膨胀水泥防水混凝土

    以膨胀剂或膨胀水泥为胶结料配制而成的防水混凝土,均成为防水混凝土,均称为膨胀水泥防水混凝土。
1、主要特性
    (1)具有较高的抗渗性:膨胀水泥防水混凝土是依靠水泥本身的化学反应和结晶膨胀而提高抗渗能力的,其抗渗性远比普通混凝土。
(2)能抑制混凝土裂缝的出现:膨胀水泥防水混凝土是依靠膨胀剂或膨胀水泥在水化硬化过程中形成膨胀性结晶水化物---水化硫铝酸钙(即钙矾石)、氢氧化钙等膨胀源,使混凝土产生适度膨胀。在约束条件下,它通过水泥石与钢筋的粘结,使钢筋张拉,被张拉的钢筋对混凝土本身产生压缩应力(称为化学预应力或自应力),当混凝土中产生0.2~0.7N/m㎡的自应力值,可大致抵消由于混凝土干缩和徐变时产生的拉应力。即膨胀水泥防水混凝土的拉应力接近于零,或小于0.1~0.2mm/m,从而达到补偿收缩和具有抗裂防渗的效果。一般混凝土的拉应力值为0.4~0.6mm/m,其容极限伸变形值为0.1~0.2mm/m。由于膨胀水泥防水混凝土的拉应力值小于容许极限拉伸变形值,因而不会出现裂缝,保证了混凝土的抗渗性。
(3) 膨胀水泥防水混凝土的抗压、抗裂、静力弹性模量、极限拉伸变形和钢筋粘结力,见下表。

膨胀水泥防水混凝土力学性能

水泥品种
强度(N/m㎡)
抗压弹性模量(X10的4次方N/m㎡)
与钢筋粘结力(28d)(N/m㎡)
极限拉伸变形值
(mm/m)
抗压
抗拉

明矾石膨胀水泥

CSA水泥

石膏矾士膨胀水泥

普通水泥

31.0~37.0

27.0

36.0

-

2.2~2.8

2.0

3.5

-

3.5~3.65

3.75~3.85

3.50~4.10

2.67~3.20

3.2~2.7

2.4~2.5

4.0~5.5

2.5~3.0

0.14~0.154

--

--

0.08~0.10

(4) 后期强度能稳定上升:由于膨胀主要发生在混凝土早期,所以膨胀水泥防水混凝土的后期强度是稳定上升 的。
2、原材料与配合比

(1) 胶结料为膨胀水泥或普通水泥加膨胀剂,主要品种见下表。

膨胀剂即膨胀水泥的主要品种

品种
配方
膨胀剂
固相体积膨胀倍率
商品名称
膨胀水泥
膨胀剂
硫铝酸钙型 在水泥中加入一定数量的以下任一组分均可
1.矾土+石膏
2.明矾石+石膏
3.明矾石+石膏+石灰
4.无水硫铝酸钙
水化硫铝酸钙(钙矾石) 1.22~1.75倍 石膏矾土膨胀水泥、硅酸盐膨胀水泥、明矾石膨胀水泥、硫铝酸钙膨胀水泥 U型膨胀剂、钙矾石、复合膨胀剂
氯化钙型 在硅酸盐水泥中加入以下任一组分即可
1.3%~5%过烧石灰
2.生石灰+有机酸抑制剂
氢氧化钙
氧化钙+水→氢氧化钙
0.98倍 浇筑水泥 脂膜石灰膨胀剂

由于膨胀剂的性质不同,他们对混凝土性能影响亦有所不同。一般规定每立方米混凝土中水泥与膨胀剂的总用量为350~380kg,其中各种膨胀剂为内掺量(替换水泥率0,因品种不同而掺量不同。明矾石膨胀剂的规定掺量为水泥重量的15%~20%;U型膨胀剂和复合膨胀剂规定内掺量(替换水泥率)为10%~14%,详见外加剂标准JC 476-92。
我国约有8种膨胀水泥系列,目前批量生产的有如下3种(见下表),他们可以用于各种抗裂防水工程,效果显著。
此外还有氧化镁型、铁型和铝型膨胀水泥。

我国膨胀剂、膨胀水泥的技术性能

名称
明矾石
膨胀水泥
石膏矾土
膨胀水泥
低热微膨胀水泥
标准编号
JC 311-82
JC 65-68
GB 2938-82
比表面积(c㎡/g)
>4500
>4500
>3500
凝结时间
初凝(min)
终凝(h)
>45
<6
>20
<4
<45
<12
安定性
合格
合格
合格
强度(N/m㎡)
软练28d
42.5
52.5
62.5
硬练28d
40.0
50.0
60.0
软练28d
32.5
42.5
膨胀率
水养1d
水养28d

>0.15
<1.0

0.15
<1.0

>0.05
<0.5
不透水性
10个大气压力作用下
完全不透水
完全不透水
水化热(J/G)
标号
3d
7d
325
154.8
175.7
425
175.7
196.7

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