武冠-CMA三膨胀源抗裂剂.doc

武冠-CMA三膨胀源抗裂剂

7. 项目名称：武冠-CMA三膨胀源抗裂剂
项目概要：本项目研发由我公司自主研制而成，是国内市场上唯一具有膨胀源的混凝土抗裂剂，其发明专利申请已通过国家专利局的初审。本项目通过了江西省科技成果和江西省重点新产品两项鉴定，鉴定专家一致认为该项目技术水平居国内领先。本项目获得了2007年江西省科技进步三等奖。
本项目市场应用前景良好，在加大市场推广和增加生产线的情况下，按年销售60000吨计算，则 直接产生利税2250万元，经济效益十分明显。
江西武冠新材料股份有限公司拥有10余家控股公司，在全国设立了27个销售公司，总资产3.02亿元，员工逾千人，是我国最大的建筑防水材料和混凝土外加剂专业生产厂家之一，中国混凝土外加剂协会副理事长单位。2005年6月，“武冠”商标被国家工商总局认定为“中国驰名商标”，2008年获行业性标志品牌。武冠公司先后获得了“中国优秀民营科技企业”，“全国诚信守法企业”，“全国民营企业思想政治工作先进单位”，“江西省五一劳动奖状”，“江西省质量管理先进单位”，“江西省守合同重信用AAA企业”，“江西省一级诚信企业”，“江西省先进私营企业”，“萍乡市质量贡献兴市奖”等称号。
推介需求：本项目要求合作开发，本人以发明专利技术入股，互惠互利。
本项目的市场前景十分广阔，经济效益显著，但需融资3000万元，要求对方经济势力雄厚，融资回报方式可双方协商议定。
项目推介单位：江西武冠新材料有限公司
联系人：罗建成 电话：[phone]

申请号/专利号： 200710035667
本发明是一种混凝土（砂浆）膨胀剂。本发明所述的三膨胀源混凝土抗裂剂（ＣＭＡ）是由２２～４２％的煤矸石（煅烧），４２～６２％的硬石膏，３～７％的活性激化剂，６．５～１０．５％的煅烧石灰石，１～３％的氧化镁，共同粉磨至比表面积为２５０～３５０ｍ↑［２］／Ｋｇ再加入０．５％左右的高分子纤维素制成的混凝土外加剂。在制备混凝土或砂浆时，掺入６～８％，可配制成补偿收缩混凝土。并在砼中导入０．２～０．８ＭＰａ的自应力，大大提高构造物的抗裂防渗性能。

WG-CMA三膨胀源抗裂剂
抗裂机理:
CaO.MgO+2H2O→CH.MH晶体
3CA+3CaSO4+32H2O→C3A.3CaSO4.32H2O+3(AI2O3.3H2O)
C4A3S+2CASO4.2H2O+34H2O→C3A.3CaSO4.32H2O+2(AI2O3.3H2O)
AI2O3.2SiO2+3Ca(OH)2+3CaSO4+29H2O→C3A.3CaSO4.32H2O+C-S-H
主要技术性能：
三膨胀源、钙矾石、镁质三个组份分别支持早期、中期和后期膨胀。其中少量的可再分散性乳胶粉成分可大幅度提高砼的抗渗性能.
⊙掺量：6-8%；
⊙抗压强度：不低于基准砼；
⊙抗拉、抗压强度比：ft/fc>0.10(普通砼的ft/fc在0.07-0.1之间）；
⊙砂浆限制膨胀率：水中7d>=0.025%,水中28d<=0.1%,空气中21d>=-0.02%；
⊙坍落度：与基准砼基本相同；
⊙凝结时间：初凝比基准砼约短，终凝与基准砼同时；
⊙抗渗标号：>=P20；
⊙抗冻标号：>F150；
适用范围:
可配制各类补偿收缩砼；
超长结构无缝设计与施工；
大体积砼抗裂工程的应用；
高性能砼（HPC）中应用；
其他有抗裂防渗技术要求的工程。
WG-CMA三膨胀源抗裂剂使用注意事项:
（1）选用32.5Mpa及以上水泥;
（2）本品检测执行标准:JC476-2001;本企业规定本品检测掺量为8%;
（3）本品不适用于蒸煮实验.

