液體型膨脹劑的試驗研究

胡亮，徐智勇，吳翠娥

（1.武漢源錦商品混凝土公司，武漢，430070；2.武漢三源特種建材有限責任公司，武漢，430070）

液體型膨脹劑的試驗研究

胡亮1，徐智勇1，吳翠娥2

（1.武漢源錦商品混凝土公司，武漢，430070；2.武漢三源特種建材有限責任公司，武漢，430070）

本文將三種不同的可溶性膨脹源A、M、F進行對比試驗，從而選擇出合適的膨脹源，并配制膨脹劑溶液，研究其摻量對膠砂試樣限制膨脹率、抗壓強度的影響，從而確定液體膨脹劑的適宜摻量；最后研究了減縮劑對液體膨脹劑性能的影響。

液體膨脹劑；可溶性膨脹源；限制膨脹率；減縮劑

近年來我國膨脹劑用量約100萬噸，其中80%膨脹劑是通過商品混凝土攪拌站拌制成補償收縮混凝土[1]。但是傳統的膨脹劑大多為粉劑，在應用于商品混凝土攪拌站時，存在以下問題：粉狀膨脹劑計量的準確性和混合的均勻性難以控制和保障；攪拌時揚塵多，會造成環境污染等[2]。因此，液體膨脹劑是膨脹劑在商品混凝土中未來發展的一個趨勢，開發適用于商品混凝土施工的液體型膨脹劑顯得很有必要。針對這一現狀，本文通過采用不同可溶性膨脹組分復配，配制出了適用于商品混凝土施工的液體型膨脹劑，并參考現有膨脹劑標準GB23439-2009，對液體膨脹劑的相關性能進行了研究。

1 試驗

1.1 原料

水泥：采用GB8076規定的基準水泥，由北京興發水泥有限公司生產。

砂：符合GB/T 17671要求的標準砂，由廈門艾思歐標準砂有限公司生產。

可溶性膨脹源組分：A、M、F，所用原料均為市售，不含結晶水，不含氯離子。

減縮劑：JM-SRA，由江蘇博特新材料有限公司生產。水：符合JGJ 63要求的自來水。

1.2 試驗方法

將三種不同的可溶性膨脹源A、M、F按照GB23439-2009《混凝土膨脹劑》中的規定進行對比試驗，主要測試摻有三種膨脹源的水泥膠砂試塊在水中7d限制膨脹率、空氣中21d限制膨脹率，從而選擇出合適的膨脹源；根據膨脹源中可溶性鹽的溶解度，配制出飽和的膨脹劑溶液，研究其摻量對膠砂試樣限制膨脹率、抗壓強度的影響，確定液體膨脹劑的適宜摻量；研究減縮劑對液體膨脹劑性能的影響。

膠砂試樣的成型按照GB/T 17671-1999《水泥膠砂強度檢驗方法》規定的方法進行，限制膨脹率的測試按GB23439-2009中附錄A進行，抗壓、抗折強度測試按GB/T 17671規定進行。

2 結果和討論

2.1 可溶性膨脹源的選擇

采用三種膨脹源A、M、F，制成三種不同水泥膠砂試塊，按GB23439-2009中附錄A進行水中7d限制膨脹率、空氣中21d限制膨脹率測試，三種膨脹源摻量均為1%（水泥量），結果見表1。

表1 不同膨脹源性能對比

從表1結果可以看出：可溶性鹽A作膨脹源時試塊在水中7d限制膨脹率較小，空氣中21d干縮較大，不適合作液體膨脹劑的膨脹源；可溶性鹽M、F均顯示除了較大的水中7d限制膨脹率，空氣中21d干縮小，可以作為液體膨脹劑的膨脹源。

通過查閱M、F各自的常溫溶解度，發現其溶解性優良，均在50%左右。因此，本實驗將M、F復摻作可溶性膨脹源，并根據溶解度配制飽和的液體膨脹劑溶液。

2.2 液體膨脹劑摻量對膠砂試樣性能的影響

將配制的液體膨脹劑以不同摻量加入到膠砂試樣中，研究了其用量對膠砂試驗7d限制膨脹率、空氣中21d限制膨脹率測試、28d抗壓、抗折強度的影響，結果如圖1～圖3所示。

