长期以来,混凝土裂缝防治为工程界致力研究的问题,在众多裂缝控制方法中,利用膨胀剂的补偿收缩作用控制混凝土裂缝的方法在工程中极为普遍。现阶段混凝土的膨胀剂种类大致可分为硫铝酸盐系膨胀剂、氧化钙系膨胀剂、氧化镁系膨胀剂和复合混凝土膨胀剂。复合膨胀剂是深色粉状物,加入普通水泥混凝土中,水化产生膨胀结晶体,以此补偿水泥水化时产生的收缩,从而配制成补偿收缩或膨胀混凝土,用以克服普通水泥凝土收缩开裂和超长钢筋混凝土温差裂缝的缺陷,借此可以使混凝土结构自身防水,28天抗压强度为47MPa,置于水中14天限制膨胀率为0.02%。
裂缝是导致普通水泥混凝土质量劣化的重要原因,混凝土结构的破坏和倒塌大多也是源于微裂缝的持续扩展。混凝土的微裂主要有三种: 1) 在骨料周围出现的骨料与水泥石粘结面上的粘着裂缝; 2) 水泥石中的裂缝; 3) 骨料内部的裂缝。混凝土裂缝的主要成因可分为三种: 由静载或动载作用而引起的主要应力或结构次应力引起的裂缝,以及由变形荷载( 如温度、收缩和膨胀、不均匀沉陷等) 引起的裂缝。针对不同原因产生的裂缝,有不同的裂缝预防控制方法,如 控制水灰比、选用收缩量较小的水泥、加强养护、减小约束、预留收缩缝、掺外加剂等。其中,在普通混凝土中掺加膨胀剂以形成补偿收缩是解决混凝土抗裂性有效而经济的措施之一。
在混凝土中掺加膨胀剂主要能解决混凝土结构施工期间的 裂缝问题,例如,施工后浇带以及需要二次浇筑的填充类混凝土, 不适用于结构使用期间出现过高的温度变化的情况。潮湿的环境更有利于发挥掺膨胀剂混凝土的补偿收缩功 能,因此,膨胀剂更适宜用于地铁及地下构筑物、高层建筑地下室 以及隧道、管道等有抗裂防渗要求的构筑物; 同理,良好的养护条件和较早的养护开始时间,也是膨胀剂作用正常发挥的重要条件。掺加膨胀剂补偿收缩的前提,是要在结构中建立预压应力, 否则不适宜采取掺膨胀剂的抗裂办法。不同系列的膨胀剂补偿机理不同,掺量也不尽相同。要根据不同的结构部位,科学地确定膨胀剂的掺量,以达到最佳的补偿收缩效果。