新型氧化镁膨胀剂对混凝土性能的影响研究

发布时间：2020-05-26 04:15

【摘要】：现代混凝土结构中能否实现高性能在较大程度上取决于其抵抗开裂的能力,由于传统膨胀剂存在的固有缺陷,在长期以来工程使用暴露出一些问题,有些工程上效果较差。新型轻烧氧化镁膨胀剂即轻烧氧化镁膨胀剂,其延迟微膨胀特性能够满足早期膨胀量要求又能补偿后期收缩,是实现在民用建筑工程中应用的前提,是实现混凝土性能优化的发展方向,近几年来得到关注和广泛应用。现代混凝土是基于化学外加剂技术迅速发展和广泛应用的多组分混凝土,矿物掺和料成为常规原材料,水泥用量越来越少。,本文以轻烧氧化镁膨胀剂在0%、3%、6%、9%的总用量下平均替代低熟料胶凝材料体系(基准水泥:粉煤灰:S95矿渣=4:3:3)中各组分,在不同养护温度、有无约束条件下,对C30、C45混凝土的新拌混凝土和易性、力学性能、抗碳化性能、膨胀性能、微观性能产生的影响进行探索,得到结论:(1)在浆体、胶砂和混凝土中掺入轻烧氧化镁膨胀剂时,其工作性能均随着轻烧氧化镁膨胀剂用量的增大即分别掺0%、3%、6%、9%而降低用量过高(9%)时,以减水剂进行工作性能的调整易产生离析泌水现象。(2)轻烧氧化镁膨胀剂的掺入:会降低胶凝材料浆体的经时流动度,并且胶材浆体在整个剪切过程中都表现出剪切变稀,但掺入3%时可明显提高浆体的塑性粘度;会降低7d龄期前胶砂的强度,胶砂的后期强度随掺量的变化先增加后降低,掺量3%~6%时,强度有所提高。同时,有约束养护条件下也可提高胶砂的强度。(3)在轻烧氧化镁膨胀剂分别以0%、3%、6%、9%取代胶凝材料时,C30、C45混凝土强度先升高再降低,且掺量为3%时的混凝土抗压强度最高。带模养护可提高C30、C45混凝土的抗压强度,但对C30混凝土强度的提高幅度大于对C45混凝土强度的提高幅度。40度下养护能够显著提高C30混凝土的强度,并且对早期强度的提高比后期强度更明显,对C45混凝土早期抗压强度起极小的促进作用但并不能提高其后期强度。(4)掺轻烧氧化镁膨胀剂混凝土自由膨胀率的增长呈现早期低、中期高、后期缓的趋势,前7d膨胀率增长较慢,而7d龄期后膨胀率的增幅逐渐加大,自由膨胀率总量集中在7~28d,到60d时趋于平缓但还有继续缓慢增长的趋势,60d龄期时的膨胀率已达120d龄期膨胀率的80%以上。轻烧氧化镁膨胀剂掺量越高,混凝土自由膨胀率越高,9%用量的C30混凝土自由膨胀率为0.09%,为各用量下膨胀率的最大值。C45混凝土各龄期同掺量下自由膨胀率均略低于C30混凝土的自由膨胀率,越高掺量下,混凝土强度等级越高,自由膨胀率相对越低。40度高温养护也提高掺轻烧氧化镁膨胀剂C45混凝土的限制膨胀率,但增加的幅度明显低于同条件下C30混凝土的限制膨胀率的增幅。(5)轻烧氧化镁膨胀剂的掺入降低了C30与C45混凝土的碳化深度,3%至6%用量时,掺量越高,碳化值越低,轻烧氧化镁膨胀剂有助于混凝土的抗碳化能力的提高。
【图文】：

曲线,轻烧氧化镁,膨胀剂,净浆流动度

浆体的流变性能，分别测定不同轻烧氧化镁膨胀剂掺量净浆的塑性粘度、剪变性能指标，，用 Rheo3000 软件进行数值拟合，得到流变学方程和相应的流过软件对实验数据进行拟合。试验配合比见表 3-3。表 3-3 浆体配合比（g）Table 3-3 Mixture ratio of neat cement slurry (g)组别基准水泥粉煤灰 S95 矿渣轻烧氧化镁膨胀剂水减水剂EA -0% 80 60 60 0 76 适量EA -3% 78 58 58 6 76 适量EA -6% 75 56 56 12 76 适量结论与分析烧 MgO 膨胀剂对浆体流动度的影响规律过测量不同轻烧氧化镁膨胀剂掺量下浆体的流动度，可以得到流动度随轻烧剂掺量变化的曲线，如图 3-1。

曲线,剪切应力,剪切速率,轻烧

在图 3-1 中，不加轻烧 MgO 膨胀剂时，浆体的经时流动度均高于掺入轻烧 MgO 膨胀剂的浆体，这说明轻烧MgO膨胀剂的掺入会降低浆体的经时流动度，并且在轻烧MgO膨胀剂用量不断提高时，经时流动度逐渐降低。轻烧 MgO 膨胀剂用量在 3%、6%时，流动度随时间的增加缓慢降低，并且流动度的降低趋势逐渐变缓，在 60min、120min 时数值基本一致。但当轻烧 MgO 膨胀剂用量达到 9%时，经时流动度在 30min 左右就显著降低，且浆体的经时流动度随时间的增加而显著降低，降低的速率也比较大，并且也没有趋于稳定的趋势。这说明轻烧氧化镁膨胀剂在较高掺量时会对浆体体系的经时流动度产生很大影响。可能是由于轻烧 MgO 膨胀剂颗粒吸附了水分，这种需水行为会与水泥形成竞争水分的关系，相当于降低了整个浆体体系的水胶比，从而降低浆体的经时流动度。3.3.2 轻烧 MgO 膨胀剂对浆体剪切应力与剪切粘度的影响规律利用流变仪进行不同轻烧氧化镁膨胀剂掺量下浆体的流变试验，进行拟合后浆体剪切应力与剪切粘度随剪切速率的变化曲线如图 3-2 与图 3-3 所示。
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528

【参考文献】