1、膨脹劑簡述

　　混凝土外加劑是在拌制混凝土的過程中摻入，用以改善混凝土的某些性能的物質，而膨脹劑是在混凝土或砂漿中引起膨脹的外加劑，它依靠本身的化學反應或與水泥其它成分反應，在水化期產生一定的限制膨脹，以補償混凝土的收縮。其主要種類有：硫鋁酸鈣類、氧化鈣類、氧化鈣－硫鋁酸鈣類、氧化鎂類。

　　膨脹劑主要用于以下三方面：

　　①、補償收縮混凝土（砂漿）：其使用目的主要為減少混凝土（砂漿）干縮裂縫，提高

鑒于復合土工膜部分現場觀測成果合成材料在工程應用中具有一定的抗老化能力，故有些國家的某些文件中對其使用年限作了較為寬限的規定，如前蘇聯BCH07-74《土石壩應用聚乙烯防滲結構須知》中規定，聚乙烯土工膜可用于使用年限不超過50年的建筑物。奧地利林茨公司發表的“聚丙烯復合土工膜土工合成材料的長期性狀”一文中的結論寫道：“對聚丙烯的15年以上的現場應用經驗表明，它們的化學和生物穩定性高；織物的最大損壞是在施工中；鋪設以后沒有大變化；……可預期超過100年的穩定性。

抗裂性和抗滲性。適用范圍主要為屋面防水、地下防水、基礎后澆帶（寬縫）及洞塞回填等。

　　②、填充用膨脹混凝土（砂漿）：其使用目的主要為提高機械設備和構件的安裝質量，加快安裝速度。適用范圍主要為機械設備的底座灌漿、地腳螺栓的固定、防水堵漏等。

　　③、自應力混凝土（砂漿）：提高抗裂和抗滲性。僅用于常溫下使用的自應力鋼筋混凝土壓力管。

　　2、微膨脹混凝土在淮安工程中的應用

　　2.1應用背景

　　2.1.1工程概況

　　淮河入海水道工程是擴大洪澤湖洪水出路、保證洪澤湖大堤安全的一項戰略性骨干工程。該工程西起洪澤湖大堤的二河閘，東至黃海扁擔港，全長163.5km。

　　淮安樞紐立交地涵為目前亞洲最大的立交地涵，它位于入海水道與京杭運河交匯處，是入海水道的第二級樞紐。其作用是實現入海水道與京杭運河的立體交叉，維持京杭運河水路航運，同時滿足入海水道泄洪及渠北運西地區排澇要求和連接淮揚公路交通。

　　本工程混凝土總工程量約14萬m3，其中地涵涵身約7.2萬m3；鋼筋制安總工程量約12000t，其中地涵涵身約8100t。

　　2.1.2本工程混凝土施工的特點

　　①、高標準、高質量

　　由于淮安立交地涵為目前亞洲最大的立交地涵，同時也是整個入海水道工程四個樞紐中規模最大、施工難度最高的一個樞紐，工程質量的優劣和施工進度的快慢將直接影響到整個入海水道能否預期通水這一宏偉目標的實現，因此建管局、監理單位及設計單位對本工程進度和質量提出了相當高的要求。

　　②、溫控防裂難度大

　　因本工程結構復雜且具有薄壁結構的特點，所以混凝土溫控防裂是淮安立交地涵混凝土施工的主要難題之一。因此，確保立交地涵無裂縫，或無有害裂縫將成為施工過程中面臨的一個重中之重的任務。

　　③、工期緊、施工強度高、資源配置強度大且不均衡

　　地涵混凝土施工自2001年9月至2002年4月，歷時8個月，考慮冬季施工，氣候影響等各種因素，實際有效施工期約6個月。6個月內將完成混凝土澆筑約10萬m3，混凝土澆筑月強度將達到1.8萬m3/月。

　　2.1.3設置后澆帶防裂

　　①、“設置后澆帶防裂”措施的確立

　　地涵混凝土防裂是本工程的重點和難點，而造成混凝土裂縫的因素很多，有些機理目前也許還沒有充分認識。因此，施工單位對混凝土防裂采取了綜合治理的措施。

　　根據本工程的特點，經過幾次專家咨詢并經多方論證，確定在地涵涵墩及擋水墻中部設置后澆帶以減少結構物長度從而減少溫度收縮達到混凝土防裂的目的，最終把“設置后澆帶防裂”作為本工程重要的防裂措施與其它防裂措施共同承擔本工程的防裂任務。

