补偿收缩复合胶凝材料的水化与膨胀性能

研究了补偿收缩复合胶凝材料的膨胀性能以及水化过程、水化产物及微观结构等.结果表明:硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂早期膨胀量大、膨胀速度快,更适用于配制高强度等级的补偿收缩混凝土;用水量充足时,该类膨胀剂与水泥在水化早期相互促进,用水量不足时,两者的水化转变为相互抑制;膨胀剂的水化速度快于水泥,在低水胶比情况下也能生成大量膨胀性产物钙矾石,产生理想的膨胀量;在膨胀剂掺量一定的情况下,膨胀剂膨胀效能的发挥与材料内部微观结构的致密程度密切相关.     

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。     

南京五桥钢壳微膨胀混凝土配制技术及变形性能研究

在初步确定胶材用量、水胶比、砂率、碎石级配等参数的基础上,通过调整掺合料及膨胀剂掺量,优选出最佳配比,并在最佳配合比的基础上,进一步研究膨胀剂掺量对混凝土变形性能的影响。结果表明:当膨胀剂掺量为4%时,混凝土自身的化学减缩和干燥收缩与膨胀剂产生的膨胀作用相当,钢壳混凝土才具有补偿收缩和微膨胀效应;当膨胀剂掺量过高(大于8%)时,混凝土强度明显降低。以硫铝酸盐、硫酸盐及氧化钙复合为主的膨胀剂其膨胀势主要来源于水化后产生了针棒状的钙矾石和定向排列的氢氧化钙晶体,其水化产物能可以填充混凝土内部因水化引起的孔隙,能一定程度地改善混凝土内部的孔隙结构。     

新型膨胀剂对水泥基材料干燥收缩的补偿

研究了掺与不掺膨胀剂HME的水泥净浆、砂浆和混凝土在直接干空养护条件下的收缩变形,分析了膨胀剂HME对水泥净浆、砂浆以及混凝土的干燥收缩影响规律,并探讨了膨胀剂HME在干空养护条件下的减缩作用机理。结果表明,膨胀剂HME在干空养护条件下仍然具有水化反应能力,产生有效膨胀,可以完全消除水泥净浆、砂浆以及混凝土的早期干燥收缩,并对其中后期干燥收缩也有较好的补偿作用。     

补偿收缩混凝土性能的影响因素与质量控制

对各种混凝土膨胀剂的作用效果与影响因素进行讨论。分析可得,膨胀剂的水化反应速率与混凝土的强度发展必须匹配才能使膨胀剂发挥最佳效能。这两者都与混凝土的入模温度和混凝土结构温度历程密切相关。硫铝酸盐型膨胀剂的水化产物在长期干燥环境中可能失去结晶水,从而影响膨胀性能的发挥;以氧化钙为主要膨胀组分的膨胀剂水化速率太快,与混凝土强度发展不匹配;氧化镁膨胀剂或者氧化钙-氧化镁复合膨胀剂可能是较理想的选择。在补偿收缩混凝土配合比设计与现场质量控制环节都应进行混凝土试件的限制膨胀率测定,并了解室内试验结果与实体结构表现的差异。     

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。     

氧化钙膨胀剂减少碱激发矿渣混凝土自收缩的研究

碱矿渣混凝土具有早期强度高、耐久性好的优点，但又存在收缩大、易开裂的问题。以改性氧化钙作为膨胀剂，研究了碱矿渣混凝土的体积变形行为。结果显示：使用硬脂酸对氧化钙进行表面改性后，可以减轻后者对碱矿渣浆体凝结时间的影响。随膨胀剂掺量的增大，混凝土的28d抗压强度与自收缩均逐渐下降，当改性氧化钙掺量达到10%时混凝土发生明显的膨胀。对掺有改性氧化钙膨胀剂的减矿渣混凝土进行XRD、SEM、EDS测试，发现在混凝土中掺入膨胀剂后，水化产物中有氢氧化钙生成。     

HCSA补偿收缩混凝土收缩裂缝自愈合性研究

对掺加高性能混凝土膨胀剂HCSA的水泥净浆水化产物进行X射线衍射、扫描电镜与差热分析,同时研究了由其制备的补偿收缩混凝土裂缝自愈性能。结果表明,与空白样相比,掺HCSA膨胀剂水泥净浆水化产物中具有更多的Ca(OH)_2。即使早期未进行水养护,遇水后掺HCSA膨胀剂的补偿混凝土也会产生较大的膨胀应力,从而具有比普通混凝土更强的裂缝自愈合能力。HCSA混凝土裂缝愈合的主要驱动力是膨胀应力,其次是结晶沉淀修复。掺HCSA膨胀剂的补偿收缩混凝土裂缝处析出物质主要是碳酸钙。此外,工程实践证明,地下工程采用掺加HCSA膨胀剂的补偿收缩混凝土具有良好的自愈合性。     

内养护补偿收缩混凝土的抗裂性能

研究了UEA(硫铝酸钙类膨胀剂)和HCSA(硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂)的膨胀特征,比选出适宜于配制补偿收缩混凝土的膨胀剂;研究了内养护对补偿收缩混凝土抗压强度、早期变形、干缩落差和抗裂性的影响,并在西北大风干旱地区开展了内养护补偿收缩混凝土的现场应用试验.结果表明:HCSA的膨胀效能高、膨胀速率快、对后期水分补充的依赖程度低,掺量(质量分数)为6%时可满足混凝土补偿收缩的要求;内养护可提高HCSA的膨胀效能,减小补偿收缩混凝土的塑性收缩和干缩落差,提高补偿收缩混凝土的抗裂性;内养护补偿收缩混凝土用于西北大风干旱地区暴露面大的薄壁平板实体结构时具有良好的抗裂性.     

