湿度对氧化镁膨胀剂膨胀行为的影响文献综述

 2022-10-26 04:10
  1. 文献综述(或调研报告):

湿度对氧化镁膨胀剂膨胀行为的影响

摘要:收缩产生裂缝一直是工程上面临的重要问题,膨胀剂的出现有效的解决了收缩难题。但是膨胀剂也存在许多问题,作为最具特点的可设计调控的氧化镁类膨胀剂,因影响因素太多如煅烧温度和经停时间影响氧化镁颗粒结构与活性,温湿度,PH值和离子等影响水化过程,在混凝土碱性环境下具体水化机理不够明确而使发展受到制约。氧化镁膨胀剂的膨胀速率对于湿度较为敏感,而水泥水化过程也是一个湿度逐渐降低的过程,但是目前还缺少关于湿度的膨胀预测模型,希望能以湿度着手,综合其他因素建立以湿度相关的氧化镁膨胀剂的膨胀模型。探究氧化镁膨胀剂在混凝土体系中的具体水化过程,预测不同体系中氧化镁的膨胀,准确调控收缩。

关键词:氧化镁膨胀剂,湿度,水泥微结构,膨胀模型

1 研究背景及意义

在过去相当长一段时间里,以及在未来的社会,在中国包括世界所有的发展中国家,都在不断地规划或者进行水电大坝,桥梁隧道,地铁工程等基础工程设施的建设。随着施工技术的发展,大型地下建筑也越来越常见。在亚洲,非洲南美洲等大多数发展中国家,大型沿海港口和机场建设也越来越普遍。但是,随着建筑体量的增大,收缩开裂问题越来越关键,仍然是很多工程面临的主要问题。

在混凝土硬化过程中,有很多因素造成混凝土裂缝产生,除了荷载作用下形成裂缝,还有非荷载作用下裂缝的形成,其中最大的一个原因就是混凝土在限制条件下收缩产生裂缝。有以下几种类型[1],(1)沉降收缩造成的塑性塌落裂缝。(2)硬化前塑形收缩导致的塑形收缩裂缝。(3)自干燥收缩和干燥收缩导致的干燥收缩裂缝。(4)温度变化产生的温度变形裂缝。除此之外还有在一定温湿度条件下因为碳化导致混凝土收缩开裂。混凝土开裂不仅可能导致泄露,同时更关键的是会成为水和其他有害物质进出的通道,比如氯离子,硫酸根离子,二氧化碳等物质对混凝土和钢筋造成腐蚀,造成了混凝土结构的力学和耐久性能的劣化,不仅会降低结构的服役寿命,更可能造成事故的发生,威胁着生命财产安全,据报道,美国在桥梁重建的费用高达2000亿美元,每年仅仅检修费用就达到了50多亿美元[2][3]。所以现在混凝土施工中很关键的问题就是如何减低混凝土收缩,提高混凝土的耐久性和延长结构的服役寿命。

而补偿收缩外加剂——膨胀剂的出现有效的解决了混凝土收缩导致的裂缝问题。膨胀剂由膨胀水泥发展而来,掺入膨胀剂能够改善混凝土内部应力,大幅度减少甚至完全避免混凝土的开裂收缩的风险。大量的工程实际已经表明,良好控制膨胀剂的膨胀行为,能够使混凝土早期收缩得到补偿,大范围减少早期收缩裂缝的产生。

2 膨胀剂

2.1 膨胀剂种类

混凝土膨胀剂是指与水泥,水拌和后经水化反应生成钙矾石或(和)氢氧化钙等使混凝土产生膨胀的外加剂,根据膨胀剂的化学组成不同,膨胀剂可分为三类,硫铝酸钙类混凝土膨胀剂,氧化钙类膨胀剂和硫铝酸钙—氧化钙类膨胀剂[4]。除此之外还有生成氧化镁使混凝土产生膨胀的氧化镁类膨胀剂。

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