文档介绍：混凝土外加剂
膨胀剂
目录/Contents
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基本概述
作用机理
对混凝土性能的影响分析
膨胀性能影响因素分析
公路工程中的应用
膨胀剂定义
概述/Summary
膨胀剂是指掺入到混凝土中,通过产生一定的限制膨胀,补偿混凝土的收缩,有利于提高混凝土的抗渗防裂的物质。
类别
膨胀源
特点
硫铝酸钙类
与水泥和水拌和,经水化反应生成钙矾石膨胀组分
硫铝酸钙类,以硫铝酸盐熟料、明矾石和石膏作原料粉磨而成(UEA、CSA等),其中硫铝酸钙类膨胀剂UEA系列占膨胀剂总量的80%。
石灰类
主要利用CaO水化硬化过程中的体积膨胀(Ca(0H)2)
氧化镁类
利用MgO如生成Mg(0H)2结晶
铝酸钙类
与水泥和水拌和,经水化反应生成钙矾石膨胀组分
复合膨胀剂
基本成分为硫铝酸钙、氧化钙、氧化镁和氧化铁,若膨胀剂的组成中包括两种或两种以上的组分则称为复合膨胀剂
膨胀剂类型
概述/Summary
根据膨胀源的化学性能分为:
我国主要膨胀剂的组成情况
膨胀剂主要功能
概述/Summary
膨胀剂主要用于配制膨胀混凝土,功能集中在防渗和抗裂两个方面。
主要应用
膨胀混凝土还可以直接用膨胀水泥配制,但是采用掺加膨胀剂易于控制膨胀量,所以发展膨胀剂代替膨胀水泥是目前膨胀混凝土的发展方向
用于结构自防水工程,如高层建筑基础和地下室等
用于刚性防水屋面和侧浴间的刚性防水
用于特种结构工程,如体育馆看台、污水处理厂、地铁工程
用于大体积混凝土结构工程,如大型混凝土结构基础,大型设备基础
用于不裂路面和机场跑道
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作用机理
混凝土开裂的变形解释
如果混凝土结构不受任何约束,可以自由收缩不会产生裂缝,因为混凝土收缩时产生的是“相向变形”
如果混凝土在收缩时四周或端部受到限制或约束,它不能自由收缩,在混凝土内部会产生拉应力,即产生“背向变形”
当混凝土体积内部的拉伸变形达到或超过混凝土的极限拉伸变形时就会产生裂缝。
混凝土变形常常受到钢筋及其周围混凝土的限制,因此混凝土开裂最主要的因素是限制收缩
混凝土开裂的变形解释
研究表明混凝土收缩裂缝间距有以下表达式:
设法提高混凝土的极限拉伸率是不太可能的,而设法降低温差引起的变形还是可行的。
分析左式
对于膨胀混凝土来说,由于经过一定的龄期后要产生一定的限制膨胀ε(t)
,如一般的膨胀混凝土在7天时的限制膨胀率为2~4×10-4,按 T=ε(t)/α计算可得温差 T 为 20~40℃
式中:
k――常数,与混凝土的体积、弹性模量和约束系数有关;
α――混凝土的温度线膨胀系数;
T――综合温差;
εP――混凝土的极限拉伸率;
arcosh――双曲余弦的反函数。
补偿收缩模式
补偿收缩混凝土的补偿模式
1979年我国建材院吴中伟教授提出的
混凝土补偿收缩混凝土模式如右图
对于膨胀混凝土来说,其自由膨胀率比普通混凝土大得多
随着龄期的延长,膨胀混凝土其膨胀率呈现回落趋势,但到一定龄期后膨胀率不再降低,总体仍处膨胀状态;而普通混凝土其微小的膨胀随着龄期的增长出现较大降低,到一定龄期后已处于收缩状态。
补偿收缩模式认为只要混凝土的收缩不超过混凝土的极限延伸率,混凝土便不会开裂
补偿收缩模式
研究
表明
采用膨胀剂技术后,由于膨胀剂在水泥水化和硬化过程中产生体积膨胀,在钢筋和邻位的限制下,可在结构内建立自应力值σ= MPa~,这相当于提高了混凝土的抗拉强度
由此可见,补偿收缩混凝土一方面推迟了收缩的产生过程;另一方面,抗拉
强度在此过程中获得了较大幅度的增长,当混凝土收缩开始时,其抗拉强度已经增长到足以抵抗混凝土收缩变形的强度,从而减少或防止了混凝土裂缝诉出现。
还有一些从膨胀源入手的微观研究理论,如结晶膨胀理论、胶体吸水肿胀学说等,￮￮￮￮￮￮￮￮