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膨胀混凝土

/expansive concrete/
最后更新 2022-01-20
浏览 229
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膨胀水泥或在混凝土中掺加膨胀剂配制的混凝土。

英文名称
expansive concrete
所属学科
材料科学与工程

膨胀混凝土因其优异的抗渗性、早期快硬性、后期强度高(或超过100兆帕)、耐硫酸盐性能好等特点,主要用于加固结构、补强、接缝和防渗堵工程。

20世纪70年代末以来,中国在膨胀混凝土应用技术研究方面取得了很大的成就,提出了结构自防水,延长后浇带留置间隔或取消结构后浇带,大体积混凝土裂缝控制,提高灌注桩承载力和自应力混凝土压力管的自应力值等理论方法。

膨胀混凝土通常分为补偿收缩混凝土和自应力混凝土。前者是指在约束条件下,由于膨胀水泥和膨胀剂的作用能产生0.2~0.7兆帕自应力的混凝土;后者是指在约束条件下能产生2.0~8.0兆帕自应力的混凝土。

通常膨胀剂以8%~12%的比例掺入水泥中,可对混凝土的收缩进行等量补偿,并具有填充、堵塞毛细孔缝的作用,极大地提高了混凝土的防渗抗裂能力,降低混凝土防裂、抗裂的成本。

常用的膨胀剂有3类:①硫铝酸钙类,如ZY、UEA、AEA等。由于钙矾石的化学稳定性和耐水性优良,硫铝酸钙类膨胀剂在工程中使用较广,其膨胀率可达到3.5×10-4。主体结构配筋率在0.2~0.8情况下使用膨胀混凝土,可在结构中生产0.2~0.7兆帕的预应力,该预应力可补偿混凝土硬化过程中产生温差和干缩的拉应力,从而防止混凝土产生裂缝或把裂缝限制在无害裂缝范围内(裂缝宽度小于0.1毫米)。②氧化钙类,如CEA。氧化钙水化生成氢氧化钙可发生膨胀,化学稳定性提高,但其胶凝性较差,在压力水下易溶解,故含氧化钙类膨胀剂配制的混凝土不得使用在海水或有侵蚀性水的防水工程中。另外,氧化钙类膨胀剂的稳定性受到生产工艺的制约,使用不当,可能会造成混凝土胀裂事故,因此应用较少。③硫铝酸钙-氧化钙类,如CSA。这类膨胀剂有效利用了钙矾石的膨胀作用和生石灰水化形成氢氧化钙结晶体的膨胀作用,其掺量较硫铝酸钙类膨胀剂的掺量小,但比氧化钙类膨胀剂的掺量大。掺加这种膨胀剂的混凝土其耐淡水侵蚀性要优于掺加氧化钙类膨胀剂的混凝土。

膨胀混凝土在应用时应注意如下问题:①低碱膨胀剂。碱-集料反应会降低混凝土的耐久性,因而使用低碱、无碱膨胀剂十分必要。②低掺量膨胀剂。掺量小于10%或掺量更低的高效能膨胀剂,可以降低成本。③膨胀剂的适用范围和条件。膨胀剂多应用于城建和市政工程,在水利、电力、煤炭、铁道、化工、海工、核能等领域钢筋混凝土中应用时要注意其使用条件,如环境条件、结构设计情况与配筋条件等,避免由于使用不当而造成负面影响。

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