氧化鎂復合膨脹劑對高性能混凝土安定性能和力學性能的影響

■馮 劍，黃文超 ■江西省建筑科學研究院，江西 南昌 330000

水泥混凝土作為一種水硬性膠凝材料，水泥混凝土結構如果處于自然環境中，在水化硬化的過程中，自身水化再加上失水問題，就有自收縮、干燥收縮和溫降收縮出現，導致混凝土開裂，影響到工程質量。因此，在具體實踐中，就需要將一系列的措施給應用過來，促使各種收縮得到減小甚至是消除，避免有開裂問題出現。在對水泥基材料收縮開裂抑制中，非常經濟的一種措施就是將膨脹組分水化過程中產生的體積膨脹給應用過來，以便對水泥基材料的收縮有效補償。

1 試驗

一是原材料:在本次試驗中，將52．5二級硅酸鹽水泥給應用過來，標準稠度用水量和細度分別控制為28．5%和2．5%，28天的抗壓強度為60．5MPa粉煤灰;某電熱廠一級粉煤灰，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，采用的是磨細礦粉，流動度比為11．1%，含水量為1．85%，比表面積為每克440平方米。膨脹劑選擇的是國內某公司生產的新型氧化鎂復合膨脹劑，減水劑采用的是某公司生產的高效減水劑，粗集料和細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控制氧化鎂復合膨脹劑摻量，在確定減水劑摻量方面，需要嚴格依據保證新拌混凝土坍落度在16厘米到20厘米之間的實驗結果來進行。

三是試驗方法:嚴格依據國家頒布的普通混凝土力學性能試驗方法標準來試驗混凝土的抗壓強度和劈拉強度，將100毫米*100毫米*100毫米規格的鋼試模作為試驗模。將水泥凈漿壓蒸試驗作為安定性試驗，這次試驗的試模為25毫米*25毫米*25毫米鋼試模，經過24小時的標準養護之后，加速養護于80攝氏度的水中，控制養護時間為1天左右，然后在216攝氏度的條件下，對混凝土進行3個小時的壓蒸。按照普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法來試驗混凝土的變形特性，采用的鋼試模規格為100毫米*100毫米*515毫米，經過24小時的養護之后脫模，然后按照三組來劃分試件，并且在不同的環境條件下分別養護，以便測試高性能混凝土變形特性受到氧化鎂復合膨脹劑的影響。其中，在溫度為21攝氏度左右的水中養護試件，達到規定齡期之后，對其膨脹率進行測定;第二組利用自粘性鋁箔來包裹密封試件，在溫度為21攝氏度，相對濕度為百分之六十五的條件下進行養護，到達規定齡期之后，對其自生體積變形率進行測試;第三組試件經過脫模之后，養護于溫度為22攝氏度、相對濕度為百分之九十八的標準條件下養護，兩天之后，在溫度為21攝氏度、相對濕度為65%的干燥條件下養護，到達規定齡期之后，對其干燥收縮率進行測試。

2 試驗結果分析

一是摻加氧化鎂復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合膨脹劑，減小了水化作用產生的體積膨脹，無法有效的補償高性能混凝土的收縮。摻加了較多的氧化鎂復合膨脹劑，就會增大它的水化產生的膨脹，容易有膨脹應力集中產生于混凝土內部，混凝土結構遭到破壞。因此，不管是過小、過大的膨脹，甚至不夠均勻，都會影響到混凝土的耐久性。通過實踐研究表明，隨著增加氧化鎂復合膨脹劑的摻量，就會增大水泥凈漿試件，但是沒有線性關系存在于壓蒸膨脹率和摻量之間。氧化鎂復合膨脹劑摻加量是固定的，那么凈漿試件的水膠比月底，就會有越大的膨脹率，8%為氧化鎂復合膨脹劑在高性能混凝土中的最佳摻加量。

二是氧化鎂復合膨脹劑對高性能混凝土強度的影響:安定性得到保證的基礎上，我們對高性能混凝土的抗壓強度和劈拉強度進行了試驗。通過研究發現，相較于不摻加膨脹劑的基準混凝土，摻加氧化鎂復合膨脹劑之后，就會在一定程度降低混凝土的抗壓強度。越低的水膠比，將氧化鎂復合膨脹劑摻加過來之后，就會在較大程度上降低混凝土同齡期的抗壓強度。如果水膠比是固定的，那么隨著延長養護齡期，就會減小摻加氧化鎂復合膨脹劑混凝土的抗壓強度。摻加過氧化鎂復合膨脹劑之后，混凝土的劈拉強度可以得到一定程度的增大。并且有著越高的水膠比，摻加氧化鎂復合膨脹劑，就會越明顯的增加混凝土劈拉強度。筆者認為，將膠凝材料發展為氧化鎂復合膨脹劑，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，這樣混凝土抗壓強度就可以得到降低;另外一個方面，在水化膨脹的過程中，氧化鎂復合膨脹劑的膨脹產物會在較大的孔徑之中填充，孔結構得到了優化，孔徑分布得到了改善，漿體孔隙率得到了降低，并且混凝土劈拉強度可以得到有效的增大。

三是氧化鎂復合膨脹劑對高性能混凝土干燥收縮的影響:對于各組混凝土試件在20氏度溫度、相對濕度60%相對濕度的養護條件下的干燥收縮特性可以用曲線來表示;研究得知，混凝土試件在摻加和不摻加氧化鎂復合膨脹劑的情況下，在20攝氏度溫度和60%相對濕度的條件下，都有收縮變形出現，但是和不摻加氧化鎂復合膨脹劑的基準混凝土相比，摻加過氧化鎂復合膨脹劑之后，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，會有更大的降低幅度。但是，我們需要注意的是，在如今的研究中，還沒有清楚的分析新型氧化鎂復合膨脹劑對高性能混凝土的減縮效果作用機理，因此，相關人員在后續的實驗中，需要對此著重研究。

3 結語

通過上文的敘述分析我們可以得知，在本次試驗中，我們通過一系列的研究，得出了8%是氧化鎂復合膨脹劑在高性能混凝土中的最佳摻加量，相較于通靈期基準混凝土的抗壓強度相比，摻加過氧化鎂復合膨脹劑之后，會在一定程度降低它的抗壓強度，但是會提升它的劈拉強度。另外，在高性能混凝土內部摻加了8%氧化鎂復合膨脹劑，有膨脹產生于混凝土內部，這樣高性能混凝土的收縮特征就得到了有效的改善。相關的工作人員需要進一步試驗，掌握相關的作用機理，以便對混凝土性能有效的改善。

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