补偿收缩混凝土在大型污水处理厂中的应用

氧化镁膨胀剂具有水化产物稳定、与混凝土强度发展相匹配的特点,在建筑领域中的应用越来越广泛。苏州工业园区第二污水处理厂工程主体结构防水混凝土采用氧化镁类补偿收缩混凝土,并根据实体结构监测数据制定相应施工技术。在施工环境、混凝土等级、氧化镁膨胀剂掺量一致的情况下,底板内部温度修正后微应变较侧墙大16～41με,侧墙结构收缩、开裂风险较底板高;实体结构温度修正后微应变最大值为25～73με,30d左右降至-12～29με,有效补偿混凝土温度收缩和干燥收缩,可知氧化镁类补偿收缩混凝土具有良好的抗裂效果。     

复合混凝土膨胀剂研究初探

介绍了一种新型复合镁质膨胀剂,这种膨胀剂综合了钙矾石和氧化镁类膨胀剂的膨胀特点,即在水化早期钙矾石能提供膨胀作用,而后期氧化镁也能产生一定的膨胀量从而补偿混凝土的收缩,是一种优良的复合膨胀剂。     

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。     

掺多膨胀源膨胀剂高强混凝土力学性能及变形性能

通过将氧化钙-硫铝酸钙(CA)膨胀剂与MgO膨胀剂复配获得了一种多膨胀源膨胀剂,并试验研究了掺该膨胀剂高强混凝土的抗压强度、限制膨胀率及自由体积变形性能。结果表明:掺入该多膨胀源膨胀剂等量替代水泥对混凝土的抗压强度会造成一定程度的下降,但影响程度较小;在前期水养条件下,掺多膨胀源膨胀剂的混凝土其膨胀速率先增大后减小,28 d转干养条件下,其膨胀会出现回落,但混凝土仍处在膨胀状态。自由变形试验中,掺多膨胀源膨胀剂的混凝土在密封养护条件下,先后经历了"膨胀-收缩-再膨胀"三个变形阶段;而干燥养护条件下,则先后经历了"收缩-膨胀-再收缩-再膨胀"四个变形阶段。     

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%。     

CSA膨胀剂对C80高性能混凝土性能影响及膨胀机理研究

研究表明在水灰比为0.5且掺10％CSA膨胀剂的砂浆中,砂浆膨胀性能在7d时达到最大,其限制膨胀率为0.048 5％.不同CSA膨胀剂掺量的C80混凝土中,膨胀剂掺量越高混凝土早期强度越低,后期强度降幅小.在水化早期,膨胀剂掺量对混凝土限制膨胀率的影响较小,养护龄期14d时达到限制膨胀率的最大值,较水灰比0.5砂浆的有所推迟且最大值受掺量影响大.膨胀剂的掺加对低水胶比水泥浆体水化早期体系的孔结构有改善作用,体系中钙矾石晶体未能充分生长,多以微针状分布于各个界面层间,体系中未反应的水泥颗粒较多.水化后期胶凝体系硬化后的浆体中包裹着竖条状形貌的钙矾石晶体,凝胶相具有良好的密实性.     

沸石粉对氧化镁膨胀性能影响

本文从强度和限制膨胀率两个方面研究了沸石粉对掺加氧化镁膨胀剂砂浆性能的影响。结果表明:沸石粉取代部分水泥对胶砂强度无明显影响;沸石粉加入后可以适当提高氧化镁的膨胀性能,同时可以改善基体孔隙结构,初步分析是沸石粉的多孔吸水可以减缓内部湿度降低速率从而提高氧化镁的水化程度。     

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。     

水化环境和膨胀剂对混凝土膨胀性能的影响

以工程实测温升曲线分别建立绝湿温升、100%RH温升模拟水化环境,将硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂、硫铝酸钙类膨胀剂(CSA、AEA)配制的补偿收缩混凝土,置于标准养护及上述模拟水化环境中,研究水化环境和膨胀剂类别对补偿收缩混凝土膨胀性能的影响。结果表明,标准养护、100%RH温升模拟水化环境下,三种补偿收缩混凝土均有膨胀性,且硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂、硫铝酸钙类膨胀剂补偿收缩混凝土的膨胀性能优于CSA和AEA。绝湿温升水化环境中,只有硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂、硫铝酸钙类膨胀剂补偿收缩混凝土发生膨胀,CSA和AEA膨胀率几乎为零。因此,无法进行湿养护的工程部位,补偿收缩混凝土应以硫铝酸钙-氧化钙类混凝土膨胀剂为主。     

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。     

利用镁渣制备混凝土膨胀剂的性能研究

通过分析镁渣的成分及其膨胀机理,以镁渣、粉煤灰、石灰等为原料,制备混凝土膨胀剂,按照GB 23439—2009《混凝土膨胀剂》规定测试限制膨胀率及胶砂试块强度。结果表明,以镁渣、粉煤灰和石灰制备混凝土膨胀剂是可行的;石灰可以促进镁渣的水化,且当石灰掺量增大时,混凝土的早期膨胀率增大,后期有收缩;随着镁渣掺量的提高,镁渣膨胀剂的限制膨胀率先增大后趋于平衡,而镁渣掺量的增大对胶砂试块的强度无明显影响。