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膨胀剂的应用环境改变了

信息来源:www.cqtkwjc.com | 发布时间:2020年06月28日

  (1)混凝土结构变大,水化温度升高

  起初主要在一些薄壁结构使用膨胀剂膨胀剂,近年来随着建筑结构大型化、复杂化,膨胀剂主要使用于大体积基础底板和超长结构无缝施工等工程部位。混凝土结构的尺寸由薄变厚,再加上混凝土强度高,水胶比低,混凝土密实度增加,外部水分难以进入,潮湿养护作用效果降低,造成混凝土内部水化环境改变。同时,随着混凝土构造物体积和强度的不断增加,混凝土的胶凝材料用量用量大(常超过400kg/m3),水化放热量大且放热时间相对集中,在短时间内不易散发造成内部温度高。底板厚度大于1.5~2m的大体积混凝土内部温度常常超过60℃,甚至在浇注后2~3d内达到70~80℃以上,如上海金茂大厦的4m厚的大体积混凝土底板内部温度在浇筑后52h达到97.5℃混凝土内部温度升高必然会使化学反应速率加快,混凝土水化环境的改变对于膨胀剂膨胀效能发挥的影响程度应得到重视,可能因为缺水而无法充分水化,失去补偿收缩作用。

  另一方面,硫铝酸盐型膨胀剂的水化产物钙矾石,在温度高于70℃时不稳定,会发生分解,导致膨胀倒缩、甚至失去补偿收缩作用。钙矾石分解产物为AFm,Al3+和SO42-被C-S-H凝胶吸附,当混凝土长时间处于常温潮湿环境中时,内部的AFm、C-S-H凝胶和孔溶液中的离子和水会发生反应,再次生成钙矾石,发生“延迟钙矾石生成”现象,这种延迟膨胀可能对混凝土的微观结构产生破坏作用。在低水胶比的大体积混凝土中,少量钙矾石即可造成很大的应力集中,引起开裂。

  (2)矿物掺合料使胶凝材料组分更加复杂

  矿物掺合料在混凝土中广泛使用,使得混凝土的胶凝材料组成更加复杂,同种膨胀剂在不同胶凝材料体系中的膨胀性能可能产生巨大差异。在工程实践中,把膨胀剂作为指标指导复杂工程环境和不同胶凝体系的混凝土工程显然是不合适的,尤其是高温环境中胶凝材料组成对膨胀剂产生的作用影响。针对硫铝酸钙类膨胀剂在混凝土中的膨胀效能发挥及其稳定性进行了一些有益的研究,然而针对硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂所做工作仍较为有限,还有待研究的问题有:胶凝材料组成、养护温度、约束条件等多因素耦合作用下膨胀剂对膨胀砂浆和膨胀混凝土的补偿收缩效果以及膨胀与强度的匹配性的影响,等强度混凝土中多因素耦合作用对膨胀剂膨胀效能的影响以及膨胀剂在低水胶比补偿收缩混凝土中的有效性。如,使用粉煤灰等量替代水泥可以有效降低混凝土内部温升,降低其温度收缩,掺加粉煤灰、矿渣等矿物掺合料能有效减少或避免高温养护条件或高温高湿环境下由于延迟钙矾石生成而导致的混凝土开裂。

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