钢管混凝土用氧化镁复合膨胀剂试验研究与工程应用

试验研究了20℃与40℃条件下,掺入氧化钙与不同活性氧化镁膨胀熟料水泥砂浆的限制膨胀率,在此基础上,采用应变计测试管内混凝土模拟实际温度历程下的应变历程,用以评价钙镁复合膨胀剂作用效果。结果表明,管内混凝土凝结硬化后早期经历了剧烈的温升与温降过程,而目前常用的氧化钙类膨胀剂活性高、水化快、温度敏感性强,与管内混凝土收缩历程不匹配,在温降阶段几乎没有补偿效果。将不同活性轻烧氧化镁与氧化钙熟料按特定比例混合制成一种新型膨胀剂用于管内混凝土,利用氧化镁的延迟膨胀性能,可分阶段、全过程补偿管内混凝土收缩,有效建立并存储膨胀预压应力。     

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.     

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。     

大体积混凝土收缩抑制技术的研究

膨胀剂在补偿大体积混凝土收缩开裂中得到广泛应用,主要研究的是不同品种的膨胀剂对补偿大体积混凝土收缩开裂的不同作用。并通过试验研究了氧化钙和钙矾石类以及氧化镁类膨胀剂在补偿大体积混凝土中的不同影响效果,并对不同种类膨胀剂的混凝土的受限变形曲线进行了分析。得出氧化钙和钙矾石类可补偿大体积混凝土的早期收缩,但分别在30d和60d后将由膨胀变形转变成收缩变形,而氧化镁类则在早期表现为收缩,20d后开始膨胀。处于大体积混凝土内部环境中的膨胀剂可有效补偿其收缩开裂。     

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。     

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。     

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。     

大面积钢筋混凝土楼板抗裂性能试验研究

在实体结构施工过程中,测量由不同种类膨胀剂配制的补偿收缩混凝土温度、体积变形情况。掺加氧化钙-硫铝酸钙型膨胀剂的补偿收缩混凝土温升较大,可快速产生一定膨胀,补偿混凝土的体积收缩。按一定比例复配氧化钙-硫铝酸钙型膨胀剂与M型氧化镁型膨胀剂,掺加该复合膨胀剂的补偿收缩混凝土温升略小,反应持续时间长,补偿收缩作用缓慢且持久,适用于高温环境下大体积混凝土结构及薄板结构施工。     

补偿大体积混凝土温度收缩的双膨胀源膨胀剂的研究

本文分析了现有膨胀剂在补偿大体积混凝土收缩方面的不足，介绍了一种双膨胀源膨胀剂。经试验证明。这种膨胀剂既能提供较大的早期膨胀，又能提供稳定的后期膨胀，对补偿大体积混凝土后期的温度收缩十分有利。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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.     

膨胀混凝土的性能及应用

为了克服混凝土硬化干燥收缩的特点 ,可根据需要给予一定程度的弱膨胀性 ,掺入水化膨胀性掺合物即膨胀剂的混凝土称为膨胀混凝土。目前使用的膨胀剂的主要膨胀成分是水化硫酸钙 (Ｃ3Ａ·3ＣａＳＯ4·32Ｈ2 Ｏ)和氧化钙 (ＣａＯ)。随着膨胀水泥的不断发展和商品化 ,也可以直接使用膨胀水泥制造膨胀水泥混凝土 (简称膨胀混凝土 )。现有技术的日益提高和质量管理的不断进步 ,已能够对其膨胀程度进行有计划的控制 ,利用其化学预应力 ,以提高构件的承载能力和抗裂能力。现已在许多工程中应用。膨胀混凝土有一些与普通混凝土不同的特性 ,主要有如…     

煅烧制度对MgO膨胀剂组成结构及膨胀性能的影响

针对大体积混凝土收缩开裂的特点,研究了煅烧菱镁矿所得MgO膨胀剂组成、微观结构、水化活性及膨胀变形性能,探讨了煅烧制度与MgO膨胀剂的微观结构、水化活性及膨胀性能的关系。结果表明,煅烧温度升高,MgO微晶聚集而成的MgO颗粒表面逐渐密实,团聚体中MgO晶体自由烧结程度提高、晶粒尺寸增大,水化活性值增大;相同粒度分布的菱镁矿粉体,煅烧温度对MgO膨胀剂粒度分布的影响基本一致。矿物组分、粒度分布基本一致条件下,水化活性值、晶粒尺寸与煅烧温度存在指数关系;水化活性值与晶粒尺寸存在线性关系。水化活性值可调控MgO膨胀剂的膨胀历程;不同煅烧制度制备的MgO膨胀剂的早期膨胀性能(水养20℃)随着活性值增大呈指数性减小。     

氧化镁膨胀剂的研究现状

与以钙矾石作为膨胀源的传统的膨胀剂相比,MgO膨胀剂具有水化需水量少、膨胀过程可调控、水化产物稳定的优点,适用于补偿大体积混凝土温降收缩、混凝土自收缩和干燥收缩,可广泛应用于水工建筑、机场道面、公路、地下工程等。本文着重介绍了目前关于MgO膨胀剂的膨胀机理、膨胀性能、工业化生产、安定性评估、工程应用等方面的现状。在此基础上提出了当前关于MgO膨胀剂的研究应用过程中所急需解决的问题和研究方向。     

关于膨胀混凝土若干问题的讨论

回顾了世界膨胀水泥混凝土(包括自应力混凝土和收缩补偿混凝土)发展简史,认为膨胀混凝土技术是世界各国共同研究开发的一项好技术,在各国基础设施和房屋建筑中发挥了重要作用.然而该技术又是一项复杂技术,关键在于控制和正常发挥膨胀能,如若做不好则会出现问题.目前市场主流膨胀剂为钙矾石型,大多能降低膨胀混凝土的水化热和峰温,有利于克服温差裂缝.复掺膨胀剂和磨细粉煤灰将更有效地降低混凝土的内部温升;收缩补偿混凝土中所含钙矾石量不多,因此混凝土的耐热性要高于纯钙矾石的分解温度;钙矾石型补偿收缩混凝土中的SO3和Al2O3主要进入C-S-A-S-H凝胶,只有少量形成钙矾石晶体,该凝胶是补偿收缩混凝土膨胀的主要驱动力,由于它的组成和形态不定,没有特征的X射线衍射线,称它为"凝胶状钙矾石"不妥.作者还对膨胀混凝土的健康发展提出了几点建议.     

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。     

钢管混凝土短柱补偿收缩试验研究

为探究钢管混凝土短柱的收缩变形并补偿收缩,进行了2个钢管混凝土短柱收缩试验和5个不同膨胀剂掺量收缩补偿试验研究。试验结果表明,普通钢管混凝土在密封状态下,早期发生膨胀,之后由于水化收缩、徐变收缩及温度收缩等使混凝土发生收缩现象;径向收缩的影响会使钢管对混凝土的紧箍力推迟产生,影响钢管混凝土的力学性能;膨胀剂掺量为12%时,能够完全补偿混凝土的收缩,使核心混凝土与钢管壁紧密结合,且承载力高、变形小,为最佳掺量。