氧化鎂復(fù)合膨脹劑對(duì)高性能混凝土安定性能和力學(xué)性能的影響

■馮 劍，黃文超 ■江西省建筑科學(xué)研究院，江西 南昌 330000

水泥混凝土作為一種水硬性膠凝材料，水泥混凝土結(jié)構(gòu)如果處于自然環(huán)境中，在水化硬化的過(guò)程中，自身水化再加上失水問(wèn)題，就有自收縮、干燥收縮和溫降收縮出現(xiàn)，導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂，影響到工程質(zhì)量。因此，在具體實(shí)踐中，就需要將一系列的措施給應(yīng)用過(guò)來(lái)，促使各種收縮得到減小甚至是消除，避免有開(kāi)裂問(wèn)題出現(xiàn)。在對(duì)水泥基材料收縮開(kāi)裂抑制中，非常經(jīng)濟(jì)的一種措施就是將膨脹組分水化過(guò)程中產(chǎn)生的體積膨脹給應(yīng)用過(guò)來(lái)，以便對(duì)水泥基材料的收縮有效補(bǔ)償。

1 試驗(yàn)

一是原材料:在本次試驗(yàn)中，將52．5二級(jí)硅酸鹽水泥給應(yīng)用過(guò)來(lái)，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量和細(xì)度分別控制為28．5%和2．5%，28天的抗壓強(qiáng)度為60．5MPa粉煤灰;某電熱廠一級(jí)粉煤灰，需水量比和含水量分別為91．5%和0．2%，比表面積為320平方米每克;在礦粉方面，采用的是磨細(xì)礦粉，流動(dòng)度比為11．1%，含水量為1．85%，比表面積為每克440平方米。膨脹劑選擇的是國(guó)內(nèi)某公司生產(chǎn)的新型氧化鎂復(fù)合膨脹劑，減水劑采用的是某公司生產(chǎn)的高效減水劑，粗集料和細(xì)集料分別采用的是玄武巖碎石和河砂。

二是配合比:在本次試驗(yàn)中，我們選擇了兩種水膠比，分別是0．45和0．35，按照膠凝材料總量的百分之八來(lái)控制氧化鎂復(fù)合膨脹劑摻量，在確定減水劑摻量方面，需要嚴(yán)格依據(jù)保證新拌混凝土坍落度在16厘米到20厘米之間的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)進(jìn)行。

三是試驗(yàn)方法:嚴(yán)格依據(jù)國(guó)家頒布的普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)來(lái)試驗(yàn)混凝土的抗壓強(qiáng)度和劈拉強(qiáng)度，將100毫米*100毫米*100毫米規(guī)格的鋼試模作為試驗(yàn)?zāi)?。將水泥凈漿壓蒸試驗(yàn)作為安定性試驗(yàn)，這次試驗(yàn)的試模為25毫米*25毫米*25毫米鋼試模，經(jīng)過(guò)24小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)之后，加速養(yǎng)護(hù)于80攝氏度的水中，控制養(yǎng)護(hù)時(shí)間為1天左右，然后在216攝氏度的條件下，對(duì)混凝土進(jìn)行3個(gè)小時(shí)的壓蒸。按照普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法來(lái)試驗(yàn)混凝土的變形特性，采用的鋼試模規(guī)格為100毫米*100毫米*515毫米，經(jīng)過(guò)24小時(shí)的養(yǎng)護(hù)之后脫模，然后按照三組來(lái)劃分試件，并且在不同的環(huán)境條件下分別養(yǎng)護(hù)，以便測(cè)試高性能混凝土變形特性受到氧化鎂復(fù)合膨脹劑的影響。其中，在溫度為21攝氏度左右的水中養(yǎng)護(hù)試件，達(dá)到規(guī)定齡期之后，對(duì)其膨脹率進(jìn)行測(cè)定;第二組利用自粘性鋁箔來(lái)包裹密封試件，在溫度為21攝氏度，相對(duì)濕度為百分之六十五的條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，到達(dá)規(guī)定齡期之后，對(duì)其自生體積變形率進(jìn)行測(cè)試;第三組試件經(jīng)過(guò)脫模之后，養(yǎng)護(hù)于溫度為22攝氏度、相對(duì)濕度為百分之九十八的標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)，兩天之后，在溫度為21攝氏度、相對(duì)濕度為65%的干燥條件下養(yǎng)護(hù)，到達(dá)規(guī)定齡期之后，對(duì)其干燥收縮率進(jìn)行測(cè)試。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

