[摘 要]JGJ/T 178—2009《补偿收缩混凝土应用技术规程》、GB50119—2013《混凝土外加剂应用技术规范》和 TB 10424—2010《铁路混凝土工程施工质量验收标准》都对补偿收缩混凝土的限制膨胀率技术指标作了规定。本文从补偿收缩混凝土的限制膨胀率作用机理及测定方法入手，浅析三者表达方式之间的异同点，希望能给大家以后的检测工作提供一定帮助。
[关键词]补偿收缩混凝土;限制膨胀率;技术指标
0 引言
JGJ/T 178—2009《补偿收缩混凝土应用技术规程》表3.0.3 和 GB 50119—2013《混凝土外加剂应用技术规范》表 13.3.1 规定了补偿收缩混凝土限制膨胀率的技术要求，根据补偿收缩混凝土的用途，当用于补偿混凝土收缩时，限制膨胀率的技术要求为：水中14d≥0.015%，水中 14d 转空气中28d 时≥-0.030%;当用于后浇带、膨胀加强带和工程接缝填充时，限制膨胀率的技术要求为：水中14d≥0.025%，水中 14d 转空气中28d 时≥-0.020%。
TB 10424—2010《铁路混凝土工程施工质量验收标准》表9.5.7 同样给出了补偿收缩混凝土限制膨胀率的指标要求：当用于补偿混凝土收缩时，限制膨胀率的技术要求为：水中 14d≥1.5×10-4，水中14d 转空气中 28d 时≤-3.0×10-4;当用于后浇带、膨胀加强带和工程接缝填充时，限制膨胀率的技术要求为：水中14d≥ 2.5×10-4，水中14d 转空气中 28d 时≤-3.0×10-4。
同为补偿收缩混凝土限制膨胀率技术指标，GB50119—2013、JGJ/T 178—2009 和铁标 TB 10424—2010之间在表示方法上从字面上看明显存在着不同，让很多人产生了一些疑问：三者之间是否存在着异同点?水中14d转空气中 28d 时，为什么限制膨胀率的技术指标是负值?本文从补偿收缩混凝土的限制膨胀率作用机理及测定方法入手，根据个人的理解，对补偿收缩混凝土限制膨胀率的技术指标进行浅析。
1 作用机理
补偿收缩混凝土是指在混凝土中掺入适量膨胀剂或用膨胀水泥配制的混凝土。普通混凝土在成型过程中会存在干缩、蠕变、温差效应等原因所造成的收缩变形，在其内部产生拉应力，当这种拉应力大于混凝土极限拉应变时即出现裂缝。而补偿收缩混凝土在加入膨胀剂或膨胀水泥时，依靠膨胀剂本身的化学反应或与水泥其他成分反应，在强度增长过程中产生体积膨胀，内部产生压应力和压应变，混凝土膨胀带动钢筋一起膨胀，用膨胀能张拉钢筋，达到补偿各种收缩变形，抵消相应产生的拉应力，改善混凝土的内部应力状态，有效地提高结构的抗裂性能。
2 测定方法
JGJ/T 178—2009 第3.0.4 章节和 TB 10424—2010 条文说明第 9.5.7 章节均指明，补偿收缩混凝土的限制膨胀率试验按 GB 50119 有关规定进行，所以三者之间在试验方法上不存在分歧，是统一的。
GB 50119—2013 附录 B 详细描述了补偿收缩混凝土的限制膨胀率测定方法，其中第B.0.6 章节第 1 小节内容规定：各龄期的限制膨胀率应按下式计算，应取相近的 2 个试件测定值的平均值作为限制膨胀率的测量结果，计算值应精确至0.001%：
ε = (Lt-L)/L0×100 (B.0.6-1)
式中：
ε ——所测龄期的限制膨胀率，%;
Lt——所测龄期的试件长度测量值，mm;
L——初始长度测量值，mm;
L0——试件的基准长度，取 300mm。
式中试件的基准长度“L0”等于300mm 是一常数，试件的初始长度测量值“L”在试件成型后，通过测量一旦确定，在某个意义上说也可理解为是一个固定的“常数”，是不因试件龄期而改变的，所以补偿收缩混凝土的限制膨胀率计算只与所测龄期的试件长度值“Lt”有关。
根据计算公式，当所测龄期的试件长度值 Lt大于试件初始长度测量值 L 时，试件的限制膨胀率计算结果为正值“+”，表示为所测龄期时的试件相对初始长度是膨胀的;反之，当所测龄期的试件长度值 Lt小于试件初始长度测量值 L 时，试件的限制膨胀率计算结果为负值“-”，表示为所测龄期时的试件相对初始长度是收缩的。
3 问题一
既然掺加膨胀剂的目的是使混凝土产生体积膨胀，以补偿混凝土硬化过程中产生的各种收缩，达到改善混凝土内部应力状态，有效地提高结构的抗裂性能，那么为什么给出的水中14d 转空气中 28d 限制膨胀率的技术指标还会出现负值“-”呢?
