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膨胀剂与膨胀混凝土E x p a n s i v eA g e n t s&E x p a n s i v eC o n c r e t e颗粒级配对膨胀剂性能的影响王栋民龙俊余(中国矿业大学(北京)混凝土与环境材料研究所，北京1 0 0 0 8 3)【摘要】本文研究了硬石膏、高岭土、偏高岭土及膨胀孰料的颗粒级配对铝酸盐一硅铝酸盐膨胀剂A S E A 的膨胀性能和强度性能的影响。研究表明在硬石膏颗粒。4 5 1 x m 的占8 0，高岭土和偏高岭土颗粒。8 0 1 a,m 的占8 0，膨胀孰料颗粒4 5“m 的占9 0 的时候，膨胀剂的膨胀能最高，强度发展最协调。此外本文还研究了硬石膏、高岭土、偏高岭土的易磨性。【关键词】颗粒级配膨胀能强度易磨性【中图分类号】T U 5 2 8 0 4 2【文献标识码】A【文章编号】2 0 0 8-0 2-0 0 3 3-0 31前言膨胀剂的颗粒级配对膨胀剂的膨胀性能和强度发展有较大的影响本文在研究了各种原材料的易磨性的基础上分别研究了石膏、高岭土、偏高岭土和高铝熟料的颗粒级配对铝酸盐一硅铝酸盐膨胀剂A S E A 的膨胀性能和强度性能的影响。提出了对A S E A 来说各种原材料的最佳颗粒级配以及原材料颗粒级配对膨胀率和强度性能的影响力大小。2 原材料和试验方法2 1 原材料的制备本文所研究的铝酸盐硅铝酸盐膨胀剂A S E A 采用硬石膏作为硫质原料，高岭土、偏高岭土和高铝熟料作为铝质原料。将上述材料用试验小磨单独粉磨、筛分制备出不同颗粒范围的原料样品。颗粒范围分为4 个等级。a 带表 4 51 x m 的颗粒，b 代表(4 5 8 0)斗m的颗粒c 代表(8 0-1 2 5)1 x m 的较大颗粒，d 代表(1 2 5 3 1 5)I x m 的大颗粒。硬石膏的S 0，含量为4 8，高岭土的A 1，0，含量为3 8 9，偏高岭土的A 1：0，含量为4 3 1，高铝熟料的A 1，0，含量为5 3 1。高铝熟料的原始颗粒级配为a：6 8 6 0 o，b：2 0 9，C：1 5 5，d：0。2 2 膨胀剂的制备为了在研究颗粒级配对膨胀剂性能影响时减小矿物成分的影响，所以采用配比一定的膨胀剂。即石膏5 0，高岭土或偏高岭土3 0，高铝熟料2 0。2 3 试验方法按J C4 7 6 2 0 0 1 混凝土膨胀剂标准方法对各膨胀剂样品的膨胀和强度性能检验。水泥使用标准水泥，膨胀剂掺量为8。3结果分析3 1 原材料易磨性的研究为了清楚的了解各种原材料的易磨性我们用试验小磨进行不同时间的粉磨然后进行分筛表1石膏粉磨时间与颗粒组成的关系表2 高岭土粉磨时间与颗粒组成的关系表3 偏高岭土粉磨时间与颗粒组成的关系2 0 0 8N o 2 3 3 王栋民龙俊余颗粒级配对膨胀剂性能的影响结果见表1、2、3。由以上三个表可见三种原材料中石膏的易磨性最好，经过1 5。2 5 m i n 的粉磨后，颗粒大部分在4 5 t x m 以下 8 0 1 x m的颗粒占2 0 3 5 要想得到更细的级配则需要增加粉磨时间3 2 硬石膏颗粒级配变化对A S E A 性能的影响在研究硬石膏颗粒级配变化对A S E A 性能的影响时，将高岭土、偏高岭土和高铝熟料的比例和颗粒级配确定然后变化硬石膏的颗粒级配。