筋、纤维或周边物体的限制约束作用才能在结构中建立预压应力,补偿砼收缩产生的应力。因此膨胀剂必须在有限制的条件下使用。
2、膨胀混凝土配比设计与普通水泥混凝土相同,但最低水泥用量应大于300kg/m3。
3、膨胀剂掺量(E)按内掺(胶凝材料的替换率)计算,即:替换率K=E/(C+E+F)。C—水泥用量,E—膨胀剂用量,P—混凝土掺和料。
4、膨胀混凝土不能用于工作环境长期处于80℃以上的工程,施工温度低于5℃时,要采取保温措施。
5、膨胀剂要存放在干燥场所,切勿受潮。
6、要达到预期的抗渗防裂的目的,必须做到:(1)混凝土配合比设计正确,膨胀剂用量保证能产生足够的限制膨胀;(2)配筋合理,特殊部位应附加钢筋;(3)严格施工管理,适当增加搅拌时间,震捣务必密实,养护必须供水充足。
六、贮运、包装及注意事项:1、用防潮的包装袋包装,每袋净重50kg。
2、产品在运输与保管中不得受潮。产品贮存期为12个月,严禁与水泥混放。
七、UEA-SA产品部分试样参考数据
配比 | 基准水泥 | 基准水泥 | 基准水泥 | 基准水泥 | 拉法基水泥 | ||
限制膨胀 率, % | 水中 7d | ≥ 0.025 | 0.031 | 0.036 | 0.042 | 0.054 | 0.042 |
水中 28d | ≤ 0.10 | 0.0.4 | 0.056 | 0.081 | 0.111 | 0.061 | |
抗压强度 Mpa | 水中 7d | ≥ 25 | 32.0 | 29.2 | 26.1 | 23.3 | 37.4 |
水中 28d | ≥ 45 | 57.9 | 51.8 | 44.3 | 32.0 | 63.3 | |
抗折强度 Mpa | 水中 7d | ≥ 4.5 | 5.6 | 4.8 | 4.4 | 2.7 | 6.0 |
水中 28d | ≥ 6.5 | 8.1 | 7.5 | 6.1 | 3.9 | 9.3 |
结论:(1)随掺量的加大,其限制膨胀率加大,强度降低。(2)当掺量加大到C×12%的时候,其强度和限制膨胀率均已经不合格。(3)拉法基水泥与基准水泥对比,其限制膨胀率和强度相一致。
应用实例
砂 浆 配 合 比
工程名称及部位:中交一公局第五工程有限公司密关路大桥项目部
砂浆种类: 水 泥 净 浆 强度等级: 45MPa
水泥品种: 普 通 硅 酸 盐 强度等级:PO42.5 厂别: 拉法基
掺合料种类: UEA-SA膨胀剂 外加剂种类: CA-100 萘系高效减水剂
材料名称 | 配 合 比 | |||
水泥 | 水 | 掺合料 | 外加剂 | |
每m3用量 | 1456 | 582 | 87.4 | 13 |
比 例 | 100 | 40 | 6 | 0.9 |
备注:稠度为14~18S。
1、通过对掺加膨胀剂和聚丙烯纤维而配制的补偿收缩纤维混凝土性能的工程应用表明,补偿收缩纤维混凝土能有效地控制混凝土结构早期塑性收缩、干缩和温度应力引起的裂缝,从而提高了混凝土建筑工程的抗裂防水能力和结构的耐久性。
2、采用粉煤灰、UEA-SA低碱膨胀剂及缓凝高效泵送剂等材料,选择合适的水泥,成功地配制了C50钢管拱顶升施工用的高性能混凝土。保证在顶升混凝土过程中务必连续供料,混凝土的坍落度几乎不损失,硬化后,钢管拱中的混凝土强度符合设计要求,且不裂不脱壳,基本不收缩。
3、通过改性聚丙烯纤维和低碱膨胀剂双掺技术在游泳池和地铁车站混凝土结构自防水中应用证实,采用上述技术可以大大减少混凝土早期收缩所产生的裂缝,使获得的混凝土表面质量光滑平整,从而提高混凝土的耐久性,是一种新型的防裂抗渗新材料。