　　②、后澆帶結構設置

　　上涵首涵墩長度為23m，后澆帶設在涵墩中部閘門槽部位, 后澆帶將上涵首涵墩分隔成兩部分。上涵首邊墩后澆帶寬5450mm，中墩后澆帶寬7251 mm；后澆帶底高程EL-6.0m，頂高程EL1.5m，高度為7.5m。

　　下涵首涵墩長度為23m，后澆帶設在涵墩中部閘門槽部位, 后澆帶將上涵首涵墩分隔成兩部分。下涵首邊墩后澆帶寬1910mm，中墩后澆帶寬3711 mm；后澆帶底高程EL-6.0m，頂高程EL1.5m，高度為7.5m。

　　地涵中塊涵墩總長度為31.272m。共設兩道后澆帶，將涵墩順水流方向分成3段，每段長度約9.5m左右。后澆帶寬均為1500 mm，底高程EL-5.0m，頂高程EL1.5 mm，高度為6.5m。

　　上下涵首擋水墻寬25m，中部設置一道后澆帶。后澆帶寬均為1500 mm，底高程EL4.0m，頂高程EL12.5 m，高度為8.5m。

　　地涵中塊后澆帶結構布置詳見下圖，上下涵首及上下涵首擋水墻后澆帶的結構布置形式與中塊基本相同，其結構布置圖在此便不再列舉。

　　③、后澆帶回填

　　先澆塊澆筑時，后澆帶鋼筋斷開，或暫不安裝。當先澆塊澆筑后，拆除后澆帶堵頭模板，混凝土表面按施工縫做毛面處理。安裝后澆帶鋼筋，鋼筋安裝采用綁條焊，焊縫按規范要求錯開。

　　后澆帶回填混凝土采用微膨脹混凝土，以補償混凝土的收縮，從而達到防止混凝土收縮裂縫的目的。

　　④、后澆帶與先澆塊的連接

　　先澆塊與后澆帶之間增設插筋連接，在先澆塊與后澆帶連接的斷面上布設Φ25插筋，插筋間排距為60cm，梅花型布置。單根插筋長200cm ，插入先澆塊100cm。

　　先澆塊與后澆帶間設一道平板銅止水，銅止水寬30cm。

　　2.2微膨脹混凝土配合比設計 2.2.1技術要求

　　淮安立交地涵工程中的微膨脹混凝土配合比設計是在涵身主體混凝土配合比的基礎上采用“外摻法”摻入膨脹劑進行配合比設計的。

　　涵身主體混凝土設計為C25F50W2。混凝土拌和用水泥選用山東沂州P.O.32.5水泥，粉煤灰采用江蘇連云港Ⅱ級灰，外加劑采用江蘇建材科學院生產的JM-Ⅱ緩凝高效減水劑。其主要施工配合比（灰：砂：石）為：1：1.9：4.4，灰中粉煤灰摻量為20％。

　　2.2.2膨脹劑的選用及檢測

　　本工程微膨脹混凝土配合比試驗用膨脹劑選用浙江力頓特種水泥公司生產的UEA-Y混凝土膨脹劑。依據JC476－1998《混凝土膨脹劑》對本膨脹劑進行檢測，其化學成分和物理性能都滿足設計及規范要求。

　　2.2.3微膨脹混凝土配合比的確定

　　根據本工程的特點，依據GB119－88《混凝土外加劑應用技術規范》對涵身主體混凝土配合比以0％、9％、11％、13％四個不同摻量摻用浙江力頓特種水泥公司生產的UEA-Y膨脹劑。試驗采用外摻法，主要考核：1、按填充用膨脹混凝土配制，考核其不同齡期豎向自由膨脹率及3d、28d抗壓強度；2、按補償收縮混凝土配制，考核其在水中及空氣中的限制膨脹率、28d極限拉伸值和抗壓強度。

　　按上述試驗安排，以各種不同配合比和不同膨脹劑摻量對試件進行成型試驗。對試驗成果進行多方面的比較，最終確定膨脹劑的摻量為11％。其相應施工配合比詳見下表：

　　微膨脹混凝土配合比

水泥品種