外掺氧化镁在普通混凝土中膨胀机理的研究

本文基于利用氧化镁的膨胀性能可以降低普通混凝土的孔隙率,改善其孔结构,从而提高普通混凝土密实性的特点,研究了氧化镁膨胀剂的基本膨胀机理。通过对比试验,研究了氧化镁膨胀剂在相同掺量条件下,对不同养护龄期下普通混凝土力学性能、膨胀性能的影响;研究了氧化镁膨胀剂在不同掺量条件下,对相同养护龄期下普通混凝土的力学性能、膨胀性能的影响。综合分析了两种条件下氧化镁与水泥发生水化的时间及作用规律,从而找到氧化镁膨胀剂的最佳掺量,为在工程中更广泛的应用提供参考依据。     

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。     

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.     

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。     

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%.     

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。     

自然养护条件下掺MgO膨胀剂混凝土的性能

研究了自然养护条件下掺不同活性MgO膨胀剂(MEA)混凝土的膨胀性能、力学性能和孔结构,采用QXRD定量分析了不同龄期内MEA的水化程度。结果表明:自然养护条件下,掺MEA混凝土的收缩值明显小于基准混凝土,MEA活性越高,产生的膨胀量越大,180 d时基准混凝土的收缩变形量为-157με,掺6%MEA-120s、MEA-210s和MEA-260s混凝土相对基准混凝土的膨胀量分别为193με、98με和93με;60 d时掺6%MEA-120s混凝土的强度较基准混凝土提高了6%,掺6%MEA-120s混凝土、MEA-210s和MEA-260s混凝土的可渗透孔隙率较基准混凝土分别降低了20%、10%和8%,MEA的掺入能够有效改善混凝土的孔结构,降低混凝土的可渗透孔隙率,从而提高混凝土的强度;自然条件下,温度和相对湿度对MEA的水化速率有明显影响。180 d时,MEA-120s、MEA-210s和MEA-260s在混凝土中的水化程度分别为78%、66%和52%。     

养护温度和膨胀剂耦合作用对高强混凝土抗压强度的影响

该文分别探究了膨胀剂掺量和最佳膨胀剂掺量条件下养护温度对高强混凝土抗压强度及其强度增长率的影响。同时,结合氮气的吸附、脱附试验对试样的孔结构特征进行表征和分析。不同膨胀剂掺量的试验结果表明:掺加HCSA膨胀剂可以提高高强混凝土的28d抗压强度值,且膨胀剂掺量为8%的试样的28d抗压强度值最高。最佳膨胀剂掺量条件下不同养护温度的试验结果表明:随着养护温度的升高,高强混凝土的1d、3d抗压强度值逐渐增大,但是其28d、90d抗压强度值逐渐减小。即最佳膨胀剂掺量条件下,提高养护温度不利于高强混凝土后期的强度发展。     

大直径钢管内无收缩高抗裂混凝土设计与制备

依托某过江通道工程的大直径钢管混凝土桥塔结构,评估了不同膨胀性能曲线下的结构界面脱粘和混凝土开裂风险.结果显示基准混凝土条件下界面法向拉应力和混凝土开裂风险均超过安全阈值,而使用膨胀性能达到一定要求的膨胀剂后可同时满足抗脱粘、脱空需求.进一步试验研究了不同钙镁复合膨胀剂掺量下管内混凝土的变温变形历程和强度,结果表明该高性能膨胀剂可显著增大温升阶段膨胀并提供温降阶段补偿收缩,掺量越高,性能越好,且10％掺量下的膨胀效能可满足计算提出的抗脱粘、脱空的混凝土膨胀性能要求,且不影响混凝土强度,可制备出无收缩高抗裂混凝土.     

膨胀剂对大掺量粉煤灰混凝土强度与碳化的影响

在大掺量粉煤灰混凝土中,粉煤灰掺量越大,混凝土强度和抗碳化性能下降幅度越大,而膨胀剂的加入对大掺量混凝土强度有改善作用,对自然碳化性能影响不大,但可提高抵抗强制碳化能力。大掺量粉煤灰混凝土后期强度的发展规律表明其强度验收龄期应延迟到90 d。得出一个最优辅助胶凝材料掺量组合,粉煤灰掺量为50%～60%,膨胀剂掺量为6%,在此条件下胶凝材料具有良好的膨胀与强度的协调性。     

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。     

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.     

