MgO膨胀剂在大体积混凝土结构中的抗裂效果研究

研究了掺加MgO膨胀剂配制的补偿收缩混凝土在具有高抗裂性要求的大体积混凝土侧墙施工过程中的体积变形和温度变化情况。现场试验结果表明:掺加6.2%M型MgO膨胀剂的C35补偿收缩混凝土在满足强度发展要求的前提下,可以在大体积混凝土结构内部温度下降段产生一定的膨胀,并长期保持稳定,补偿混凝土结构的温度收缩,从而使结构内部产生少量的预压应力,降低混凝土结构收缩裂缝的出现几率。     

氧化镁膨胀剂及其在大体积混凝土中的应用

现行的混凝土外加剂规范中,未列入MgO膨胀剂。试验研究和工程实践证明,在大体积混凝土中掺入适量的MgO膨胀剂,混凝土具有良好的力学性能和延迟微膨胀特性。充分利用这种特性,可以补偿混凝土的收缩变形,提高混凝土自身的抗裂能力,从而达到简化大体积混凝土温控措施、加快施工进度和节省工程投资的目的。为促进MgO膨胀剂的推广应用,建议将MgO膨胀剂列入我国混凝土外加剂类规范中。     

粉煤灰对外掺氧化镁混凝土自生体积变形的影响

为了进一步探索粉煤灰对外掺MgO混凝土自生体积变形的影响规律,在实验室进行了粉煤灰对掺MgO的一级配、二级配和三级配混凝土的自生体积变形影响的试验。结果表明:粉煤灰的掺入使掺MgO混凝土的早期自生体积变形增大,后期降低。粉煤灰何时使掺MgO混凝土的自生体积变形从高于转化为低于不掺粉煤灰混凝土的自生体积变形,与粉煤灰的掺量及MgO的掺量有关。研究成果对进一步促进外掺MgO混凝土和粉煤灰的研究与应用,具有实际意义。     

外掺MgO混凝土的自生体积变形研究评述

简述了国内多家科研单位所进行的外掺MgO混凝土自生体积变形试验内容,并对试验结果进行整理分析,得出外掺MgO混凝土的自生体积变形规律;总结了影响外掺MgO混凝土自生体积变形的主要因素;详细介绍并评述了两种数值模拟外掺MgO混凝土自生体积变形方法的优劣;为进一步适应外掺MgO混凝土技术在大坝混凝土中的运用提出了需要研究的内容.     

MgO掺量对不同介质膨胀性能的影响

为了解MgO外掺量对不同介质膨胀性能的影响规律,进行了不同MgO外掺量情况下的水泥净浆、水泥砂浆、混凝土砂浆的压蒸膨胀率和混凝土的自生体积变形试验.试验结果显示,不同介质的压蒸膨胀率和混凝土的自生体积变形均随着MgO外掺量的增大而增大.当MgO外掺量过大时,经过压蒸后各种介质的试件都因过大的膨胀力造成外观的弯曲变形.研究成果对MgO混凝土膨胀变形测定方法的制定和最大MgO外掺量的确定具有参考意义.     

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。     

骨料级配对外掺氧化镁混凝土膨胀变形性能的影响

为了合理确定氧化镁混凝土的MgO极限外掺量,进行了不同MgO外掺量情况下的不同骨料级配混凝土的砂浆压蒸膨胀率试验和混凝土的自生体积变形测定.试验成果表明:不同骨料级配混凝土的砂浆的压蒸膨胀率的大小与单位体积试件中所含MgO的量大致相关;经湿筛去除大于40mm的粗骨料获得的混凝土试件的自生体积变形的顺序为:一级配混凝土＞三级配混凝土＞二级配混凝土;利用筛除大于40 mm粗骨料的拌合物测试混凝土的自生体积变形,结果是人为地增大了混凝土的自生体积变形值.研究成果对氧化镁混凝土中MgO合理掺量的确定有参考价值.     

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.     

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。     

微膨胀型中热水泥在三峡二阶段工程混凝土中的应用

三峡二阶段工程控制混凝土用水泥MgO含量 3.5 %～ 5 .0 % ,使混凝土具有自生体积微膨胀变形性质 ,以补偿混凝土硬化过程中收缩产生的应力 ,提高混凝土自身抗裂能力。施工中抽样水泥混凝土的自生体积变形试验和工程原型观测结果表明 ,使用MgO含量 3.5 %～ 5 .0 %的中热水泥配制的混凝土具有微膨胀变形性质 ,最大膨胀量约 5 5 με,一般半年至一年变形趋于稳定。 2 0 0 0年底大坝混凝土裂缝调查统计 ,无贯穿性裂缝 (Ⅳ ) ,Ⅱ类裂缝为 0 .171条 /万m3 ,Ⅲ类裂缝为 0 .0 4 8条 /万m3 ,低于三峡工程混凝土控制Ⅱ、Ⅲ类裂缝小于 0 .5条 /万m3 的要求 ,为确保三峡工程混凝土耐久性奠定了基础。     

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.     

基于温度-应力试验的掺膨胀剂混凝土抗裂性能研究

通过温度-应力试验研究了钙质和镁质膨胀剂(Type-CaO, Type-MgO)对混凝土早期抗开裂性能的影响。结果表明,掺10%Type-MgO和Type-CaO膨胀剂混凝土的绝热温升较基准混凝土分别提高了3.6%和14.0%,断裂温度相对基准混凝土分别降低了9.7℃和1.7℃;约束条件下,掺10%Type-MgO膨胀剂混凝土的极限拉伸值和断裂应力相对基准混凝土均提高约27%,而掺10%Type-CaO膨胀剂混凝土的极限拉伸值和断裂应力与基准混凝土无明显区别;数据表明,镁质膨胀剂相比钙质膨胀剂可以明显提高混凝土的早期抗开裂性能,钙质膨胀剂不宜用于大体积混凝土的裂缝控制。     

面板混凝土补偿收缩与纤维增强的阻裂试验研究

本文采用在混凝土中掺入补偿收缩剂和有机纤维复合改性的方式,通过试验得到改性后面板混凝土的力学强度、干缩变形以及自身体积变形性能等;结果表明,纤维和补偿收缩剂复合改性技术可以显著地降低混凝土的收缩变形,提高抗裂性能.     

高性能混凝土早期裂缝的防治措施

通过对高性能混凝土产生早期裂缝的原因进行分析得出,温度变形和自收缩变形是导致混凝土开裂的主要原因,而其产生的干缩可以忽略不计。从而提出降低温度收缩和自收缩来控制混凝土出现早期开裂,同时还介绍了掺加高效减水剂降低早期水化程度、掺膨胀剂补偿收缩和掺加纤维阻裂增韧。     

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。     

外掺氧化镁混凝土性能研究综述

总结分析了外掺氧化镁混凝土的力学性能、变形性能和长期耐久性能,研究表明外掺氧化镁能显著改善混凝土的干缩、自生体积变形、徐变和抗渗、抗冻和抗冲磨性能,略微降低混凝土的弹模,可以延缓混凝土的碳化速度,减小碳化深度。总体而言,外掺氧化镁混凝土的部分性能优于普通混凝土,但要谨慎选择氧化镁的掺量和细度。     

膨胀混凝土干燥收缩落差的研究

本文通过试验证明,膨胀混凝土在水中养护且膨胀稳定之后,处于干燥环境下的失水收缩依然遵循杨-拉普拉斯方程,自由状态下,掺膨胀剂的膨胀混凝土与普通混凝土干燥收缩相同,限制状态下膨胀混凝土中的压应力是导致试验中干燥收缩落差增大的主要原因,能够减少普通混凝土干燥收缩的技术措施—如掺减缩剂或降低水胶比同样能够减少限制状态下膨胀混凝土的干燥收缩落差。在限制条件下预先建立起足够的压应力是补偿后期因水分散失引起收缩应力的关键。     

骨料对MgO混凝土开裂敏感性的影响研究

从几个典型工程中分别选取了玄武岩、角闪岩和灰岩这3种人工骨料以及花岗岩天然骨料,研究了骨料的长期吸水特性及其对MgO微膨胀混凝土变形性能的影响,利用温度应力试验机比较了用不同骨料配制的MgO微膨胀混凝土的开裂敏感性.试验结果表明,180d龄期时骨料的饱和面干吸水率相比24h时有大幅增长,骨料吸水率越高,混凝土的自收缩和干缩变形越大;采用玄武岩和角闪岩骨料配制的MgO微膨胀混凝土的开裂温度较低,元素聚类分析揭示用玄武岩和角闪岩骨料配制的混凝土界面区Ca,Mg元素富集程度较为显著,更多水化产物在此区域堆积,从而增加了界面区的密实度,有助于提高混凝土的抗裂能力.     

优异的混凝土膨胀剂(TEA)

依据与水泥生成超细粒致密系统浆体理论，利用天然非金属硅酸盐矿物与水泥形成不透水凝胶体的特有膨胀性能，研制出高抗渗、抗收缩的ＴＥＡ－膨胀型防水剂。它具有１４ｄ水养的关期微膨胀和１４ｄ后（空气中）混凝土收缩期（２８６ｄ）的延迟微膨胀，因而不仅适用于水工、建筑用补偿收缩混凝土，也适用于钢管混凝土。