混凝土是世界上應用最廣的建筑材料，但是由于混凝土收縮變形的固有屬性，因此收縮裂縫是一種質量通病，嚴重影響其安全性和耐久性。預防和減少其收縮裂縫，一直是混凝土學科的重點研究內容。理論上膨脹混凝土是防止和減少收縮裂縫的一種低成本技術，但是由于在有效膨脹、膨脹速率調控、絕濕環境膨脹等理論問題方面沒有突破，膨脹水泥基材料的發展遇到很大的技術瓶頸。本文介紹了兩種簡單方便的混凝土膨脹劑試驗的檢測方法，分別是啤酒瓶法（膨脹劑）、燒杯法（膨脹混凝土），以期方便廣大現場施工人員進行施工質量控制。
體積穩定性是混凝土研究熱點之一，也是進行結構設計的重要考慮因素。通常，混凝土澆筑成型后不可避免地發生收縮，嚴重的甚至導致開裂，導致強度降低，耐久性降低，預應力結構中預應力的損失和混凝土結構外觀及清潔性的降低。針對混凝土的收縮開裂，在混凝土中摻加膨脹劑利用其產生的膨脹效應補償混凝土的收縮制成體積穩定性好的補償收縮混凝土是一種常用的經濟，有效又實用的方法。但由于膨脹劑的水化過程和產物會對其它膠凝材料的水化及混凝土的微結構產生重大影響，進而影響混凝土的性能和使用。因此，對補償收縮混凝土，除要保證體積穩定性外，還要保證其它性能滿足使用要求。下面筆者就混凝土中參加膨脹劑的試驗檢測方法進行簡要探討。
一、膨脹劑對混凝土工作性能的影響及膨脹混凝土材料特性分析
1、膨脹劑對混凝土工作性能的影響
研究普遍認為膨脹劑能降低新拌混凝土流動性，且隨摻量增加降低效果越明顯。這是由于膨脹劑水化通常發生在早期，造成混凝土中自由水降低;同時產物生成量多，針狀或柱狀鈣礬石和板狀氫氧化鈣顯然增大了水泥凈漿的粘度和屈服剪切應力，進而降低了新拌混凝土流動性。有學者發現：10%的HCSA和UEA摻入混凝土后，擴展度分別降低25mm和15mm;隨HCSA摻量增加，流動性降低;膨脹劑摻量相同時，水膠比越低，加入HCSA的超高性能混凝土流動性越低。膨脹劑能使高性能混凝土的流動性損失較大，因此不宜摻入過多。
由于膨脹劑凝結速度快，凝結時間比水泥早，同時膨脹劑早期快速水化反應消耗大量水，生成大量水化產物，使得凝結時間提前，進而增加了混凝土坍落度經時損失。有研究認為，摻膨脹劑后，新拌混凝土坍落度經時損失加快，這是由于膨脹劑早期水化較快，隨時間推移，鈣礬石、氫氧化鈣等結晶產物析出量逐漸增多，進而導致粘聚度增強引起的。
由于膨脹劑的摻加加速了膠凝材料水化，晶體析出迅速，因此縮短了新拌混凝土中結構網絡框架形成時間，故初凝時間較短。如果膨脹劑使混凝土凝結時間提前，內摻12%～15%UEA膨脹劑的新拌混凝土，與未摻膨脹劑的空白混凝土相比，約提前60min。另外，UEA和HCSA兩種膨脹劑均可縮短混凝土凝結時間，10%摻量下，摻HCSA與UEA和未摻膨脹劑的初凝時間分別為18.5h，22.8h和24.2h;同水膠比，同等摻量時，HCSA膨脹劑更能縮短混凝土的初凝時間。
目前，膨脹劑對混凝土工作性影響研究多集中在硫鋁酸鈣類、硫鋁酸鈣-氧化鈣類膨脹劑，而對于氧化鈣類和氧化鎂類膨脹劑研究較少，尤其是氧化鎂類膨脹劑與其它種類膨脹劑相比，具有需水量少，膨脹速度慢特點，結論可能有差異，但有待于進一步研究。
2、膨脹混凝土材料特性分析
膨脹混凝土就是以添加一定量ZY膨脹劑的方式，使得對應的膨脹效果達到建設需求，此時控制膨脹劑的劑量就是控制其收縮力和彈性的重要方式和方法，簡單來講，如果需要較強的收縮力和彈性，就需要加大劑量。膨脹混凝土的運用效益為：避免混凝土出現開裂的情況。為了達成這樣的效益還需要考量到其局限性，在使用過程中，考量好施工技巧的問題，才能夠有效的發揮膨脹混凝土的效能。具體來講，其工作的原理為：添加膨脹劑的混凝土，會出現化學反應，表現出膨脹的效果，由此使得鋼筋和相鄰部位出現拉力受阻的情況，由此使得混凝土壓應力和鋼筋拉應力處于相對平衡的狀態，由此保證膨脹混凝土能夠在建筑結構施工中發揮積極作用。
二、試驗方法
（1）燒杯法
試驗所用混凝土配合比詳見表4。攪拌好大約400ml的混凝土然后裝入500毫升的玻璃燒杯，輕輕地振動密實，用塑料薄膜密封。等到凝混凝土終凝時間過后，揭開薄膜，加水，再用薄膜封口，觀察燒杯裂縫出現。另外，分別用100mm×100mm×100mm和100mm×100mm×300mm的限制試件分別測試膨脹混凝土強度和測量膨脹混凝土的限制膨脹率。
（2）啤酒瓶法
分別按取1350克和150g水泥膨脹劑（HCSA，ZY和UEA）675克水，利用凈漿攪拌機制漿。然后水漿用漏斗，以填補600毫升玻璃啤酒瓶和使用塑料密封，再置于（20±1）℃標準養護箱和觀察時間玻璃裂縫。
三、結束語
啤酒瓶和燒杯法方法適用于現場評估快速擴張混凝土膨脹劑和膨脹特性與膨脹劑混合,一方面,根據是否開裂,評估是否擴張屬性。另一方面,開裂時間的基礎上,可以評估的規模擴張性質。此外,當使用這種方法時,應該注意保持標本放置的環境溫度沒有改變太多,否則對結果有一定影響。
文章來源：中國混凝土網