根据补偿收缩混凝土的作用机理，这是因为由于膨胀剂膨胀变形时释放的大部分能量均发生在混凝土养护的早期阶段，在受约束状态下其净膨胀率以膨胀和收缩值之差计算，它的发展过程会延续较长的一段时间，在前期水中14d 阶段，膨胀率 ε 会得到很好的发展，所测龄期的试件长度值 Lt大于试件初始长度测量值 L，ε 表现为正值，混凝土结构体内部产生压应力。在后期空气中阶段，所测龄期试件长度的增长变缓，甚至慢慢产生收缩变形，当所测龄期的试件长度值 Lt小于试件初始长度测量值 L 时，限制膨胀率就出现了前文所说的负值“-”，试件表现为收缩。试件初期的膨胀量达到高峰值是决定净膨胀率负值出现时间推迟的关键。当净膨胀率的负值出现时，混凝土结构体的抗拉极限强度、极限应变值已提高了很多，完全可以抵抗收缩产生的拉应力和拉应变能力。这也就是为什么限制膨胀率出现负值仍能起到补偿混凝土收缩的原因。
另一方面，补偿收缩混凝土限制膨胀率的大小与膨胀剂的用量关系密切，大致成正比的关系。当膨胀剂用量不足时，会导致膨胀率偏低，达不到补偿混凝土收缩的目的。所以，为了保证补偿收缩混凝土的有效性，JGJ/T178—2009 和 GB 50119—2013 标准都规定了水中 14d 转空气中 28d 时的限制膨胀率为≥-0.030%。在这里“≥-0.030%”的“-”号可以从纯数学数字角度去理解，所有≥-0.030%的数字(如≥-0.020%、≥-0.010% 等)均为符合性能指标要求的，它的实际意义可以理解为：允许膨胀率出现负值“-”，即收缩，但又给收缩规定了“最大值”，最大收缩率为0.030%，超过此值(如 -0.040%，即收缩率 0.040%)即视为混凝土的限制膨胀性能是不符合技术指标要求的，补偿收缩是失效的。
4 问题二
有人提出：TB 10424—2010 表9.5.7 给出的补偿收缩混凝土的限制膨胀率指标是错误的。以用于补偿混凝土的收缩时，水中 14d 转空气中 28d 的限制膨胀率指标为例：JGJ/T 178—2009和 GB 50119—2013 都规定为“≥-0.030%”，而 TB 10424—2010的指标却是“≤-3.0×10-4”，很明显前两者用的数学符号是“≥”，而后者用的是“≤”，但是三者在测定方法上均注明引用 GB50119 有关规定进行，在方法统一的情况下出现不一样的结果表示方法，很显然就是 TB 10424—2010 在编制过程中出错了，至少应该是“≥-3.0×10-4”才对的。
其实不然。TB 10424—2010 表9.5.7 给出的补偿收缩混凝土的限制膨胀率指标是正确的。这得从三者编制背景的不同做出说明：
TB 10424—2010 由中华人民共和国铁道部2010 年12 月 8 日发布，2010 年 12 月 8 日正式实施，经查询，至本文发文之日为止该版本的标准仍然是现行有效的。TB 10424—2010 条文说明第9.5.7 章节指出：表 9.5.7的限制膨胀率指标是根据国家现行标准《混凝土外加剂应用技术规程》(GB 50119)的规定确定的。而 GB 50119—2013是由中华人民共和国住房和城乡建设部及中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局于 2013 年 8 月 8 日联合发布，2014 年 3 月 1 日正式实施的。也就是说，TB10424—2010 在发布和实施之时限制膨胀率的确定是引用 GB 50119—2013 的老版本即 GB 50119—2003《混凝土外加剂应用技术规范》的相关规定的。