高岭土采用2 0 m i n 粉磨后的级配偏高岭土采用2 5 m i n 粉磨后的级配高铝熟料采用原始级配。见表4、表5。由上述二表的结果分析不管是用高岭土还是偏高岭土随着硬石膏的a 颗粒从6 0 增加至9 0，3 d 膨胀率逐渐增大，7 d、1 4 d、2 8 d 的膨胀率都呈现出先增加后降低的趋势；7 d、2 8 d 的强度随着硬石膏的a 颗粒从6 0 增加至9 0 逐渐降低但是强度变化不大而且都大于J C 4 7 6 2 0 0 1 标准规定值：7 d 抗压强度2 5 M P a，2 8 d 抗压强度4 5 M P a。由于石膏越细与铝质材料反应的速率越快效率越高生成的钙矾石越多随着硬石膏的a颗粒从6 0 增加至9 0 3 d 呈逐渐增加的趋势。但是如果硬石膏过细即4 5 1 x m 以下颗粒占9 0 以上以致反应速率过快使一部分膨胀能消耗在水泥试块的塑性阶段了导致7 d 及后期膨胀能降低。所以硬石膏4 5 1 x m 以下颗粒应控制到8 0 左右在这种情况下能发挥膨胀剂的最佳膨胀能强度也发展协调。3 3 高岭土、偏高岭土颗粒级配变化对A S E A 性能的影响在研究颗粒级配变化对A S E A 性能的影响时，将硬石膏和高铝熟料的比例和颗粒级配确定然后变化高岭土、偏高岭土的颗粒级配。硬石膏采用2 0 m i n 粉磨后的级配，高铝熟料采用原始级配。见表6、表7。表4 硬石膏的不同颗粒级配和限制膨胀率及抗压强度的关系(高岭士)3 4 2 0 0 8N o 2王栋民龙俊余颗粒级配对膨胀剂性能的影响由上述二表的结果分析随着高岭土的a 颗粒比例由2 0 增加到4 0 b 颗粒比例由4 0 增加到6 0，3 d、7 d、1 4 d、2 8 d 膨胀率都呈逐渐增加的趋势：强度呈逐渐降低的趋势。在a 颗粒比例由2 0 增加到3 0、b 颗粒比例由4 0 增加到5 0 这一阶段膨胀率的增加幅度比a 颗粒比例由3 0 增加到4 0、b 颗粒比例由5 0 增加到6 0 的这一阶段要大一些。后一阶段膨胀率增加只有0 1 x 1 0 4，但强度下降比例比较大在3 M P a 左右而且C 5 和D 5 的强度低于标准强度前一阶段强度下降在2 M P a 左右。同样的规律也出现在使用偏高岭土的情况下只是用偏高岭土时候的膨胀率比用高岭土的整体偏大一些强度偏低一点。所以高岭土和偏高岭土的最佳颗粒级配为a 颗粒3 0、b 颗粒5 0 即小于8 0 1 x m 的颗粒占8 0 左右。3 4 高铝熟料颗粒级配变化对A S E A 性能的影晌在研究高铝熟料颗粒级配变化对A S E A 性能的影响时将高岭土、偏高岭土和硬石膏的比例和颗粒级配确定，然后变化高铝熟料的颗粒级配。高岭土采用2 0 r a i n 粉磨后的级配偏高岭土采用2 5 m i n 粉磨后的级配硬石膏采用2 0 m i n 粉磨后的级配。见表8、表9。由上述二表的结果分析不管是用高岭土和偏高岭土随着高铝熟料中a 颗粒由6 0 增加到1 0 0，膨胀率都呈增加的趋势，强度变化不大。