膨胀混凝土的近期技术动向

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1、第40卷第7期建筑技术开发Vo1．40，No．72013年7月BuildingTechniqueDevelopmentJu1．2013膨胀混凝土的近期技术动向朱航征编译用于混凝土的膨胀材料，开发至今已有30多应生成的膨胀成分为钙矾石；B为铝酸三钙、石膏与年。混凝土使用膨胀材料具有抑制干燥收缩和温度水反应同样生成钙矾石；C、F为氧化钙(生石灰)与应力引起裂缝的效果，这在膨胀材料开发期间已积水反应生成的是氢氧化钙；E的反应与前述硫铝酸累了大量研究成果。特别是在最近，有关膨胀材料钙和氢氧化钙具有相同的生成物。这些反应都是主定量评价的研究盛行，还有低添加型膨胀材料的普要

2、反应，实际上水泥中的主要矿物质是硅酸三钙、硅及应用，与一般商品混凝土相比，在建筑工程和土木酸二钙，与间隙质的水化反应是一种竞争反应，也是工程中的使用比例均有所增加，甚至大幅度地增加。一种复杂反应。由于膨胀材料的水化反应生成物与1膨胀材料的膨胀机理水泥水化生成物是相同的，对一般混凝土固化体的膨胀材料在混凝土固化过程中，通过水化反应，组织结构因而不致有大的变化，对强度等性能也不被认为是一种能使混凝土体积增加的一种外加剂。致有大的影响。按膨胀材料反应生成物质的不同，大致分为钙矾石表2化学反应式系和石灰系。关于膨胀材料的膨胀机理有膨润说、类别化学反应式粉化说等，尚未完全

3、明确。表1所示为膨胀材料在3CaO·3AI2O3。CaSO4+6CaO+8CaSO4+96H20反应中，经质量和相对密度的计算所取得的体积，表A．D明在反应后体积有所减少。但以钙矾石系结晶与氢_÷3(3CaO’A12O3‘3CaSO4’32H2O)氧化钙结晶，由于空隙的形成和增长，因而使表现体积随之增长，这一说法比较有力。!：+3CaSO+32H20B-~,3CaO‘AI2O3。3CaSO4·32H2O表1膨胀材料的水化反应与体积变化膨胀材料种类水化反应与体积变化C，F+Hz0一钙矾石系3CaO‘3AI2O2。CaSO4++6CaO+8CaSOl+3CaO·3A

4、12O3‘CaSO4+6CaO+8CaSO4+96H2O96H2O一3(3CaO·A12O3·3CaSOl·32H2O)E--+3(3CaO·A12O3·3CaSO4·32H2O)质量变化610+336+1038+l728—_+3762ca密度2．61+3．34+2．96+1．00—’1．73__o+Hz0一!坚体积变化234+101+368+1728(计2431)一21752膨胀混凝土的基本性能体积变化率(2175—2431)×100／2431=一10．5％膨胀材料按单轴约束膨胀试验(含筋率约为石灰系CaO+H20_+ca(OH)21％)，其标准混合量7～14

5、d的膨胀量为(150～250)质量变化56+l8—74×10～。近来开发的低添加型材料，其特点是：添加密度3．31+1．OO—2．24量少却能获得具有以往膨胀材料相同的膨胀性能，体积变化17+l8(计35)一33并提高了经济性。此外，面对混凝土制品又开发了一种具有旱强性轴的高性能膨胀材料，随之对膨胀体积变化率(33—35)×100／35=一5．7％材料的需要量也日渐增加。关于低膨胀材料的应用，有关材料的混合量与单轴约束膨胀率的关系如膨胀材料的主要化学反应的分类如表2所示。图1所示。表中的A、D为硫铝酸钙、氧化钙、无水石膏与水反第40卷朱航征：膨胀混凝土的近期技术

6、动向第7期0×)哥避变形这两者。基于各养护条件下的约束膨胀变形的姗枷栅瑚瑚挪瑚啪瑚如o实测值，进行回归求出表现膨胀变形和表观纵弹性模量。考虑到温度滞变的变形与表观纵弹性模量，将其编入有限单元法程序，各膨胀应力即可进行精确计算。按以上方法进行的推算值与实测值的比较结果如图2所示。图中的计算值①为表观纵弹性模量仅考虑温度滞变的影响；计算值②为附加人蠕变降低比的结果。按计算值①评价膨胀应力过大；反之，按计算值②则可对实测值进行精度良好地评价。本法图l单位膨胀材料用量与约束有关细节可参照相关文献。膨胀率、抗压强度比啪鲫；2∞①一天约束抗压强度比；②约束膨胀率、丑骥搭由①

7、可知，采用以往膨胀材料的2／3添加量即可获得所需膨胀性能。使用膨胀材料对于燥收缩应力、自收缩应力、温度应力引起的各类收缩裂缝具有抑制效果，这已由以往的研究所明确。还有，在膨胀日鲁《邂酱磐混凝土的多轴约束弯曲构件裂缝发生后而被抑制进展，说明具有缓慢释放拉应力等效果。但是一直以来有关膨胀材料抑制裂缝效果的定量评价仍是一项有待解决的课题。3抑制温度裂缝的效果对于大体积混凝土的温度应力分析已有一些解图2膨胀应力的推定值与实测值的比较析程序方案。其中有关膨胀材料的效果，过去均以4早强型膨胀材料线膨胀系数的变更和发生应力的降低表示。在进行混凝土制品长期在货粉堆放引起的干燥收

8、缩裂大体积混凝土温度应力