GB 50119 新老版本的区别在于：GB50119—2003规定，当用于补偿混凝土的收缩时，在水中 14d 的膨胀率用“限制膨胀率≥1.5×10-4”表示，水中 14d 转空气中28d 的膨胀率用“限制干缩率≤3.0×10-4”表示(填充用膨胀混凝土性能指标略);至此，可以说明TB 10424—2010 表 9.5.7 的限制膨胀率指标的出处是明确的，而不是在编制过程中因为出错而造成与 GB 50119—2013 和 JGJ/T178—2009 不尽相同的结果。
另外需要说明的是，GB 50119—2013在版本更新时对此作了调整，为了便于理解不再用“限制干缩率”表示水中 14d 转空气中 28d 的膨胀率，统一使用“限制膨胀率”表示，用“+”、“-”号区别原来的膨胀与收缩。同时，性能指标值的单位符号也用“%”代替了“×10-4”(两者的实际结果跟1/2=0.5 和1/2×100=50% 的意思是一致的，在此不再赘述)，水中 14d 转空气中 28d 的“限制干缩率≤3.0×10-4”也改为“≥-0.030%”。在这里需要注意的一点是“限制干缩率≤3.0×10-4”和“≥-0.030%”两者数学符号不同的解释：“限制干缩率≤3.0×10-4”说得很清楚，就是要求试件收缩率要比3.0×10-4 小，所有比 3.0×10-4 小的数字如 2.0×10-4、1.0×10-4等都是满足技术指标的，而“≥-0.030%”呢，如前文(问题一)所述可以从纯数学数字角度辅于限制膨胀率测定方法的计算公式去理解，只要数值≥-0.030% 就是符合技术指标要求的。所以不管标准版本怎么更新，它的结果意义仍然是一致的，区别只是表示的方法不一样了，新版本采用了更不容易引人误解的表示方法而已。
再说回 TB 10424—2010 表9.5.7 的限制膨胀率指标的确定，铁道部在出版标准时，并非完全照搬 GB 50119—2003 的表示方法，而是取消了“限制干缩率”这一表示方法，统一采用“限制膨胀率”确定性能指标值，同时在水中14d 转空气中 28d“≤3.0×10-4”的数字前面加上“-”号即“≤-3.0×10-4”用于区别试件的收缩。
5 结语
符号“-”通常会有多种意思，一为数字的“负值”，二为“收缩”或为“提前”等等，如何正确地理解它所代表的实际意义要综合相应的标准去多方论证，而不能轻易的作出否定的判断。国标、行标以及铁标之间很多时候同一样品无论样品的处理过程、试验过程和结果计算过程在实际意义上都是近乎一致的，但是在文字的描述和体现方面往往会有较大的出入，容易让人产生误解，如何在三者之间寻求统一，需要各方商洽而定。由于本人能力有限，文中所述难免会有错的地方，希望能和大家共同探讨学习。
参考文献
[1] JGJ/T 178—2009.补偿收缩混凝土应用技术规程
[S].
[2] GB 50119—2013.混凝土外加剂应用技术规范[S].
[3] TB 10424—2010.铁路混凝土工程施工质量验收标准[S].
[4] GB 50119—2003.混凝土外加剂应用技术规范[S].