只是用偏高岭土的膨胀率比用高岭土的整体偏大一些，强度偏小一些。所以高铝熟料的最佳颗粒级配为、7 0 B F S 2 0 F A 5 0 B F S 4 0 F A 空(3 3 0 B F S 7 S Fj j 歹U。4 结论采用内约束收缩应力方法研究了矿物夕t J J u 剂对混凝土收缩应力的影响通过混凝土收缩应力和干燥收缩开裂概率C 的试验结果得出以下结论：4 1 在相同水胶比下，硅灰、低掺量磨细矿粉增大了混凝土收缩应力和收缩开裂概率C 而高性能膨胀剂H C S A、粉煤灰、高掺量的磨细矿粉均降低了开裂风险：4 2 根据混凝土收缩开裂概率C 值的大小混凝土抗裂能力按8 高性能膨胀剂H C S A 7 0 磨细矿渣粉 2 0 粉煤灰 5 0 磨细矿渣粉 4 0 粉煤灰 空白 3 0 磨细矿渣粉 7 硅灰排列。【参考文献】1】王铁梦工程结构裂缝控制 M】中国建筑工业出版社，19 9 8 P 6 2 廉慧珍水泥标准修订对混凝土质量的影响 J 建筑技术2 0 0 1 1 P 8 一1 1 3】赵顺增刘立等测量内约束混凝土收缩应力的新方法【J 建筑材料学报2 0 0 5 3(8)P 3 3 6 3 4 0 4 赵顺增刘立混凝土干燥收缩开裂评价及其试验新方法叨膨胀剂与膨胀混凝土2 0 0 6 3 P 1 6 5 赵顺增刘立等补偿收缩混凝土有效膨胀的研究 J 膨胀剂与膨胀混凝土2 0 0 7 1 P I 一6【作者简介】刘立(1 9 6 8 一)，男，高级工程师。【单位地址】北京市朝阳区管庄东里1 号。【联系电话】0 1 0 511 6 7 4 6 5，E-m a i l：s h u n z e n g 2 6 3 n e t扣扣寺叶扣扣寺叶扣扣斗叶扣扣扣扣扣扣扣扣扣扣扣寺叶扣寺叶扣扣扣扣扣扣扣扣扣扣扣扣扣扣扣扣寺叶扣扣扣扣(上接第3 5 页)强度差最大值为4 9 M P a 2 8 d 膨胀率最大值5 0 1 0 r 4、强度差最大值为5 7 M P a，而在变化高铝熟料的颗粒级配时7 d 膨胀率最大值为3 4 x 1 0-。、强度差最大值为1 I M P a，2 8 d 膨胀率最大值5 5 x 1 0-4、强度差最大值为1 3 M P a。所以高铝熟料、硬石膏、的颗粒级配对膨胀剂的膨胀性能影响力为：高铝熟料高岭土和偏高岭土 硬石膏：对膨胀剂的强度性能影响力为：高岭土和偏高岭土 硬石膏 高铝熟料。4 结论4 1易磨性：硬石膏 高岭土 偏高岭土：4 2 硬石膏最佳颗粒级配4 5 1 L L m 以下颗粒应控制到8 0 左右：4 3 高岭土和偏高岭土的最佳颗粒级配为a 颗粒3 0、b 颗粒5 0，即小于8 0 1 x m 的颗粒占8 0 左右：4 4高铝熟料的最佳颗粒级配为。4 5 1 x m 的占9 0 左右。【参考文献】1 游宝坤，李乃珍膨胀剂及其补偿收缩混凝土 M 中国建材工业出版社2 0 0 5 2】游宝坤关于膨胀剂颗粒级配对膨胀剂性能的影响 A】第四届全国混凝土膨胀剂学术交流会论文集【C】2 0 0 6 年，P 8 0-8 1 3 李乃珍，刘翠华等膨胀剂颗粒级配研究 A 第四届全国混凝土膨胀剂学术交流会论文集C 2 0 0 6 年P 7 2 7 9【4 方瑞良，姚彬等膨胀剂的颗粒组成与限制膨胀率的关系【A】第四届全国混凝士膨胀剂学术交流会论文集啡0 0 6 年S 9 0-9 4【作者简介】王栋民(1 9 6 5 一)，男，教授。【单位地址】北京市海淀区学院路丁1 1 号中国矿业大学(北京)(1 0 0 0 8 3)。【联系电话】0 1 0 6 2 3 4 0 6 8 5E-m a i hW a n g d o n g m i n-2 0 0 8 1 6 3 c o r n2 0 0 8N o 2 5 嚣垢m50*u碍繁裂|(婚擎颗粒级配对膨胀剂性能的影响颗粒级配对膨胀剂性能的影响作者：王栋民，龙俊余作者单位：中国矿业大学(北京)混凝土与环境材料研究所 北京 100083 相似文献(2条)相似文献(2条)1.会议论文 游宝坤 关于膨胀剂颗粒级配对膨胀剂性能的影响 2006 膨胀剂工艺配方确定以后,膨胀剂的颗粒级配对其膨胀性能有较大影响.但在膨胀剂生产工艺中往往忽略这一问题.以硫铝酸盐膨胀剂为例,钙矾石的形成速度,单位时间内形成的数量与膨胀率大及小有关,而膨胀剂中的含铝膨胀熟料和石膏的颗粒大小又直接影响了钙矾石的形成速度.如果膨胀剂中微粉太多,则形成钙矾石速度加快,而且会在混凝土弹塑性期间形成,消耗了它的膨胀能,因而会降低混凝土硬化早期的膨胀率.本文讨论关于膨胀剂颗粒级配对膨胀剂性能的影响。2.学位论文 刘立 原材料对混凝土体积变化和裂缝形成的影响研究 2007 高效减水剂与矿物外加掺合料的复合使用使混凝土走进高性能的时代,随着高性能混凝土的发展,在混凝土密实性、工作性和耐久性方面都取得了突破性进展,但在体积稳定性和抗裂方面却没有明显进展,裂缝的存在会给侵蚀性介质的侵人提供通道,使耐久性提高的效果付之东流。裂缝的产生与混凝土原材料息息相关,因此,原材料对混凝土体积变化和裂缝形成的影响研究迫在眉睫。本文按照以下层进式科研思路研究：原材料影响混凝土体积变化的机理原材料对混凝土收缩应力及裂缝形成的影响有效补偿收缩应力的研究。主要研究内容：研究了水泥、高效减水剂、矿物掺合料构成的多元胶凝材料浆体的收缩机理特征,确定了原材料对混凝土体积变化的影响机理；研究了约束状态下原材料对混凝土收缩应力的影响因素,对混凝土开裂趋势进行了判定,确定了混凝土裂缝形成的强弱因子；最后,对高效混凝土膨胀剂减少收缩裂缝的机理、膨胀能的调控方法以及提高补偿收缩能力的技术途径进行了研究。研究表明：减水剂减小了硬化浆体毛细孔壁同水的接触角,加剧了硬化浆体的收缩；矿物掺合料活性不同,形成不同的孔结构,造成各不相同收缩特征：粉煤灰改善了浆体的收缩,硅灰加剧了浆体的收缩,而磨细矿渣对收缩的影响与掺量有关。收缩应力和干燥收缩开裂概率随着强度和限制程度的提高而增大,成为裂缝形成的主要影响因素；流动度对裂缝形成的影响不显著；硅灰、低掺量磨细矿粉增大收缩开裂概率,而粉煤灰、高掺量的磨细矿粉均降低了开裂风险。通过调整矿物成分和控制颗粒级配制成的高性能膨胀剂在不同水化时期拥有不同的膨胀源,具有膨胀速率快,膨胀稳定期早、膨胀能高的特点,在水养护阶段产生一定的膨胀自应力,干燥过程中早期建立的自应力能够抵消干缩应力,大幅度提高混凝土的抗裂能力。本文链接：http:/