赵君

（天津住宅集团建设工程总承包有限公司，天津 300070）

HCSA膨胀剂在天津荣畅园地下车库中的应用

赵君

（天津住宅集团建设工程总承包有限公司，天津 300070）

HCSA 膨胀剂是一种膨胀能大、绝湿膨胀的双膨胀源混凝土膨胀剂。天津荣畅园地下车库采用掺 HCSA 膨胀剂的补偿混凝土结构自防水技术，充分发挥 HCSA 不浇水也膨胀的特性，借助膨胀加强带合理优化后浇带，加强膨胀剂抽检工作，有效加快施工进度。

HCSA 膨胀剂；混凝土结构自防水；限制膨胀率；膨胀加强带

0 引言

干燥收缩和温度应力会引起水泥基材料开裂，使其力学性能、耐久性能下降，并且进一步加剧劣化进程，严重影响其服役寿命。膨胀剂因其水化过程中生成的水化产物，如钙矾石、氢氧化钙、氢氧化镁，固相绝对体积增加，在外部约束作用下可以在水泥基材料内部产生有效微膨胀，填充孔隙、增加混凝土密实度，可以有效抵消干燥收缩和温度应力带来的弊端[1]。膨胀剂被广泛应用于工民建、高铁工程、桥梁工程、水利工程及制备特种工程材料。HCSA 膨胀剂[2]是一种以水化产物钙矾石、氢氧化钙为膨胀源的高性能膨胀剂，它具有膨胀能大的特性，水中 7d 限制膨胀率可高达 0.17%，是普通膨胀剂的 6～8 倍。氢氧化钙膨胀源的原地固相反应特性，从根本上解决了一直困扰工程界混凝土膨胀剂不浇水也能膨胀的难题，并且膨胀速率可调控，使其更加适用于现代混凝土。

天津荣畅园地下车库采用混凝土结构自防水技术，简化了工艺，加快了施工进度，本文介绍了 HCSA 膨胀剂在该工程中的应用。

1 工程概况

天津荣畅园小区是天津市北辰区双青新家园限价商品房项目之一，该小区建有地下一层的地下汽车库，层高 4.5m，采用现浇钢筋混凝土框架结构，顶板形式为无梁楼盖。场地下水文地质勘察报告显示地下水对混凝土结构具有弱腐蚀性，因此，在长期浸水条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。地下车库采用补偿收缩混凝土结构自防水技术，混凝土中掺入高效膨胀剂。地下车库底板、外墙和顶板的防水面积约 5.6 万 m2，混凝土强度等级 C35，抗渗等级 P6。

2 补偿收缩混凝土技术要求

依据 JGJ/T 178—2009《补偿收缩混凝土应用技术规程》要求，本工程补偿收缩混凝土的限制膨胀率取值见表 1，实验室试配混凝土时，其限制膨胀率应比设计值高 0.005%。

3 HCSA 膨胀剂

由表 1 可知，实验室配制补偿收缩混凝土时，限制膨胀率最高值在 0.030% 以上。依据补偿收缩混凝土制备经验，混凝土膨胀剂自身的限制膨胀率得在 0.05% 以上，即应使用 GB 23439—2009《混凝土膨胀剂》规定的Ⅱ型膨胀剂。

本工程采用 HCSA 膨胀剂制备补偿收缩混凝土。该膨胀剂是中国建筑材料科学研究总院研发的一种双膨胀源高性能混凝土膨胀剂，由天津豹鸣股份有限公司生产，其技术指标见表 2。

表1 补偿收缩混凝土限制膨胀率取值

表2 HCSA 膨胀剂的指标

HCSA 膨胀剂限制膨胀率曲线如图 1 所示。

由表 2 和图 1 可以看出，HCSA 膨胀剂膨胀能大（7d 为0.056%）、膨胀速率快，绝湿膨胀（7d 为 0.045%），空气中 21d 的限制膨胀率为 0.011%，远高于标准规定值。结果表明，HCSA 膨胀剂适合于配制本工程规定限制膨胀率的补偿收缩混凝土。

