膨脹劑基礎(chǔ)教材

混凝土膨脹劑基礎(chǔ)氧化鈣膨脹劑氧化鎂膨脹劑膨脹劑發(fā)展方向混凝土膨脹劑概述鈣礬石類膨脹劑12345膨脹劑是一種在水泥凝結(jié)硬化過程中在混凝土（包括砂漿及凈漿）產(chǎn)生可控膨脹，減少收縮的外加劑。膨脹劑本身可產(chǎn)生膨脹，也可與水泥混凝土中其它成分反應(yīng)產(chǎn)生膨脹。混凝土膨脹劑概述混凝土膨脹劑鐵粉類鈣礬石類氧化鈣類氧化鎂類利用過鉻酸鹽等催化劑氧化鐵粉，產(chǎn)生的Fe2+與水泥中OH-反應(yīng)生成Fe(OH)2凝膠引起體積膨脹。其膨脹源為氫氧化亞鐵。利用CaO水化硬化過程中生成氫氧化鈣產(chǎn)生體積膨脹。其膨脹源是Ca(OH)2。利用MgO水化硬化過程中生成氫氧化鈣產(chǎn)生體積膨脹。其膨脹源是Mg(OH)2。利用硫鋁酸鹽、鋁酸鹽水化反應(yīng)生成鈣礬石晶體產(chǎn)生的體積膨脹，其膨脹源為鈣礬石?；炷僚蛎泟└攀鲡}礬石類膨脹劑鈣礬石類膨脹劑分類及組成反應(yīng)前后總體積變化：反應(yīng)前后固相體積變化：鈣礬石膨脹劑膨脹機(jī)理：鈣礬石類膨脹劑不同鈣礬石膨脹劑的特點(diǎn)：硫鋁酸鹽膨脹劑：燒成溫度高，促凝早強(qiáng)作用明顯，膨脹發(fā)展速率快。U型膨脹劑：促凝早強(qiáng)作用明顯，坍落度損失大，水化放熱量大。明礬石膨脹劑:膨脹發(fā)展較緩慢,坍落度損失小,水化熱低,早期強(qiáng)度低,后期強(qiáng)度有所增加,有利于大體積混凝土施工。但其堿含量最高,易發(fā)生堿骨料反應(yīng)。鋁酸鈣膨脹劑:坍落度損失小,水化熱低,膨脹能大,膨脹穩(wěn)定、快。堿含量低,早期強(qiáng)度發(fā)展慢,后期強(qiáng)度有所增加。鈣礬石類膨脹劑鈣礬石類膨脹劑缺點(diǎn)：（1）反應(yīng)生成鈣礬石需水量較大，對(duì)養(yǎng)護(hù)濕度要求高，否則鈣礬石易脫去結(jié)晶水導(dǎo)致混凝土干縮。（2）膨脹發(fā)展周期相對(duì)較短，一般在14d以內(nèi)，后期無膨脹作用。（3）鈣礬石在凍融和高溫(80℃)條件下容易分解,因此該類膨脹劑的抗凍性和耐熱性差。（4）鈣礬石的形成消耗了水泥石的Ca(OH)2,堿含量降低導(dǎo)致混凝土抗碳化能力降低。（5）鈣礬石在壓力水作用下易發(fā)生溶解、遷移和重結(jié)晶，導(dǎo)致混凝土膨脹應(yīng)力松弛。鈣礬石類膨脹劑CaO+H2O→Ca(OH)2質(zhì)量561874密度3.3212.24體積171833膨脹機(jī)理：反應(yīng)前后總體積變化：反應(yīng)前后固相體積變化：氧化鈣膨脹劑是石灰石在一定溫度下煅燒、粉磨制成。氧化鈣膨脹劑（1）膨脹速度快、膨脹能大；（2）對(duì)水養(yǎng)護(hù)的依賴程度相對(duì)較低；（3）原料來源廣，成本低，可以節(jié)約大量高品質(zhì)鋁礬土和石膏資源；（4）膨脹可調(diào)控性差，后期膨脹不明顯；（5）Ca(OH)2在壓力水作用下溶解度大。CaO膨脹劑的特點(diǎn)：氧化鈣膨脹劑膨脹機(jī)理：反應(yīng)前后總體積變化：反應(yīng)前后固相體積變化：氧化鎂膨脹劑是由菱鎂礦(MgCO3)經(jīng)過一定溫度煅燒，粉磨而成的。