在混凝土中摻加膨脹劑最主要的使用目的,使使混凝土硬化過程中產生一定的體積膨脹,補償混凝土干燥過程中產生的收縮,或者在配筋情況下,產生一定的預壓應力,得到自應力混凝土,如圖8-4
圖8-4 補償收縮混凝土和自應力混凝土變形圖
普通混凝土在硬化后失水干燥過程中大約產生(300-800)´10-6的收縮。如果混凝土結構收縮時受到約束,那么這種收縮變形過程將會導致混凝土內部產生拉應力,當混凝土內部拉應力超過其本身的抗拉強度時,就會產生開裂現象。混凝土屬于準脆性材料,本來抗拉強度就很低,抵抗變形的能力也很差,所以干燥收縮導致開裂的現象時有發生。開裂不僅會導致力學性能下降,而且引起結構滲水、外界化學介質侵蝕、鋼筋銹蝕等危害。
摻加膨脹劑的混凝土,在混凝土硬化后濕養護階段內部生成一定量膨脹性物質,使混凝土發生體積膨脹,待混凝土暴露于干空氣中,失水時雖然仍會產生體積收縮變形,但是前期的膨脹可以補償這部分收縮,所以混凝土結構整體上是沒有收縮的,這樣有效地防止了開裂。
實際上混凝土自由膨脹也會導致內應力,從而引發裂縫,所以說對于摻膨脹劑的混凝土來說,配筋尤其重要。通過配筋可以將混凝土的膨脹能轉化為預壓力,就相當于預應力混凝土。當膨脹劑摻量較大和混凝土內部配筋充足時,可以生產出自應力混凝土。
根據膨脹劑的品種、特性、膨脹劑對混凝土性能的影響規律,以及人們使用膨脹劑的目的,膨脹劑使用中應注意的問題包括以下幾個方面: