膨脹混凝土

膨脹混凝土是指用膨脹水泥或膨脹劑配製的水泥混凝土。

膨脹混凝土分補償收縮混凝土和自應力混凝土兩大類。前者指在有約束的條件下，由於膨脹水泥或膨脹劑的作用能產生0.2～0.7MPa自應力的混凝土；自應力混凝土是指在約束的條件下，由於膨脹水泥或膨脹劑的作用能產生2.0～8.0MPa自應力的混凝土。 ^[1] 

膨脹混凝土除具有補償收縮和產生自應力功能外，還具有抗滲性強、早期快硬、後期強度高（或超過100MPa）、耐硫酸鹽能好等特點。

膨脹混凝土適用於地下、防水、貯罐、路面、屋面、樓板、牆板、管道、接縫、錨固、大跨與高層建築、水利工程、海水工程、冬季施工工程、搶修工程等 ^[2]  。

混凝土膨脹劑是指與水泥、水拌和後經水化反應生成鈣礬石或氫氧化鈣，使混凝土產生膨脹的外加劑。

混凝土膨脹劑分為三類。

1硫鋁酸鈣類混凝土膨脹劑：是指與水泥、水拌和後經水化反應生成鈣礬石的混凝土膨脹劑。

2硫鋁酸鈣—氧化鈣類混凝土膨脹劑：是指與水泥、水拌和後經水化反應生成鈣礬石和氫氧化鈣的混凝土膨脹劑。

3氧化鈣類混凝土膨脹劑：是指與水泥、水拌和後經水化反應生成氫氧化鈣的混凝土膨脹劑。

為了克服混凝土產生乾燥收縮的缺點，摻入膨脹劑的混凝土稱為膨脹混凝土。由於膨脹水泥的發展，可以採用膨脹水泥製造膨脹混凝土。

1.兩種類型

根據不同的使用目的，膨脹混凝土可分補償收縮混凝土和自應力混凝土兩類。膨脹混凝土主要用在加固結構、補強、接縫和防滲堵工程。自應力膨脹混凝土還可代替預應力混凝土作用。

補償收縮混凝土是一種為減少和防止混凝土開裂而減少收縮的混凝土。自應力混凝土是利用水泥膨脹張拉鋼筋而製得的預應力混凝土。由於膨脹混凝土的膨脹被約束而產生壓應力，與由於幹縮而產生的拉應力相抵消，從而達到抵消幹縮的目的，這也是補償收縮混凝土的機理。由於膨脹被約束，在抵消幹縮產生的拉應力後，壓應力尚有剩餘並被殘留在混凝土中，這便是自應力混凝土的機理。

2.膨脹特性

膨脹混凝土的膨脹特性，隨膨脹劑的種類、摻量、水泥品種、配合比、骨料性質、養護條件、配筋率和約束條件而變化。其中影響最大的是膨脹劑的品種和混凝土膨脹的約束條件。膨脹劑摻量愈大，膨脹愈大;約束愈大，膨脹愈小。

膨脹混凝土的強度也受膨脹率的影響。增大膨脹率，混凝土的強度等力學性能則降低。開始降低的膨脹率界限，隨水灰比的減少而降抵，水灰比為o.5時為(700～950)×10^-6；水灰比為0.40時為(620～680)×10^-6。水灰比為0.30時為(530～600)×10^-6。

1.膨脹水泥

國內外研究成功的膨脹水泥主要有硫鋁酸鹽型膨脹水泥(包括K型、M型、S型膨脹水泥和明礬石、石膏礬土、硫鋁酸鹽膨脹水泥等)和石灰系膨脹水泥兩類。

我國生產的膨脹水泥主要有硅酸鹽膨脹水泥、石膏礬土膨脹水泥、硅酸鹽和鋁酸鹽膨脹水泥、自應力水泥。另外還有石灰系膨脹水泥，即在硅酸鹽水泥熟料中加入石灰和石膏而製成的膨脹水泥。

硅酸鹽膨脹水泥禁止使用在有硫酸鹽侵蝕性的工程中。石膏礬土膨脹水泥不能用於與鹼溶液相接觸的工程，亦不得與硅酸鹽水泥、石灰等混合使用;施工時温度低於5℃以及環境温度高於80℃的工程，沒有相應的措施也不得使用。

2.膨脹劑

膨脹劑是與水泥、水拌和後，經水化反應能生成鈣礬石(C₃A.3CaS0₄·32H₂0)或氫氧化鈣[Ca(OH)。]，使混凝土產生膨脹的外加劑。這種膨脹作用，不僅可以減少或消除幹縮的體積縮小，而且還可以堵塞和充填混凝土的毛細孔隙，提高抗滲能力。

膨脹劑可分為三類，即硫鋁酸鈣類膨脹劑(包括明礬石、UEA，AEA三種膨脹劑)、氧化鈣類膨脹劑(稱CEA)、複合膨脹劑(LrEA_H)。

(1)使用中必須對自由膨脹採取限制措施，否則，會降低使用效果，降低強度。在無筋混凝土中摻用膨脹劑，應推遲拆除模板。

(2)摻膨脹劑的混凝土，坍落度損失較大，可以摻入緩凝劑解決。如果水泥不適應，則更換水泥。

(3)膨脹混凝土的配合比、膨脹材料及摻量，都須經過試驗確定。在選擇膨脹混凝土之前，應研究施工結構是否真正需要使用膨脹混凝土。當確定有必要時，才着手選擇膨脹劑。試驗前，應根據結構物必要的膨脹率、膨脹速度、混凝土強度以及使用的水泥和骨料，採用與結構相同的約束條件和養護條件進行試驗，從而獲得所需的膨脹劑種類和摻量。 ^[2]