氧化鎂膨脹劑（1）水化需水量少，水化產(chǎn)物穩(wěn)定；（2）膨脹過程可控調(diào)節(jié)，膨脹能大；（3）對(duì)水養(yǎng)護(hù)的依賴程度相對(duì)較低；（4）膨脹率受煅燒制度和環(huán)境溫度影響較大。氧化鎂膨脹劑的特點(diǎn)：氧化鎂膨脹劑影響膨脹劑膨脹效果的因素：（1）膨脹劑細(xì)度及水灰比膨脹率隨產(chǎn)品細(xì)度的降低而降低；在一定范圍內(nèi)，水灰比越大，膨脹率越低。（2）環(huán)境溫濕度膨脹劑水化反應(yīng)速率是隨反應(yīng)溫度的升高而增大的，膨脹量也隨之增大，對(duì)于鈣礬石膨脹劑，養(yǎng)護(hù)溫度超過80℃，鈣礬石分解，環(huán)境濕度降低，鈣礬石易脫去結(jié)晶水導(dǎo)致混凝土干縮。膨脹劑發(fā)展方向（3）養(yǎng)護(hù)壓力和受限程度Aft和Ca(OH)2在壓力水作用下易發(fā)生重結(jié)晶或溶解，穩(wěn)定性較差；摻膨脹劑試塊在自由狀態(tài)下膨脹時(shí)，宏觀體積和孔隙體積增加；單軸受限養(yǎng)護(hù)對(duì)膨脹量影響較??；三軸受限養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)時(shí)膨脹量有所減少。（4）水泥堿度堿對(duì)AFt的形成具有一定的促進(jìn)作用。pH越高，AFt轉(zhuǎn)換越趨于完全；孔隙液堿度高的水泥，MgO和CaO早期的膨脹速率大。膨脹劑發(fā)展方向理想的膨脹劑應(yīng)該具備以下的性質(zhì)：膨脹劑的水化速度應(yīng)該同養(yǎng)護(hù)條件下水泥漿體結(jié)構(gòu)的形成速度同步，即膨脹材料應(yīng)在水泥漿體結(jié)構(gòu)形成時(shí)開始水化，當(dāng)水泥漿體具有較低膠凝強(qiáng)度時(shí)，膨脹材料反應(yīng)速率達(dá)最大，水泥漿硬化以后，膨脹材料反應(yīng)速率逐漸減緩，從而能產(chǎn)生足夠的塑性膨脹和一定的后期膨脹，達(dá)到雙膨脹的效果。圖2水泥漿體結(jié)構(gòu)與膨脹特性的關(guān)系膨脹劑發(fā)展方向低摻量和低含堿量；膨脹性能可控，水化產(chǎn)物性能穩(wěn)定；需水量和養(yǎng)護(hù)條件依賴程度低。對(duì)混凝土工作性能、力學(xué)性能和耐久性能影響小。新型膨脹劑要求：隨著高性能混凝土的廣泛使用，對(duì)混凝土膨脹劑也提出新的要求：膨脹劑發(fā)展方向氧化鎂為主要組分的新型復(fù)合膨脹劑是以后發(fā)展趨勢(shì)。研究難點(diǎn)氧化鎂膨脹劑膨脹調(diào)節(jié)機(jī)制尚未完善。氧化鎂膨脹劑的膨脹機(jī)理和本質(zhì)原因尚未研究透徹。氧化鎂膨脹劑體積安定性評(píng)價(jià)方法尚存在爭(zhēng)議。膨脹劑發(fā)展方向課題計(jì)劃（1）對(duì)不同種類膨脹劑的膨脹性能進(jìn)行評(píng)價(jià)；（2）對(duì)