纤维混杂微膨胀混凝土力学性能及其工程应用

研究了不同弹性模量纤维与氧化镁膨胀剂复掺对混凝土试件强度的影响规律.同时在西藏某机场现场浇筑480 m2纤维微膨胀混凝土试验段,并采用数显式回弹仪测量机场道面混凝土的强度和回弹值.结果表明:钢纤维系列纤维混杂微膨胀混凝土试件的7 d和28 d强度均大于空白样试件强度;与普通混凝土面板相比,钢纤维掺量为40kg/m3和80kg/m3的纤维混杂微膨胀混凝土强度和回弹值分别增加了5.0%、10.5%和5.9%、10.5%.     

外掺MgO微膨胀混凝土力学性能研究

利用大型多功能静动力三轴仪进行了外掺氧化镁微膨胀混凝土在不同应变速率下的单轴抗压性能试验。对微膨胀混凝土的物理力学参数进行了统计分析,研究了加载速率、氧化镁活性以及掺量对微膨胀混凝土动态力学特性的影响。结果表明:外掺MgO微膨胀混凝土表现出明显的率效应,抗压强度与加载速率成正比;在应变速率一定时,氧化镁掺量与混凝土抗压强度成正比,氧化镁活性对混凝土强度影响不大。在此基础上,进行应力应变曲线分析,当MgO掺量为9%时,混凝土的塑性改善最为明显。最后,构建了微膨胀混凝土动态损伤模型,并对所建模型的适用性进行了验证。     

掺膨胀剂水泥基胶凝材料膨胀率的影响因素

本文就膨胀剂的品种、掺量、混凝土强度、养护奈件、矿物掺合料的取代率等因素展开了研究,试验结果表明：为保障膨胀剂能发挥良好的膨胀效果,应严格控制膨胀剂的细度及掺量;保证养护所需的温度及湿度;根据混凝土的强度等级,确定膨胀荆最佳掺量;适当控制矿物掺合料的取代率。     

80℃蒸汽养护条件下外掺MgO膨胀剂三级配混凝土的膨胀

在80℃蒸汽养护条件下,粗骨料粒径为5～20 mm、20～40 mm、40～80 mm三级配MgO混凝土试件的膨胀。结果表明,80℃蒸汽养护条件下,三级配MgO混凝土试件,28 d前膨胀快之后膨胀放缓,90 d时膨胀趋于稳定。MgO膨胀剂的活性越高,MgO混凝土试件最终产生的膨胀越小。粉煤灰降低掺低活性MgO膨胀剂混凝土试件膨胀,而对掺高活性MgO膨胀剂的膨胀影响较小。     

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。     

掺防冻剂和膨胀剂的混凝土性能及微观结构研究

我国寒冷地区混凝土冬期施工量逐年增加,经常采用防冻剂和膨胀剂配制大体积混凝土的技术,而掺防冻剂和膨胀剂在负温环境下的膨胀率直接关系到混凝土的质量。本文研究了0℃、-5℃条件下FN防冻剂对掺HCSA膨胀剂混凝土强度、限制膨胀率及微观结构的影响。研究结果表明:当HCSA膨胀剂等量取代水泥6%时,在恒0℃和-5℃的养护条件下,为确保混凝土具有合适的限制膨胀率和强度增长率,FN混凝土防冻剂的适宜掺量为0.25%和0.3%;FN混凝土防冻剂具有降低混凝土冰点和促进HCSA膨胀剂在低温和负温环境下膨胀的作用。     

补偿收缩混凝土在现浇湿接缝中的应用

研究了膨胀剂种类、掺量、砂率等因素对混凝土限制膨胀率的影响.结果表明:在本研究条件下,砂率越高混凝土的限制膨胀率越大;不同种类膨胀剂对混凝土限制膨胀率影响规律不同;随UEA -H掺量的增加,混凝土限制膨胀率增大,但膨胀率随龄期增长幅度减小,28d龄期时,掺10％和12％ UEA -H混凝土的限制膨胀率接近;28d龄期时,掺10％ UEA -H混凝土抗压强度最高;在现浇湿接缝实际工程应用中,能发挥良好的补偿收缩作用,5d时效率最大.