在混凝土中掺加膨胀剂最主要的使用目的,使使混凝土硬化过程中产生一定的体积膨胀,补偿混凝土干燥过程中产生的收缩,或者在配筋情况下,产生一定的预压应力,得到自应力混凝土,如图8-4
图8-4 补偿收缩混凝土和自应力混凝土变形图
普通混凝土在硬化后失水干燥过程中大约产生(300-800)´10-6的收缩。如果混凝土结构收缩时受到约束,那么这种收缩变形过程将会导致混凝土内部产生拉应力,当混凝土内部拉应力超过其本身的抗拉强度时,就会产生开裂现象。混凝土属于准脆性材料,本来抗拉强度就很低,抵抗变形的能力也很差,所以干燥收缩导致开裂的现象时有发生。开裂不仅会导致力学性能下降,而且引起结构渗水、外界化学介质侵蚀、钢筋锈蚀等危害。
掺加膨胀剂的混凝土,在混凝土硬化后湿养护阶段内部生成一定量膨胀性物质,使混凝土发生体积膨胀,待混凝土暴露于干空气中,失水时虽然仍会产生体积收缩变形,但是前期的膨胀可以补偿这部分收缩,所以混凝土结构整体上是没有收缩的,这样有效地防止了开裂。
实际上混凝土自由膨胀也会导致内应力,从而引发裂缝,所以说对于掺膨胀剂的混凝土来说,配筋尤其重要。通过配筋可以将混凝土的膨胀能转化为预压力,就相当于预应力混凝土。当膨胀剂掺量较大和混凝土内部配筋充足时,可以生产出自应力混凝土。
根据膨胀剂的品种、特性、膨胀剂对混凝土性能的影响规律,以及人们使用膨胀剂的目的,膨胀剂使用中应注意的问题包括以下几个方面: