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。     

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。     

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。     

外掺MgO与水泥内含MgO在大体积混凝土中的膨胀效应

为了了解外掺MgO膨胀剂与水泥内含MgO组分在大体积混凝土中的膨胀效应,分析了MgO膨胀剂与内含MgO水泥的烧成条件、质量稳定性、质量和掺量控制标准,以及实际工程的应用效果。结果表明,使用外掺MgO膨胀剂方式,比采用高含MgO水泥生产的MgO混凝土膨胀效果好,且更能发挥MgO混凝土技术的优越性。     

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。     

80℃加速养护评定外掺MgO膨胀剂混凝土的安定性

本文采用80℃水养护与实际工程用混凝土配合比相同的外掺MgO膨胀剂的混凝土试件,通过考察试件膨胀、劈拉强度和微观结构的变化,综合评估外掺MgO膨胀剂的混凝土的体积安定性。结果表明,80℃水养护能够有效加速MgO膨胀的水化,使其膨胀在90d内趋于稳定。掺5%和8%MgO膨胀剂的混凝土试件的劈拉强度比未掺膨胀剂的混凝土高,且微观结构完好,表明掺MgO膨胀剂的混凝土体积安定。     

掺MgO膨胀剂混凝土的耐久性探讨

针对掺MgO膨胀剂混凝土的耐久性问题进行探讨,对比分析相关学者关于掺MgO膨胀剂混凝土的耐久性研究结论,指出影响掺MgO膨胀剂混凝土耐久性的两个关键问题和现状,经分析得出:MgO掺入混凝土后有利于混凝土更耐久;MgO用于大坝混凝土,可省去或部分省去传统温控措施,具有明显的经济技术效益,而且长龄期试验结果显示MgO混凝土用于工业与民用建筑也是可行的。     

外掺MgO与水泥内含MgO在大体积混凝土中的膨胀效应

为了了解外掺MgO膨胀剂与水泥内含的MgO组分在大体积混凝土中的膨胀效应,分析了MgO膨胀剂与内含MgO水泥的烧成条件、质量稳定性、质量和掺量控制标准,以及实际工程的应用效果.结果表明:使用外掺MgO膨胀刺方式,比采用高含MgO水泥生产的MgO混凝土,膨胀效果好,且更能发挥MgO混凝土技术的优越性.     

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。     

MgO膨胀剂在沿海地下工程混凝土裂缝控制中的应用研究

沿海地区地下水中含有大量的氯离子、硫酸根离子等,含有这些离子的地下水会通过混凝土裂缝渗入到结构内部,对地下工程耐久性构成严重威胁。通过在混凝土中分别掺入活性为120 s和80 s的MgO膨胀剂配制补偿收缩混凝土,同时采取混凝土配合比优化,施工过程、拆模及养护控制等技术来解决混凝土的收缩开裂。结果表明:2种活性的MgO膨胀剂均能有效控制混凝土裂缝。在环境温度较低时,活性为80 s的MgO膨胀剂补偿效果较好,41 d龄期时混凝土内部仍处于微膨胀状态,应变达78με。     

辉长岩人工骨料在水工混凝土中应用研究

对辉长岩矿物成分、物理力学性质、碱活性及轧制而成的人工骨料混凝土配合比,混凝土力学、耐久性、热学、变形性和抗裂性等特性进行了研究,并与灰岩、花岗岩等骨料的混凝土性能进行了比较。结果表明:辉长岩具有良好的物理力学性质指标,混凝土强度性能、拉伸性能、抗冻性能等较好,可用作水工混凝土骨料,但混凝土线膨胀系数、干缩率偏大,减少混凝土干缩、冷缩等收缩变形是提高辉长岩混凝土抗裂性能的重要措施,在应用过程中宜从配合比优化和施工控制两方面进行,成果为采用辉长岩作为筑坝材料的工程提供重要技术依据。     

圆钢管微膨胀陶粒混凝土短柱轴压极限承载力计算公式

以陶粒混凝土中的膨胀剂掺量(0、4%、8%、12%)和钢管壁厚(含钢率)为变量,制作了12组(24根)短柱,进行了轴压试验。结果表明:在本试验的膨胀剂掺量范围内,圆钢管微膨胀陶粒混凝土短柱试件的轴压承载力随膨胀剂掺量的增大而逐渐提高;根据试验结果建立了考虑膨胀剂掺量的受圆钢管约束微膨胀陶粒混凝土的强度准则计算公式,进而推导出了考虑膨胀剂掺量的圆钢管微膨胀陶粒混凝土短柱的极限承载力公式。     

高性能补偿收缩混凝土用膨胀剂——HCSA的特点及其应用

本文介绍了一种膨胀能大、膨胀快、绝湿条件下膨胀大、性能稳定的新型混凝土膨胀剂(HCSA),该膨胀剂与高性能混凝土具有良好的匹配性,是配制高性能补偿收缩混凝土、解决高性能混凝土收缩开裂的理想材料。     

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。     

Modelling autogenous expansion for magnesia concrete in arch dams

Magnesia Concrete is a kind of expansive concrete used in Chinese hydraulic engineering more and more widely. To evaluate the effects of autogenous expansion on the stresses of arch dams, a simple model of autogenous expansion for Magnesia Concrete in dam engineering is presented. This model is based on three assumptions: 1) the total amount of autogenous expansion of Magnesia Concrete is related only to the properties of materials and mixing of concrete; 2) the autogenous expansion of Magnesia Concrete is irreversible due to the irreversibility of hydration reaction of Magnesia in the concrete; 3) the autogenous expansion strain rates of Magnesia Concrete bear a relation between temperature and residual Magnesia per unit volume of concrete. The model is verified by some experimental data of autogenous expansion of Magnesia Concrete and field-measured data of an arch dam in China. Embedded into finite element arch dam simulation software, this model is employed to simulate the effects of autogenous expansion of Magnesia Concrete in hydraulic engineering.     

Soundness evaluation of concrete with MgO

A new test method – delayed autoclave expansion test – has been used in this study to evaluate the soundness of concrete that contains intrinsic dead-burnt MgO and adscititious lightly burnt MgO. The autoclave expansion value and strength of that concrete were investigated and the relationships between the expansion or strength and the soundness were discussed. The results of this study showed that it was unsuitable to apply a standard for the soundness evaluation of cement with MgO to that of concrete. Unlike the MgO content upper limit 5% in cement, more than 5% in concrete is acceptable. The soundness of concrete can be evaluated on the basis of expansion rate or strength changes after autoclave and it will be better to use changes in strength to express the volume soundness of concrete.     

Modelling autogenous expansion for magnesia concrete in arch dams

Magnesia Concrete is a kind of expansive concrete used in Chinese hydraulic engineering more and more widely. To evaluate the effects of autogenous expansion on the stresses of arch dams, a simple model of autogenous expansion for Magnesia Concrete in dam engineering is presented. This model is based on three assumptions: 1) the total amount of autogenous expansion of Magnesia Concrete is related only to the properties of materials and mixing of concrete; 2) the autogenous expansion of Magnesia Concrete is irreversible due to the irreversibility of hydration reaction of Magnesia in the concrete; 3) the autogenous expansion strain rates of Magnesia Concrete bear a relation between temperature and residual Magnesia per unit volume of concrete. The model is verified by some experimental data of autogenous expansion of Magnesia Concrete and field-measured data of an arch dam in China. Embedded into finite element arch dam simulation software, this model is employed to simulate the effects of autogenous expansion of Magnesia Concrete in hydraulic engineering.