WG-CMA三膨胀源抗裂剂是我公司自主研究开发的一种新型高性能抗裂剂，“CMA”系我公司独家注册的产品商标，是目前国内市场上唯一具有三个抗裂剂膨胀源的新型高性能抗裂剂，通过了由江西省科技厅组织的科技成果和重点新产品的鉴定。该产品结合了日本CSA类膨胀剂及美国MgO类膨胀剂的优点，应用江西本地特有优质钙、镁原料研制的CaO-MgO-AL2O3-SO3四体系三抗裂膨胀新型高性能抗裂剂。其CaO、钙矾石、MGO三重抗裂相互作用，适当组合，取长补短，克服了传统膨胀剂单一硫铝酸钙膨胀源的缺陷，其膨胀效果为三者叠加，故其限制膨胀率相对较高，可以实现膨胀剂在混凝土中的低掺量。
在水泥ISO新标准实施以来，由于标准为满足混凝土早期高强度的需求，促使水泥熟料向高C3S、高C3A和高比表面积方向发展，使砼的早期水化热及早期化学收缩大，造成砼的早期裂缝大量产生。而因砼的温度收缩、化学收缩、干燥收缩，较大的砼环境温差变化会使砼内部产生较大的拉应力，这样应力一旦超过砼的极限拉伸，则是造成中、后期裂缝的重要原因。
由于传统的膨胀剂组份单一，膨胀主要发生在砼龄期的中期，而对砼早期及后期产生的收缩不能有效补偿，使应用传统膨胀剂的砼裂缝无法消除。WG-CMA三膨胀源抗裂剂就是根据水泥ISO新标准实施以来砼裂缝产生的原因，在膨胀组份中引入钙质组份和镁质组份，利用其具有在硬化过程中产生适度膨胀的特性，部分抵补因钙矾石在水养不足而产生的收缩，并提高各龄期的强度，克服过去过于苛刻的养护要求（如墙体、顶板等上部结构）对施工带来不便。
另外，以往钙钒石生成所需的Ca0主要是由水泥水化产物提供的，因此在高比例掺合料活性的激发而提高砼的早期强度。并且由于砼的早期强度提高，使早期膨胀受到一定的限制而达到延滞膨胀的目的，实现砼在抗折强度较快增长的同时，限制条件下的预压应力的协调发展，即增强了混凝土的抗拉能力，使砼的抗裂性能随之提高，从而避免砼裂缝产生。
而在膨胀组份中引入部分镁质材料，对抑制砼的后期收缩、防止砼后期开裂，有其独特的益处，从而提高工程的整体性、安全性和耐久性。
WG-CMA的化学组成

Loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
R2O
Cl
Σ
1.15
12.64
15.12
1.32
34.3
3.82
31.24
0.30
0.007
99.9

一、抗裂机理
（1）       CaO·MgO+2H2O→CH·MH晶体
（2）       3CA+3CaSO4+32H2O→C3A·3CaSO4·32H2O+3(Al2O3·3H2O)
（3）       C4A3S+2CaSO4·2H2O+34H2O→C3A·3CaSO4·32H2O+2(Al2O3·3H2O)
（4）       Al2O3·2SiO2|+3Ca(OH)2+3CaSO4+29H2O→C3A·3CaSO4·32H2O+C-S-H
从上述水化反应方程式可知，WG-CMA三膨胀源抗裂剂参与水泥水化过程中生成的针棒状产物，如：方镁石、钙钒石及CH晶体，能有效的填充在砼的孔隙中，受到钢筋及邻位的约束，而产生0.2~0.8Mpa预压应力，在砼不同的龄期有不同的抗裂矿相生成，使砼的膨胀增长曲线与砼强度曲线相协调，有利于膨胀能的最有效发挥，有效补偿砼结构的收缩。
二、WG-CMA三膨胀源抗裂剂主要技术性能
（1）       掺量：6~8%（占胶凝材料总重量）；
（2）       抗压强度：不低于基准砼；
（3）       抗拉、抗压强度比：ft/fc>0.10(普通砼ft/fc在0.07至0.1之间)；
（4）       限制膨胀率：水中7d≥0.025%，水中28d≤0.1%，空气中21d≥－0.02%;
（5）       碱含量：<0.5%。
（6）       坍落度：与基准砼基本相同；本产品不具有减水率。
（7）       凝结时间：初凝比基准砼略短，终凝与基准砼同时；
（8）       抗渗标号：最高可达S20；
三、适用范围
（1）       可配制各类补偿收缩砼；
（2）       超长结构无缝设计及施工；
（3）       大体积砼工程；
（4）       高性能砼（HPC）中应用；
（5）       其它有抗裂防渗技术要求的特殊工程。
四、WG-CMA三膨胀源抗裂剂使用注意事项
（1）       选用32.5Mpa及以上水泥；
（2）       本品检测执行标准：JC476—2001；GB50119—2003；本企业规定本品检测掺量为8%；
（3）       本品不适用于蒸煮试验。

