氧化镁复合膨胀剂对高性能混凝土安定性能和力学性能的影响

■冯 剑，黄文超 ■江西省建筑科学研究院，江西 南昌 330000

水泥混凝土作为一种水硬性胶凝材料，水泥混凝土结构如果处于自然环境中，在水化硬化的过程中，自身水化再加上失水问题，就有自收缩、干燥收缩和温降收缩出现，导致混凝土开裂，影响到工程质量。因此，在具体实践中，就需要将一系列的措施给应用过来，促使各种收缩得到减小甚至是消除，避免有开裂问题出现。在对水泥基材料收缩开裂抑制中，非常经济的一种措施就是将膨胀组分水化过程中产生的体积膨胀给应用过来，以便对水泥基材料的收缩有效补偿。

1 试验

一是原材料:在本次试验中，将52．5二级硅酸盐水泥给应用过来，标准稠度用水量和细度分别控制为28．5%和2．5%，28天的抗压强度为60．5MPa粉煤灰;某电热厂一级粉煤灰，需水量比和含水量分别为91．5%和0．2%，比表面积为320平方米每克;在矿粉方面，采用的是磨细矿粉，流动度比为11．1%，含水量为1．85%，比表面积为每克440平方米。膨胀剂选择的是国内某公司生产的新型氧化镁复合膨胀剂，减水剂采用的是某公司生产的高效减水剂，粗集料和细集料分别采用的是玄武岩碎石和河砂。

二是配合比:在本次试验中，我们选择了两种水胶比，分别是0．45和0．35，按照胶凝材料总量的百分之八来控制氧化镁复合膨胀剂掺量，在确定减水剂掺量方面，需要严格依据保证新拌混凝土坍落度在16厘米到20厘米之间的实验结果来进行。

三是试验方法:严格依据国家颁布的普通混凝土力学性能试验方法标准来试验混凝土的抗压强度和劈拉强度，将100毫米*100毫米*100毫米规格的钢试模作为试验模。将水泥净浆压蒸试验作为安定性试验，这次试验的试模为25毫米*25毫米*25毫米钢试模，经过24小时的标准养护之后，加速养护于80摄氏度的水中，控制养护时间为1天左右，然后在216摄氏度的条件下，对混凝土进行3个小时的压蒸。按照普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法来试验混凝土的变形特性，采用的钢试模规格为100毫米*100毫米*515毫米，经过24小时的养护之后脱模，然后按照三组来划分试件，并且在不同的环境条件下分别养护，以便测试高性能混凝土变形特性受到氧化镁复合膨胀剂的影响。其中，在温度为21摄氏度左右的水中养护试件，达到规定龄期之后，对其膨胀率进行测定;第二组利用自粘性铝箔来包裹密封试件，在温度为21摄氏度，相对湿度为百分之六十五的条件下进行养护，到达规定龄期之后，对其自生体积变形率进行测试;第三组试件经过脱模之后，养护于温度为22摄氏度、相对湿度为百分之九十八的标准条件下养护，两天之后，在温度为21摄氏度、相对湿度为65%的干燥条件下养护，到达规定龄期之后，对其干燥收缩率进行测试。

2 试验结果分析

一是掺加氧化镁复合膨胀剂高性能混凝土的安定性:在高性能混凝土中只掺加了少量的氧化镁复合膨胀剂，减小了水化作用产生的体积膨胀，无法有效的补偿高性能混凝土的收缩。掺加了较多的氧化镁复合膨胀剂，就会增大它的水化产生的膨胀，容易有膨胀应力集中产生于混凝土内部，混凝土结构遭到破坏。因此，不管是过小、过大的膨胀，甚至不够均匀，都会影响到混凝土的耐久性。通过实践研究表明，随着增加氧化镁复合膨胀剂的掺量，就会增大水泥净浆试件，但是没有线性关系存在于压蒸膨胀率和掺量之间。氧化镁复合膨胀剂掺加量是固定的，那么净浆试件的水胶比月底，就会有越大的膨胀率，8%为氧化镁复合膨胀剂在高性能混凝土中的最佳掺加量。

二是氧化镁复合膨胀剂对高性能混凝土强度的影响:安定性得到保证的基础上，我们对高性能混凝土的抗压强度和劈拉强度进行了试验。通过研究发现，相较于不掺加膨胀剂的基准混凝土，掺加氧化镁复合膨胀剂之后，就会在一定程度降低混凝土的抗压强度。越低的水胶比，将氧化镁复合膨胀剂掺加过来之后，就会在较大程度上降低混凝土同龄期的抗压强度。如果水胶比是固定的，那么随着延长养护龄期，就会减小掺加氧化镁复合膨胀剂混凝土的抗压强度。掺加过氧化镁复合膨胀剂之后，混凝土的劈拉强度可以得到一定程度的增大。并且有着越高的水胶比，掺加氧化镁复合膨胀剂，就会越明显的增加混凝土劈拉强度。笔者认为，将胶凝材料发展为氧化镁复合膨胀剂，用于水化的胶凝材料总量可以得到降低，有效水胶比得到了增大，这样混凝土抗压强度就可以得到降低;另外一个方面，在水化膨胀的过程中，氧化镁复合膨胀剂的膨胀产物会在较大的孔径之中填充，孔结构得到了优化，孔径分布得到了改善，浆体孔隙率得到了降低，并且混凝土劈拉强度可以得到有效的增大。

三是氧化镁复合膨胀剂对高性能混凝土干燥收缩的影响:对于各组混凝土试件在20氏度温度、相对湿度60%相对湿度的养护条件下的干燥收缩特性可以用曲线来表示;研究得知，混凝土试件在掺加和不掺加氧化镁复合膨胀剂的情况下，在20摄氏度温度和60%相对湿度的条件下，都有收缩变形出现，但是和不掺加氧化镁复合膨胀剂的基准混凝土相比，掺加过氧化镁复合膨胀剂之后，混凝土的干燥收缩得到了明显降低，并且随着干燥龄期的延长，会有更大的降低幅度。但是，我们需要注意的是，在如今的研究中，还没有清楚的分析新型氧化镁复合膨胀剂对高性能混凝土的减缩效果作用机理，因此，相关人员在后续的实验中，需要对此着重研究。

3 结语

通过上文的叙述分析我们可以得知，在本次试验中，我们通过一系列的研究，得出了8%是氧化镁复合膨胀剂在高性能混凝土中的最佳掺加量，相较于通灵期基准混凝土的抗压强度相比，掺加过氧化镁复合膨胀剂之后，会在一定程度降低它的抗压强度，但是会提升它的劈拉强度。另外，在高性能混凝土内部掺加了8%氧化镁复合膨胀剂，有膨胀产生于混凝土内部，这样高性能混凝土的收缩特征就得到了有效的改善。相关的工作人员需要进一步试验，掌握相关的作用机理，以便对混凝土性能有效的改善。

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