外掺氧化镁混凝土在硫酸盐、镁盐耦合作用下的抗侵蚀性能研究

氧化镁掺入普通混凝土中遇水溶解,生成氢氧化镁晶体,氢氧化镁晶体相互挤压,填充孔隙,并形成宏观膨胀,基本不与水泥浆体中的其他组分发生反应,从而达到降低普通混凝土的孔隙率,改善孔结构,提高密实性的目的,保障了体积稳定性,提高了抗渗性能及抗腐蚀性能。本文根据氧化镁膨胀剂不同掺量条件下的普通混凝土力学性能,并通过普通混凝土抗渗性能测试进行验证,最终确定了氧化镁膨胀剂的最佳掺量。通过对比试验,研究氧化镁膨胀剂在0掺量和同掺量两种条件下,对浸泡相同浓度不同离子(SO42-、Mg2+)、不同养护龄期下普通混凝土力学性能、膨胀性能的影响,分析外掺氧化镁膨胀剂混凝土在水泥水化初期后对降低普通混凝土的孔隙率、提高密实性的重要作用,得出外掺氧化镁膨胀剂混凝土较0掺量普通混凝土具有较好的抗离子侵蚀能力,在工程中具有广泛应用价值。     

工程温度条件下氧化镁膨胀剂对混凝土性能的影响

为进一步促进掺氧化镁混凝土的研究与应用,研究了工程温度条件下氧化镁膨胀剂的活性和掺量对混凝土力学性能和变形性能的影响。结果表明:同等条件下,氧化镁活性越高,掺量越大,混凝土强度下降越明显;掺氧化镁膨胀剂的混凝土对养护温度的变化非常敏感,工程温度条件使混凝土强度增长迅速;氧化镁掺量越大,混凝土的膨胀值越大;氧化镁活性值越高,膨胀开始的龄期越短。     

养护制度对掺MgO膨胀剂混凝土力学性能的影响研究

研究了不同掺量MgO膨胀剂在自然养护、标准养护、限制养护和高温养护条件下对混凝土力学性能的影响,结果表明：随着MgO膨胀剂掺量增大,各养护条件下,混凝土抗压强度均逐渐降低;不同养护条件对混凝土强度影响明显,高温养护下强度发展最快,自然养护下,强度发展最慢;对于C30混凝土,掺20 kg MgO膨胀剂对混凝土强度无明显负面影响;掺MgO膨胀剂混凝土长龄期抗压强度无倒缩现象。     

MgO对水泥-粉煤灰胶凝材料膨胀及微观性能的影响

采用中热硅酸盐水泥、粉煤灰、氧化镁膨胀剂制备水泥-粉煤灰微膨胀胶凝材料，研究MgO膨胀剂对浆体初始流动度、膨胀效能、孔结构和微观结构的影响。结果表明：浆体初始流动度随膨胀剂掺量增加而减小；在相同养护龄期下，膨胀率随膨胀剂掺量增加而增大；在相同掺量下，膨胀率随着养护龄期的延长而增大；加入粉煤灰后会抑制MgO膨胀剂的微膨胀性能。MgO膨胀剂掺量为7%时，孔径及孔隙率最小，且随着MgO水化的进行，孔隙中的Mg(OH)2数量不断增多，结构更加致密。     

养护条件对补偿收缩混凝土性能的影响

研究了掺加氧化镁膨胀剂的补偿收缩混凝土在不用养护条件下的强度、耐久性及自由膨胀率的变化规律,并对其机理进行了分析。结果表明,标准养护时,合适的氧化镁膨胀剂掺量对混凝土强度、耐久性影响不明显,但可以明显补偿混凝土的收缩;高温养护时,水泥和氧化镁的水化速率加快,但由于受到扩散速率的控制,水化产物分布不均匀,导致浆体空隙率增大,从而引起混凝土强度和膨胀量有明显的回落,且耐久性能劣化;采用温度匹配养护可以在加快水泥和氧化镁膨胀剂水化速率同时,减小扩散速率对水化产物形貌和分布的影响,使得混凝土的强度回落、耐久性劣化及膨胀量回落现象有一定程度的缓解。     

HCSA膨胀剂对大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能影响

本文研究了自然条件下,不同膨胀剂掺量对大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响,并研究了早期养护时间对大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响。结果表明,在自然碳化条件下,70d龄期之前,碳化深度增长较快,而后随着龄期的逐渐延长,碳化速率逐渐变缓,180d到360d龄期之间,碳化深度已出现下降趋势;适量的HCSA膨胀剂对大掺量粉煤灰混凝土的早期抗碳化能力的改善有一定的作用;与未掺加膨胀剂的大掺量粉煤灰混凝土相比,6%HCSA膨胀剂掺量的混凝土抗碳化能力最好,8%的次之;对于大掺量粉煤灰混凝土7d的湿养护是必要的。     

方钢管膨胀混凝土性能实验研究

实验研究了膨胀剂掺量和钢管厚度对不同强度等级方钢管膨胀混凝土力学性能的影响.研究结果表明:在一定膨胀剂掺量条件下,方钢管膨胀混凝土极限承载力比方钢管普通混凝土提高了15%;钢管厚度越大,方钢管膨胀混凝土极限承载力越大.     