圖1 液體膨脹劑摻量對限制膨脹率的影響

圖2 液體膨脹劑摻量對28d抗折強度的影響

圖3 液體膨脹劑摻量對28d抗壓強度的影響

從圖1可以看出：隨著液體膨脹劑摻量的增加，膠砂試樣的水中7d膨脹率不斷增加，空氣中21d限制膨脹率也逐漸增加，說明液體膨脹劑的補償收縮效果隨摻量增加而變強。從圖2、圖3可以看出：膠砂試樣的28d抗壓、抗折強度先增加后降低，在摻量不超過3%時，液體膨脹劑膨脹組分與水泥水化產物氫氧化鈣反應生成體積膨脹的凝膠物質，使試樣結構密實，從而提高強度。摻量超過3%后，過大的膨脹反而會使膠砂試樣內部出現裂縫缺陷，降低強度。所以，從力學性能方面考慮，液體膨脹劑有一個適宜摻量。

圖4 液體膨脹劑與SRA復摻對試樣7d限制膨脹率的影響

2.3 液體膨脹劑與減縮劑復摻對膠砂試樣性能的影響

減縮劑是一種通過減少水分蒸發過程的收縮力來減輕混凝土收縮的新型外加劑，是目前混凝土外加劑的研究熱點[3]。本試驗采用江蘇博特新材料有限公司生產的JM-SRA減縮劑，該減縮劑是可溶于水的無色或淡黃色液體。本試驗研究減縮劑與液體膨脹劑復摻對膠砂試樣性能的影響，液體膨脹劑的摻量為水泥質量的4%，減縮劑摻量為水泥質量的1%。研究了SRA單摻、SRA與液體膨脹劑復摻對膠砂試樣膨脹率和強度的影響。液體膨脹劑與SRA復摻對膠砂試樣水中7d限制膨脹率的影響見圖4。液體膨脹劑與SRA復摻對膠砂試樣空氣中21d限制膨脹率和28d抗壓、抗折強度的影響見表2。

表2 SRA與液體膨脹劑復摻對試樣的空氣中21d限制膨脹率和28d抗壓、抗折強度的影響

從圖4和表2可以看出：SRA單獨摻入對膠砂試樣水中7d限制膨脹率無太大影響，即SRA單摻對膠砂試樣無通過產生膨脹來補償收縮的作用。與摻液體膨脹劑的膠砂試樣相比，SRA與液體膨脹劑復摻對膠砂試樣的水中7d限制膨脹率有一定程度的降低，對28d強度影響很小，但是會提高空氣中21d限制膨脹率，這也說明減縮劑SRA無補償收縮效應，但對水泥混凝土材料的干燥條件下的收縮有一定的抑制作用，這一結果與目前公認的減縮劑能顯著降低混凝土材料的干縮的結論一致[4]。

3 結論

（1） 采用可溶性物質M、F復摻作為液體膨脹劑復合膨脹源，根據溶解度配制液體膨脹劑。

（2）液體膨脹劑的適宜摻量為4%（膠凝材料量）。

（3）減縮劑SRA在單摻的情況下對水泥混凝土材料無補償收縮效應，但對水泥混凝土材料的干燥條件下的收縮有一定的抑制作用。

[1]陳旭峰，游寶坤. 膨脹劑在商品混凝土應用中存在的問題[J]. 商品混凝土，2007：53-56

[2]劉福戰.噴射混凝土用無堿液體速凝劑技術研究[J]. 商品混凝土，2010（12）：41-44

[3]張夏虹，王迎飛，李超.混凝土減縮劑的研究與發展[J].華南港工，2008（2）：26-34

[4]劉加平，田倩，唐明述.膨脹劑和減縮劑對于高性能混凝土收縮開裂的影響[J]. 東南大學學報，2006，36：194-199

[單位地址]武漢市漢陽區快活嶺永豐街徐灣村武漢源錦商品混凝土有限公司（430070）

The experimental study of liquid expansion agent

Hu Liang1, Xu Zhiyong1, Wu Cuie2
(1.Wuhan Yuanjin Commercial Concrete Limited Company, Wuhan 430070;2.Wuhan Sanyuan Special Building Materials Limited Liability Company, Wuhan 430070)

In order to choose the suitable expansive source, a contrast test was made among three different soluble expansive source A, M,F in this paper, and the liquid expansion agent was made by the chosen source. The inf l uence of the liquid expansion agent content on colloidal mortar limited expansion rate and compressive strength was investigated, thus the suitable content of liquid expansion agent was determined. The effect of shrinkage reducing agent on liquid expansion agent was studied at last.

liquid expansion agent; soluble expansive source; limited expansion rate; shrinkage reducing agent

胡亮（1985-），男，湖北漢川人，碩士研究生，從事混凝土外加劑及特種混凝土方面研究。武漢源錦商品混凝土有限公司研發中心。