·  摘要：钢筋混凝土结构的裂缝控制问题是建筑工程中十分重要的问题之一。近年来随着超长结构的广泛应用，裂缝控制问题就显得越发重要。本文结合工程实例，重点介绍了一些裂缝控制设计方法，可供工程技术人员借鉴参考。
  关键词：超长地下室 裂缝控制 收缩 后浇带 技术措施
  1.引言
  近年来，由于建筑使用功能的需要，越来越多的地下室开始采用超长无缝设计。如若设置结构缝，轻则使得建筑构造变得复杂，影响建筑的使用功能和美观；重则破坏结构的防水性能，导致钢筋锈蚀，雨水渗漏，影响结构的耐久性，给结构留下安全隐患。另外，目前常用的表面涂抹砂浆法、表面贴条法、水泥灌浆法和环氧灌浆法等裂缝修补措施，并不是非常有效，往往是裂了补、补了又裂，耗费大量的人力物力。因此，如何实现超长地下室的裂缝控制，成为了工程技术人员密切关注和急于解决的重要课题。
  2.裂缝控制
  超大面积混凝土结构出现裂缝的原因是多方面的，例如结构设计、混凝土配合比、施工中温度的变化和混凝土收缩、混凝土浇筑的施工工艺、后浇带的施工及封闭时间的选择、预应力技术的应用等。对于一个混凝土结构来说，在施工期间，裂缝主要是由混凝土浇筑时的温度变形和收缩变形引起的；在正常使用期间，裂缝主要是由季节温差和内外温差引起的。
  某工程地下室平面尺寸为340x220m，尺寸超长，远远超过了现行规范中要求不设缝的限制。如果设置结构缝，将给使用功能、结构防水以及人防工程等带来很大的影响。因此在综合考虑结构设计、造价与工期、施工等影响因素之后，最后针对此超长地下室采取了无缝设计。由于该地下室顶板平均覆土达1.5m，因此设计上主要考虑施工期间混凝土自身收缩给结构带来的不利影响。通过分析研究，决定对此地下室采取以下抗裂设计措施：
  1)设置后浇带及膨胀加强带
  为了减少因混凝土自身收缩引起的楼板中的内力，施工中往往设置后浇带。后浇带是施工期间保留的临时性收缩变形缝，以释放大部分约束应力，然后以强度稍高的膨胀混凝土填实，以抵抗残余收缩应力，最后再进行封闭填充，后浇成连续整体的无缝结构。
  有研究分析表明，在其他条件不变的情况下，穿越后浇带的连续钢筋面积越大，则约束拉力越大；后浇带宽度越大，则约束拉力越小。于是此工程设置了两种构造不同的后浇带来释放混凝土的收缩拉应力。一种是常规的后浇带宽1m，后浇带处钢筋加强，该常规后浇带平面分布较广，每30~40m布置一条，在同层混凝土浇筑2个月后封闭；另一种后浇带宽2m，后浇带处钢筋除了梁底部跨中钢筋略微加强之外，其余全部断开，以充分释放约束应力，断开的梁、板、钢筋在后浇带处搭结连接。此2m宽的后浇带在地下室平面中横向竖向各布置一条，即可将地下室平面均分为四块，有效减弱了超长结构四周的约束，使得混凝土在一定程度上自由伸缩。此后浇带在同层混凝土浇筑3个月后封闭。这两种后浇带处混凝土均掺入明确的一定比例的膨胀剂，使其产生一定的预压力以补偿混凝土初期干缩变形而产生的拉应力。另外，为了解决布置过多后浇带给施工带来的不利影响，设计时设置了一些膨胀加强带，在两侧混凝土即将达到初凝时，采用比原设计强度等级高一级的微膨胀混凝土浇筑密实，并加强养护。
  需要注意的是，设计时过分使用后浇带亦会给整个结构带来不利影响。设置大量后浇带以后，后浇带须待两边混凝土收缩基本稳定后方可用膨胀混凝土回填，因而造成工期延长；而且后浇带的清理、灌缝非常麻烦，若处理不好常会成为渗漏隐患，影响结构的整体性。
  2)合理选择构件的混凝土强度等级，掺入适量膨胀剂解决混凝土的早期裂缝
  高强混凝土往往采用高标号水泥，且增加了水泥用量，并提高了水灰比，其结果是在混凝土水化反应时产生大量的水化热，导致混凝土收缩增大，对超长结构非常不利。因此，为了在保证构件强度和刚度的情况下尽可能地减少或者消除结构裂缝，本工程除了柱子由于轴压比的限制而采用C40混凝土之外，梁、板、墙均采用C30混凝土，同时要求严格控制水泥用量及水灰比，以减小混凝土的收缩变形。
  在混凝土中掺加适量的膨胀剂，通过与水泥的化学反应，可使混凝土产成有限膨胀，从而在钢筋混凝土中建立0.2~1.0MPa的预压应力，抵消部分混凝土收缩时产生的拉应力，防止混凝土开裂；同时水化反应生成钙矾石，提高混凝土的抗渗能力，最终达到混凝土自防水的目的。但是，不要对使用膨胀剂对裂缝控制的有利影响过于乐观，因为若让膨胀剂充分达到其效果，施工时对混凝土的养护要求是非常高的，而这恰恰是目前实际工程中较难做到的。
  3)采用小间距小直径螺纹钢筋，增加混凝土和钢筋之间的握裹力，并适当增加配筋率（下转93页）