膨胀剂对高强灌浆料体积稳定性的影响

研究了不同掺量及养护条件下,硫铝酸钙-氧化钙膨胀剂和氧化镁膨胀剂对高强灌浆料体积稳定性的影响.结果表明:2类膨胀剂在高强灌浆体系中均能较好地体现其膨胀性能;在水分充足条件下,硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂早期膨胀效能较为明显,优于氧化镁膨胀剂,但中后期膨胀效能不如氧化镁膨胀剂;在绝湿条件下,氧化镁膨胀剂对高强灌浆料的体积稳定性作用效果更好;根据材料使用环境,合理选择不同种类的膨胀剂,有助于提高灌浆料的体积稳定性,改善其应用效果.     

氧化镁膨胀剂对混凝土早期裂缝自愈合性能的影响

对比分析了2种型号的氧化镁膨胀剂在5%及10%掺量(质量分数,下同)下对混凝土早期裂缝自愈合性能的影响,对混凝土的限制膨胀率、裂缝形态、裂缝宽度变化及抗压强度恢复率进行了试验分析.结果表明:氧化镁膨胀剂活性越高、掺量越大,混凝土的限制膨胀率越大,在相同龄期条件下,相同初始宽度的混凝土裂缝自愈合效果越好;氧化镁膨胀剂对初始宽度为0.40mm及以下的早期裂缝有较好的愈合效果,对初始宽度超过0.40mm的裂缝愈合效果相对较差;掺氧化镁膨胀剂的混凝土试件7,28d抗压强度恢复率较空白组均得到显著提高,提高幅度约为55%~68%.     

MgO膨胀剂增强改性对再生混凝土性能的影响

采用MgO膨胀剂增强改性再生骨料,探究了在不同养护条件下,MgO膨胀剂掺量对混凝土力学性能及耐久性能的影响。结果表明,当MgO膨胀剂掺量≤6%时,随着MgO膨胀剂的增加,再生混凝土的力学性能和耐久性能得到了改善;当MgO膨胀剂掺量>6%时,再生混凝土的力学性能和耐久性能开始下降。由此可见,掺入适量的MgO膨胀剂可以提高再生混凝土的性能。     

外掺MgO混凝土的膨胀及其在约束条件下的强度

本文研究了外掺MgO混凝土的膨胀及其在约束条件下的强度。试验结果表明,MgO混凝土的膨胀随MgO膨胀剂掺量的增加而增大,养护温度越高,膨胀速度越快。在MgO膨胀剂掺量与养护温度相同的条件下,二维约束能够提高外掺MgO混凝土的强度。     

新型膨胀剂对高性能混凝土变形特性的影响

为了提高高性能混凝土体积稳定性,对比研究了掺与不掺新型膨胀剂对高性能混凝土在饱水养护条件下的膨胀性能,密封绝湿养护条件下的自收缩性能以及干燥养护条件下的干缩性能。结果表明:饱水养护条件下,新型膨胀剂能产生明显的膨胀变形,且膨胀主要发生在水化的早期(7 d前),而后期膨胀稳定,无延迟膨胀性;密封绝湿养护条件下,新型膨胀剂的掺入能完全消除高性能混凝土的早期自收缩,产生自膨胀;干燥养护条件下,新型膨胀剂的掺入对高性能混凝土的干燥收缩也表现出明显的抑制效果,至28 d测试龄期时干燥收缩的减缩率仍然高达61.7%。     

MgO膨胀剂对长龄期混凝土性能的影响

在模拟实际工程变温条件下,对掺MgO膨胀剂混凝土的长期变形性能及微观形貌进行了跟踪监测,并表征了其在80 ℃高温养护下的变形性能.结果表明：在经历早期变温历程及后期常温养护条件下,MgO膨胀剂在混凝土中的补偿收缩性能随着MgO掺量的增加而增大,活性值高的MgO对混凝土的补偿收缩效能更为显著;当常温养护3.0 a时,掺MgO膨胀剂混凝土的变形基本稳定;在80 ℃高温密封养护条件下,3.5 a龄期以上的掺MgO膨胀剂混凝土相较基准混凝土未出现膨胀现象,甚至略有收缩;随着养护龄期的延长,混凝土中MgO颗粒与周围水泥浆体间的分界面呈现逐步融合的特征,MgO颗粒内部O、Mg原子比呈现逐渐上升的趋势.     