一是摻加氧化鎂復(fù)合膨脹劑高性能混凝土的安定性:在高性能混凝土中只摻加了少量的氧化鎂復(fù)合膨脹劑，減小了水化作用產(chǎn)生的體積膨脹，無(wú)法有效的補(bǔ)償高性能混凝土的收縮。摻加了較多的氧化鎂復(fù)合膨脹劑，就會(huì)增大它的水化產(chǎn)生的膨脹，容易有膨脹應(yīng)力集中產(chǎn)生于混凝土內(nèi)部，混凝土結(jié)構(gòu)遭到破壞。因此，不管是過(guò)小、過(guò)大的膨脹，甚至不夠均勻，都會(huì)影響到混凝土的耐久性。通過(guò)實(shí)踐研究表明，隨著增加氧化鎂復(fù)合膨脹劑的摻量，就會(huì)增大水泥凈漿試件，但是沒(méi)有線性關(guān)系存在于壓蒸膨脹率和摻量之間。氧化鎂復(fù)合膨脹劑摻加量是固定的，那么凈漿試件的水膠比月底，就會(huì)有越大的膨脹率，8%為氧化鎂復(fù)合膨脹劑在高性能混凝土中的最佳摻加量。

二是氧化鎂復(fù)合膨脹劑對(duì)高性能混凝土強(qiáng)度的影響:安定性得到保證的基礎(chǔ)上，我們對(duì)高性能混凝土的抗壓強(qiáng)度和劈拉強(qiáng)度進(jìn)行了試驗(yàn)。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，相較于不摻加膨脹劑的基準(zhǔn)混凝土，摻加氧化鎂復(fù)合膨脹劑之后，就會(huì)在一定程度降低混凝土的抗壓強(qiáng)度。越低的水膠比，將氧化鎂復(fù)合膨脹劑摻加過(guò)來(lái)之后，就會(huì)在較大程度上降低混凝土同齡期的抗壓強(qiáng)度。如果水膠比是固定的，那么隨著延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)齡期，就會(huì)減小摻加氧化鎂復(fù)合膨脹劑混凝土的抗壓強(qiáng)度。摻加過(guò)氧化鎂復(fù)合膨脹劑之后，混凝土的劈拉強(qiáng)度可以得到一定程度的增大。并且有著越高的水膠比，摻加氧化鎂復(fù)合膨脹劑，就會(huì)越明顯的增加混凝土劈拉強(qiáng)度。筆者認(rèn)為，將膠凝材料發(fā)展為氧化鎂復(fù)合膨脹劑，用于水化的膠凝材料總量可以得到降低，有效水膠比得到了增大，這樣混凝土抗壓強(qiáng)度就可以得到降低;另外一個(gè)方面，在水化膨脹的過(guò)程中，氧化鎂復(fù)合膨脹劑的膨脹產(chǎn)物會(huì)在較大的孔徑之中填充，孔結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化，孔徑分布得到了改善，漿體孔隙率得到了降低，并且混凝土劈拉強(qiáng)度可以得到有效的增大。

三是氧化鎂復(fù)合膨脹劑對(duì)高性能混凝土干燥收縮的影響:對(duì)于各組混凝土試件在20氏度溫度、相對(duì)濕度60%相對(duì)濕度的養(yǎng)護(hù)條件下的干燥收縮特性可以用曲線來(lái)表示;研究得知，混凝土試件在摻加和不摻加氧化鎂復(fù)合膨脹劑的情況下，在20攝氏度溫度和60%相對(duì)濕度的條件下，都有收縮變形出現(xiàn)，但是和不摻加氧化鎂復(fù)合膨脹劑的基準(zhǔn)混凝土相比，摻加過(guò)氧化鎂復(fù)合膨脹劑之后，混凝土的干燥收縮得到了明顯降低，并且隨著干燥齡期的延長(zhǎng)，會(huì)有更大的降低幅度。但是，我們需要注意的是，在如今的研究中，還沒(méi)有清楚的分析新型氧化鎂復(fù)合膨脹劑對(duì)高性能混凝土的減縮效果作用機(jī)理，因此，相關(guān)人員在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中，需要對(duì)此著重研究。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上文的敘述分析我們可以得知，在本次試驗(yàn)中，我們通過(guò)一系列的研究，得出了8%是氧化鎂復(fù)合膨脹劑在高性能混凝土中的最佳摻加量，相較于通靈期基準(zhǔn)混凝土的抗壓強(qiáng)度相比，摻加過(guò)氧化鎂復(fù)合膨脹劑之后，會(huì)在一定程度降低它的抗壓強(qiáng)度，但是會(huì)提升它的劈拉強(qiáng)度。另外，在高性能混凝土內(nèi)部摻加了8%氧化鎂復(fù)合膨脹劑，有膨脹產(chǎn)生于混凝土內(nèi)部，這樣高性能混凝土的收縮特征就得到了有效的改善。相關(guān)的工作人員需要進(jìn)一步試驗(yàn)，掌握相關(guān)的作用機(jī)理，以便對(duì)混凝土性能有效的改善。

［1］劉加平，張收治，田倩．氧化鎂復(fù)合膨脹劑對(duì)高性能混凝土變形特性的影響［J］．東南大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，2(2):123 －125．

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