程潮铁矿废石——硬石膏在膨胀混凝土中的应用分析

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1、武汉理』：大学硕士学化论丈缝以及填塞孔洞、修补缝隙时．由j一混凝士的r缩，也难达到预期的效果，见H1(a)所示o“。小论何种原凶，j

2、起的体积不稳定，部能导致裂缝的产牛，f口最常见的是在限制条什F嗣收缩而引起的升裂。自从育水泥混凝}以来，裂缝问题一直Ⅲ扰着人们。为r弥补普通硅酸赫水泥混凝f：(或砂浆)的这缺陷，不少学肯企吲从不同角度解决收缩裂缝。经过深入研究和实践．认识到有‘tB可使水泥_i体积发牛膨胀的因素。于是采取厂使水泥石产：生适量膨胀的方法柬抵消其收缩，以避免裂缝的危害。陶内外的实践表驯，年

3、今只有膨胀混凝十取得明娃实效1”，见图1(b)所示‘”。撞睦靠承if．：挂凝士当劲l此力超过抗拉辗耀幅獠土断爱m辟腻采掘淫撮i胃图1硅酸盐水泥混凝土升裂和膨胀水泥混凝十预加应力示意图(a)硅酸魏水泥混凝土：(b)膨胀水泥混凝’t自从水泥混凝土问世以来，很多I一程就劂膨胀而导致崩溃事故，钙矾石的牛成是其中发生膨胀的t要原闲，岗此钙矾石曾被称为“水泥杆菌”，水泥混凝r的这种膨胀性破坏则被称为混凝土的Fj死病。自法国洛西叶开始，小少发明家利用这种有害的“水泥杆菌”的膨胀现象，将破坏性的膨胀能转化成有利的膨

4、胀能，产牛自应力、补偿性收缩、窬实高强等优越功能。这就产乍，膨胀混凝I：。膨胀混凝t是‘种特种混凝土，它包括补偿收缩混凝卜和自应力混凝土武汉理工大学硕士学位论文两大类，已在中国、前苏联、美国和同本等国家推广应用，取得显著的技术经济效益。膨胀混凝1：在水化硬化过程中伴随着自身体积膨胀，能够减轷或避免普通水泥混凝土由于水分蒸发、降温等原因产生的体积收缩和开裂，『酊开裂必然引起渗漏和耐久性降低；它能张拉钢筋，产生自应力，省去机械张拉所需的能量。膨胀荆则是一种能使混凝L或砂浆在水化过程中产生一定体积膨胀，并

5、在育约束条件F产生适宜}l虑力的外加剂”“。它具有使片{灵活、方便、质量容易得到控制，并能大大降低膨胀混凝土的成本等优点。同时，不同晶种的膨胀剂又为配制不同用途的补偿收缩混凝土提供了多种选择的余地，可满足特殊条件F膨胀混凝士的需要。(1)混凝土膨胀剂的分类目前各国使用的膨胀剂，根据其膨胀组分或膨胀产物可分为硫铝酸盐类(CsA)、氧化钙类(caO)、复合型【cAs．caO)、氧化镁类、金属类等类型，其各自的水化特性及主要用途列于表1。表1各类膨胀剂的丰要水化特性及用途}膨胀剂主要水化特性主要用途I屋面

6、薪水和地卜防水】程预j硫铮{酸盐类6CaO+A120，+3S03+32H20一制构件l砼接缝、补强、修补I(CSA)3CaO·A120{·3CaS仉·32H20和机嚣底脚螺丝、灌浆等{防水砼【程I氧化钙类caO+H20——Ca(OH)2灌浆

7、水化速度较快．比CSA膨胀荆的抢修丁J程{(Ca0)膨胀速率快。低温施J工程lCaO+H20——Ca(0H)2CaO十A1203+s03+H20—j复合掣CaO·A1203’CaS04‘H20地下防水1程、游泳池、坝体l遇水后5h即出现Ca(OH)2，7d防渗层

8、、混凝t后浇缝和预应Il(CaO．CSA)力J程。{时CaO已消耗尽．而钙矾石通过液相形成，并吸收Ca(oH)2，促进硅酸钙水化。武汉理T人学硕士学位论文Mgo+H20～Mg(OH)2l氧化镁类氧化镁烧成温度不¨，反应速度般应用(轻烧)有显著不同，轻烧(1000℃以下)高压釜燕养(重烧)l(MgO’的可在正常温度下水化．重烧(1500℃左右)的在高温F水化。悖铁粉系Fe+H20—一Fe(OH)3十H2适用十高温耶境，如填灌热车(Fe0)由于铁粉氧化反应很慢，持续时间的底脚螺栓，修补地坪基座问长，需掺

9、加氧化剂(过铬酸盐、和填缝等。高锰酸盐等)。铝粉系Al+H20——一Al(OH)3+H2灌浆用或加气混凝十用l(AI)由于产，￡H2，形成微小气泡，反应快。卜氟铝酸钙类过氧化氢类(2)国内外混凝土膨胀剂的发展现状目前，世界各国对混凝～r膨胀剂都非常关注。我国、前苏联、美幽、日本、瑞典、英国、德国、波兰、保加利、臣、澳火利、【t、瑞士、加拿大等国家都进行过膨胀水泥或膨胀剂生产与应用研究1：作““。其中，日本子1965年就开创r膨胀荆研究应用的先河，在近20年的时间里，日本对膨胀剂小仅作了应_【}j基础

10、研究，而U还对其微观结构作了深入研究。总体卜-看国外膨胀剂的发展町分为下列几个主要时期：1890年，CCandlot⋯报导了铝酸=i钙和硫酸钙能形成Candlot盐，即现在人们熟知的钙矾石柏；1892年，wMichaelisl“1指出硫酸盐导致混凝土破坏的原因是由于钙矾石的产生；1936年，法国学者享利．洛西口f(H．Losler)川最早认识到钙矾石具有消除收缩和产生项应力的作用，并提出，用硅酸盐水泥、膨胀剂和矿渣制造膨胀水泥的设想，其膨胀剂由矾土、石膏和白垩等磨制生