膨胀剂掺量及养护时间对大掺量粉煤灰混凝土强度的影响

针对膨胀剂掺量不当、养护时间不足会影响大掺量粉煤灰混凝土强度的问题,本文研究了较长龄期下,膨胀剂掺量以及养护时间对大掺量粉煤灰混凝土强度的影响,并通过扫描电镜观察了大掺量粉煤灰混凝土在不同养护时间下的内部结构形貌特征。结果表明,在粉煤灰掺量为50%和60%的混凝土中,掺入6%的HCSA膨胀剂且棉被覆盖浇水养护时,混凝土内部产生针状及细棒状的钙矾石,密集填充在混凝土缝隙中,与周围的C-S-H凝胶交融生成致密的水泥石结构,从而明显提高了混凝土抗压强度;养护7天时,混凝土70天龄期抗压强度分别提高66%和32%。HCSA膨胀剂掺量6%,养护7天,可以达到工程成本与混凝土强度的最佳协调。     

C30膨胀混凝土的膨胀与强度协调性研究

本文研究了掺膨胀剂的C30混凝土的膨胀性能、强度性能以及膨胀性能和强度性能之间的协调性,考察不同膨胀剂掺量下,膨胀剂对混凝土的膨胀作用效能和膨胀剂对混凝土强度的影响规律。试验结果表明,随着膨胀剂掺量的提高,混凝土14天限制膨胀率会随着龄期的增长而增大,且膨胀剂的膨胀作用主要发生在早期;而混凝土的强度发展则呈先增大后减小的规律,膨胀剂掺量过大反而会降低混凝土28天强度。掺矿物掺合料可以使混凝土的膨胀效能更加合理的释放出来,对于C30混凝土而言,掺膨胀剂使混凝土获得补偿收缩的同时既要满足混凝土的强度发展需要,又必须控制混凝土膨胀效能的持续作用,必须控制膨胀剂的掺量在合适的范围内,才能使混凝土的膨胀与强度协调发展。     

钢管微膨胀轻骨料混凝土膨胀性能试验研究

在钢管核心混凝土中掺加适量膨胀剂,可补偿混凝土的收缩,改善钢管混凝土结构或构件的力学性能。配制不同膨胀剂掺量微膨胀轻骨料混凝土,分别制作了棱柱体试件和钢管混凝土试件,测试其在自由膨胀及限制膨胀两种条件下的变形性能。试验结果表明:在自由膨胀状态下,膨胀剂掺量越大,各阶段混凝土收缩的趋势越缓慢;在钢管限制膨胀状态下,各组试件的应变-时间曲线发展趋势大致相同,钢管外壁的环向应变均先增大后减小,直至最后趋于稳定,膨胀剂掺量越大,养护前期管壁的最大拉应变越小。膨胀剂掺量为12%时可较好地实现钢管混凝土的补偿收缩。     

新型氧化镁膨胀剂对混凝土性能的影响

在混凝土中分别掺入0％、3％、5％、8％、10％氧化镁膨胀剂,对比分析混凝土安定性、抗压强度、限制膨胀率、早期抗裂性能的变化规律.结果 表明:氧化镁膨胀剂掺量大于8％时对水泥净浆安定性影响较大,工程应用需进一步验证其混凝土安定性能;氧化镁膨胀剂对混凝土早期抗压强度影响较小,随龄期增加混凝土抗压强度下降明显;随着氧化镁膨胀剂内掺掺量的增加,混凝土限制膨胀率逐渐增大,早期抗裂性能提高.     

养护条件对掺膨胀剂高性能混凝土体积稳定性的影响

本文研究了养护条件对掺膨胀剂高性能混凝土体积稳定性的影响。结果表明膨胀型高性能混凝土的膨胀主要发生在7d龄期内，UEA对混凝土早期收缩有较好的抑制作用，然而对后期收缩仍难控制，膨胀结束后的干燥收缩落差较大，养护条件对其体积稳定性有若显著影响，从而必须加强早期水养护并尽可能延长水养护时间。     

聚丙烯纤维混凝土的性能研究及工程应用

结合实际工程对不同聚丙烯纤维掺量、不同膨胀剂掺量、不同约束条件及不同养护条件下的混凝土性能,进行大量对比试验,摸索各种力学性能增长规律,并分析其作用机理,减少混凝土的收缩裂缝,从而提高地下室外墙(楼板)的抗渗能力。     

混凝土膨胀剂在不同养护条件下的膨胀性能研究

本文设计试验了四种不同养护条件下,掺膨胀剂混凝土的自由膨胀效果以及限制膨胀效果,并与未掺膨胀剂的混凝土进行了对比试验。试验表明掺膨胀剂混凝土只有在充分的水养护条件下,才能发挥膨胀效果。