图1 膨胀剂限制膨胀率

4 补偿收缩混凝土的制备

4.1 原材料

水泥：唐山冀东水泥有限公司生产的 P·O42.5 普通硅酸盐水泥；

粉煤灰：Ⅱ 级 F 类粉煤灰，需水量 89%；

矿粉：S95 级，比表面积 410m2/kg，28d 活性指标103%；

混凝土膨胀剂：天津豹鸣股份有限公司生产的 HCSA 混凝土膨胀剂；

河砂：中砂，细度模数 2.6，含泥量应小于 3%。石：人工碎石，5～25mm。

泵送剂：聚羧酸系减水剂，减水率 24%。

4.2 补偿收缩混凝土

依据本工程对补偿收缩混凝土限制膨胀率的设计取值，结合混凝土强度等级和施工性能，采用工程实际原料，确定的混凝土配合比见表 3。补偿收缩混凝土性能见表 4 和图 2。

表3 补偿收缩混凝土配合比 kg/m3

表4 补偿收缩混凝土性能

依据 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》，C35 等级混凝土配制强度为 35+1.645×4=41.6(MPa)，C40 等级混凝土配制强度为 40+1.645×4=46.6(MPa)。由表 4 可知，C35 补偿收缩混凝土 7d 抗压强度在 30.6～31.5MPa，约为28d 强度的 70% 左右，28d 强度在 43.8～44.3MPa。C40 混凝土 7d、28d 抗压强度分别达到 35.5MPa、49.9MPa。显然，C35、C40 补偿收缩混凝土强度符合 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》的设计要求。并且，C35、C40 混凝土强度持续增长，并未出现 7～28d 强度不增长或者倒缩现象[3]。

由图 2 可以看出，C35 底板、C35 外墙和顶板、C40 膨胀加强带水中 14d 的限制膨胀率分别为 0.021%、0.026% 和0.032%，均比设计值高了 0.005%，同样符合试配要求。

图2 补偿收缩混凝土限制膨胀率

5 膨胀加强带优化后浇带

后浇带是施工过程中人为设置的临时施工缝，用于释放应力和划分浇筑流水段，在方便施工时，同样留下渗漏隐患。在保留原设计的沉降后浇带前提下，为了提高防水质量，加快施工进度，本工程对原设计的后浇带采用膨胀加强带替代[4]，进行优化设计。底板膨胀加强带采用连续式和间歇式结合，外墙和顶板采用后浇式。膨胀加强带设置和浇筑方式如图 3 所示。

图3 各类型加强带示意图

6 膨胀剂抽检

限制膨胀率是混凝土膨胀剂的关键技术指标，GB 23439—2009《混凝土膨胀剂》规定膨胀剂限制膨胀率采用测量浇筑在纵向限制器内的掺膨胀剂砂浆长度，通过试件长度变化测量膨胀剂的限制膨胀率。该检测条件工地通常不具备，向质检机构送检周期长，无法及时判定工程所用膨胀剂是否合格。因此，本工程通过采用 GB 23439—2009《混凝土膨胀剂》附录给出的啤酒瓶法进行快速定性判定，依据啤酒瓶开裂时间把控膨胀剂质量[5]（见图 4）。同时，对进场膨胀剂的抽样定期送至质检机构进行复验，测试结果见图 5。

图4 膨胀剂快速定性检测

图5 膨胀剂限制膨胀率定期抽检结果

7 小结

天津荣畅园地下车库采用补偿收缩混凝土结构自防水技术，膨胀剂优选膨胀能大、绝湿膨胀的 HCSA 双膨胀源混凝土高性能膨胀剂，配制的补偿收缩混凝土符合设计和施工要求。利用膨胀加强带合理优化后浇带，减少渗漏隐患。施工过程中注重膨胀剂的抽检工作，有效保障了工程质量，简化了施工工艺，并且显著加快了施工进度。

[1] 赵顺增，游宝坤．补偿收缩混凝土裂渗控制技术及其应用[M]．北京：中国建筑工业出版社，2010．

[2] 赵顺增，刘立，郑万廪，等．HCSA 双膨胀源高性能混凝土膨胀剂[J]．膨胀剂与膨胀混凝土，2016(1): 5-9+20．

[3] 刘志军．C30 膨胀混凝土的膨胀与强度协调性研究[J]．江西建材，2016(8): 3-4．

[4] 叶平洋．超长混凝土结构无缝施工中膨胀加强带的设置[J].山西建筑，2009(3): 159-160．

[5] 程杰，程彦，刘建光，等．膨胀剂及膨胀混凝土膨胀性能现场快速检测方法[J]．中国建材科技，2014, 23(5): 6-8．

［通讯地址］天津市北辰区北辰西道双青新家园荣雅园 11 号楼（300401）

赵君（1985—），男，助理工程师。