补偿收缩混凝土的限制膨胀率指标
用 途 | 限制膨胀率(×-10-4) | 限制收缩率(×-10-4) |
水中14d | 空气中28d | |
用于补偿收缩混凝土 | ≥1.5 | ≤3.0 |
用于后浇带、膨胀加强带和工程接缝填充 | ≥2.5 | ≤3.0 |
不同结构部位的最小配筋率
结构部位 | 最小配筋率(%) | 布筋方式 | 钢筋间距(㎜) |
底 板 | 0.30 | 双层、双向 | 150~200 |
楼板、顶板 | 0.30 | 双层、双向 | 100~200 |
墙体、水平筋 | 0.40 | 双 排 | 100~150 |
限制膨胀率的设计取值
适用结构部位 | 最小限制膨胀率(×-10-4) | 最大限制膨胀率(×-10-4) |
平板结构 | 1.5 | 3.0 |
梁、墙体结构 | 2.0 | 4.0 |
后浇带、膨胀加强带 | 2.5 | 5.0 |
单位膨胀剂最大和最小用量
适用混凝土 | 单位混凝土中膨胀剂含量(kg/m3) | |
最大 | 最小 | |
补偿收缩混凝土 | 50 | 30 |
填充用膨胀混凝土 | 60 | 40 |
补偿收缩混凝土连续浇筑的结构长度
结构类型 | 结构长度L(m) | 结构厚度H(m) | 浇筑方式选择 | 构造形式 |
墙体 | L≤60 | — | 连续浇筑 | — |
L>60 | — | 断续浇筑 | 后浇式膨胀加强带或后浇带 | |
板 | L≤60 | — | 连续浇筑 | — |
60<L≤120 | H≤1.5 | 连续浇筑 | 连续式膨胀加强带 | |
60<L≤120 | H>1.5 | 断续浇筑 | 后浇式、间歇式膨胀加强带或后浇带 | |
L>120 | — | 断续浇筑 | 后浇式、间歇式膨胀加强带或后浇带 |
供销合同
供方:北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司
需方:中交一公局第五工程有限公司密关路大桥项目部
一、产品名称、规格型号、金额、数量、交货时间
产品名称 | 型号规格 | 数量 | 单价 | 总金额 | 供货时间 |
膨胀剂 | UEA-SA | 500 | 1200 | 600000 | 2011年9月30日前供完 |
合计人民币金额(大写):陆拾万元整(¥600000.00) |
二、质量要求、执行技术标准、供方对质量负责的条件和期限:
均按国家标准及合同所附技术规范和要求执行。
三、交货地点、方式、运输费用、装、卸车费用负担:
由供方送货到需方现场,运费、装卸费由供方承担。
四、验收标准、方法及提出异议期限:
均按国家标准及合同所附技术规范和要求验收,验收不合格需方有权提出退货,提出异议期10日。
五、付款方式:
合同生效后付合同总价的30%为预付款,货到后付总货款的40%,一年内付总货款的25%,其余5%货款二年内付清。
六、违约责任:
违约方负全部责任。
七、解决合同纠纷的方式:
如有纠纷,双方协商解决,未果由合同签订地人民法院解决。
八、合同生效条件:
供、需双方签字盖章后生效。
九、其他约定事项:《技术规范和要求》与合同具有同等法律效力。
H : 3CaO · 3Al 2 O 3 · CaSO
4
T : C 3 A · 3CaSO 4 ( 对应于 AFt)
M : C 3 A · CaSO 4 (对应于 AFm )
CaO-Al 2 O 3 -SO 3三元系统膨胀剂相图
“钙钒石系”和“石灰系”膨胀剂的化学反应模式
UEA-SA 膨胀剂简介
一 、产品用途: 适用于要求高强度、高抗渗、高抗冻的结构混凝土和其他高性能的特殊结构的混凝土工程。
二、技术要求
项 目 | 指标值 | ||||
执行标准: JC476-2001 《混凝土膨胀剂》性能指标应符合下表规定: | 化学成分 | 氧化镁 % ≤ | 5.0 | ||
含水率 % ≤ | 3.0 | ||||
总碱量 % ≤ | 0.75 | ||||
氯离子 % ≤ | 0.05 | ||||
物理性能 | 细 度 | 比表面积 m 2 /kg ≥ | 250 | ||
0.08mm 筛筛余 % ≤ | 12 | ||||
1.25mm 筛筛余 % ≤ | 0.5 | ||||
凝结时间 | 初凝 min ≥ | 45 | |||
终凝 h ≤ | 10 | ||||
限制膨胀率 % | 水中 | 7d | 0.025 | ||
28d | 0.10 | ||||
空气中 | 21d | -0.020 | |||
抗压强度 Mpa ≥ | 抗压强度 Mpa ≥ | 7d | 25.0 | ||
28d | 45.0 | ||||
抗折强度 Mpa ≥ | 抗折强度 Mpa ≥ | 7d | 4.5 | ||
28d | 6.5 | ||||
注:细度用比表面积和 1.25 mm 筛筛余或 0.08mm 筛筛余和 1.25mm 筛筛余表示,仲裁检验用比表面积和 1.25 mm 筛筛余。 |
三、包装与贮运
采用防潮的包装袋,每袋净含量 50kg ,且不得少于标志含量的 98% ,随机抽取 20 袋,产品总净含量不得少于 1000kg 。其他包装形式由供需双方协商确定。在运输和贮存时,不得受潮和混入杂物,不同种类的产品应分别贮存,不得混杂。贮存期为六个月,过期应重新检验。
四、注意事项
1) 混凝土膨胀剂适用于 32.5 号以上的通用水泥,最佳掺量为 6% (替代水泥率)
2 )掺混凝土膨胀剂的混凝土,配合比的计量要准确,搅拌时间要比普通混凝土延长 30 ~ 60 秒。
3) 为充分发挥其膨胀效能,适时和充分的保湿养护最为重要,混凝土浇灌后,一般在终凝后 2 小时开始浇水养护,养护期为 7-14 天。务必使混凝土表面保持潮湿,墙体应保湿或喷洒水养护。
4) 掺混凝土膨胀剂的混凝土不宜用于工作环境长期处于
80 ℃ 以上的工程。施工温度低于 5 ℃ 时,要采取防冻措施。
5 )要求振捣密实,不要过震或漏震。
6 )掺入不同品种的外加剂在补偿收缩混凝土中会产生不同的效果,因此,使用时需经过试验后才能确定。
7 )为了保证补偿收缩作用的发挥,建议每立方混凝土水泥用量不应小于
300kg 。
8 )在结构设计上仍按原设计规范,为有效限制膨胀,宜采用小间距小规格配置钢筋或焊接钢筋网,对薄壁构件或溥板也可用钢丝网,配筋不宜过分集中于构件一侧,对混凝土中导入的预压应力,在设计计算中不予考虑。在开孔和角隅附近最易出现裂缝,周边应加密结构钢筋。
9 )采用补偿受缩混凝土整体长度地下室可控制不大于
80m ,地上可控制不大于 50m 。一般工程可实现无缝设计与施工。
10 )大面积的结构伸缩缝仍需留置,但间距可比普通混凝土的大。
11 )膨胀混凝土的主要目的是补偿收缩,作为防水要求的补偿收缩混凝土的配合比设计宜按防水混凝土考虑,基砂率控制在 38-42 ,强度标号相应比普通混凝土高 5 ~ 10MPa 。
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