MgO混凝土研究现状及应用展望

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1、MgO混凝土研究现状及应用展望赵松海L2。魏丽颖2。管学茂1。汪澜2(1．河南理工大学材料科学与工程学院，河南焦作454003；2．中国建筑材料科学研究总院绿色建筑材料国家重点实验室，北京100024)摘要：文章简述了Mgo混凝土的发展历程和膨胀的影响因素，介绍并分析MgO混凝土主要性能的研究进展和应用现状及前景，指出了目前研究应用中存在的1'3题及解决方向，为Mgo混凝土深入研究和更好的实际应用提供参考。关键词：MgO混凝土；膨胀机理；膨胀性能；应用展望Abstract：’nledevelopmemprocessofMgOconcreteisdescribed．rIhefactorsaf

2、fectingtheexpansionofMgOconcreteissummarized．ThestudyprogressofthemainpropertiesofMgoconcreteisintroduced．TheapplicationstatusandprospectofMgoconcreteareanalyzed．r11leproblemsofcurrentresearchandthesolvingdirectionarepointedout．7nlisprovidesbetterreferencesforin-depthstudyandpracticalapplicationso

3、fMgOconcrete．Keywords：M[goconcrete；expansionmechanism；expansionproperties；applicationprospect0引言对水泥中Mgo的研究最早起源于国外。Lea首次提出Mgo含量过高会引起水泥安定性不良的问题，另外，德国Cassel市政大楼也因水泥中Mgo含量高达27％导致损坏．此后水泥中游离氧化镁逐渐引起研究人员的注意。1980年，美国学者Metha和Pirtez将M如作为膨胀剂掺人大体积混凝土，研究了M如的膨胀性能并做了混凝土试验，指出利用其水化产生的膨胀应力可以达到补偿大体积混凝土温降收缩的目的．但这一理论并没

4、有应用于工程实践。我国应用M如微膨胀混凝土筑坝技术在世界上处于领先地位。1975。1982年，中国吉林省建造的白山大坝在最大温差超过40℃的情况下．并没有产生基础贯穿裂缝等安定性不良的问题．这一现象引起了国内许多专家的关注。唐明述等人对这一现象进行了大量研究并提出．白山大坝混凝土产生自生体积膨胀的主要原因是由于制作混凝土的抚顺水泥厂的水泥熟料中含有较多的具有延迟微膨胀特性的Mgo(高达4．72％)。此后，利用Mgo的延迟微膨胀性能来补偿混凝土的温降收缩引起了越来越多研究人员的注意．许多学者进行了大量的实验室研究和现场试验，使Mgo混凝土性能和施工工艺不断成熟．并相继在很多大型水电工程中得以

5、成功应用．逐渐实现了机械化施工。收到了很好的效果。Mgo微膨胀混凝土筑坝技术于1989年9月在贵阳通过了能源部组织的部级技术鉴定。并于之后进行推广应用。取得了很好的经济效益和社会效益。但是在MgO混凝土发展过程中还存在很多问题，如能顺利解决，必将推进Mgo混凝土的持续发展。1MgO水化膨胀特点及机理如果大体积混凝土内部温度降低引起的收缩拉应力超过混凝土的抗拉强度．那么势必引起混凝土的开裂。Mgo延迟微膨胀的特性可以有效补偿大体积混凝土的温降收缩．从而保证混凝土的整体性和完整性。为了弄清Mgo水化膨胀特点和机理，有效控制其膨胀性能．使其膨胀与大体积混凝土的温降收缩相匹配．国内外很多专家做了大

6、量的研究工作。—．21—．1．1MgO水化膨胀特点MgO混凝土中．MgO水化反应生成六方柱状Mg(OH)：晶体，晶体体积增大为原来的两倍多，虽然反应需水量少．但水化十分缓慢．对温度十分敏感，具有延迟微膨胀特性．膨胀主要发生在后期。水泥中钙矾石的水化膨胀在7d之前已经完成大部分．28d之前基本结束．而MgO的水化则主要发生在14d、28d以后至几年的时间内。MgO水化是不可逆的渐进反应．水化反应是连续稳定的。水化产物Mg(OH)：溶解度非常低，一旦生成便长期稳定存在．不会发生二次膨胀。1．2MgO水化膨胀机理1．2．1MgO水化动力学在前人结晶学的研究基础上，楼宗汉、翟学良、钱海燕等人对Mg

7、O的水化动力学进行了研究．得到了不同条件下MgO的水化拟合曲线．认为MgO的水化反应是通过产物层扩散到达反应界面所控制的原地固相反应．符合简单的级数反应．属于一级反应动力学，其动力学方程应为：-In(1-a)=kt式中：d为氧化镁的水化率；k为水化反应速率常数：t为水化时间。根据实验求得的水化反应速率常数k．并根据阿仑涅乌斯方程：k(七1／k2)=Ea／R(1／t1-1／t2)计算得到了活化能数据。虽然不同来源MgO晶格