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试析双膨胀水泥的膨胀性能内容摘要：试析双膨胀水泥的膨胀性能,摘要：双膨胀水泥是在中热和低热矿渣硅酸盐水泥基础上，同时利用了钙矾石与氧化镁二者的膨胀。
双膨胀水泥混凝土具有较好的微膨胀性，在早期与后期均能产生一定的膨胀，适用于具有一定约束条件的水工混凝土。
试析双膨胀水泥的膨胀性能,摘要：双膨胀水泥是在中热和低热矿渣硅酸盐水泥基础上，同时利用了钙矾石与氧化镁二者的膨胀。
双膨胀水泥混凝土具有较好的微膨胀性，在早期与后期均能产生一定的膨胀，适用于具有一定约束条件的水工混凝土。
关键词：双膨胀；混凝土；预压应力双膨胀水泥，包括双膨胀中热硅酸盐水泥与双膨胀低热矿渣硅酸盐水泥，其主要特点是，在中热或低热矿渣硅酸盐水泥的基础上，同时利用了水泥中钙矾石与水镁石两者膨胀，钙矾石膨胀主要发生在早期，水镁石膨胀主要发生在后期，两者取长补短，以获得适宜的膨胀量与膨胀分布。
本文主要介绍双膨胀水泥混凝土的自生体积变形、约束条件下的膨胀应力及其强度的试验情况。
1试验过程1.1配制混凝土的原材料(1)粗骨料采用花岗岩人工骨料，密度为2.72g/cm3，骨料级配为三级配，大∶中∶小＝50∶20∶30.(2)细骨料以砂为主，再掺11%的石粉，密度为2.63g/cm3，细度模数为2.71.(3)525＃双膨胀中热水泥和425＃双膨胀低热矿渣水泥，这两种水泥都符合中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥的国家标准，同时熟料中的MgO含量和水泥中石膏(SO3)掺量较高，其中熟料中的MgO接近5.0%，水泥中石膏(SO3)的掺量接近3.5%.(4)外加剂，采用减水剂ZB-1和引气剂DH9S.1.2混凝土配合比分别用双膨胀中热水泥和双膨胀低热矿渣水泥配制90d龄期标号为250＃和200＃的混凝土，减水剂掺量为0.7%，引气剂掺量为0.5/万。
1.3试验方法试件尺寸为20cm50cm的圆柱体。
常规测试的养护温度为20±1℃。
另外考虑到氧化镁水化反应与温度关系密切，为了了解较高温度下的膨胀性能，又作了一组前后两种温度的养护的试验，龄期40d前为20±1℃，之后为38±1℃。
一维限制条件下砂浆中MgO膨胀剂的膨胀性能的开
题报告
一、研究背景
随着人们对建筑材料性能的要求越来越高，使用砂浆的应用场景也越来越广泛。
其中，MgO膨胀剂作为一种新型砂浆添加剂，具有良好的膨胀性能和机械性能，已经被广泛应用于地基、隧道、桥梁等领域。
然而，在一维限制条件下，MgO膨胀剂的膨胀性能受到很大的制约，如何改进MgO膨胀剂的膨胀性能成为研究的重点。
二、研究目的
本研究旨在探究一维限制条件下砂浆中MgO膨胀剂的膨胀性能，并寻求改善其膨胀性能的途径，为砂浆材料的应用提供参考。
三、研究内容
（1）砂浆中MgO膨胀剂的制备方法及性能测试；
（2）一维限制条件下砂浆中MgO膨胀剂的膨胀性能测试；
（3）砂浆中MgO膨胀剂的膨胀性能改进措施研究。
四、研究方法
本研究将采用实验室制备砂浆，并添加MgO膨胀剂。
利用光学显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪和热重分析仪等测试MgO膨胀剂的显微结构和物理化学性质。
在一维限制条件下，采用膨胀实验台测试砂浆中MgO膨胀剂的膨胀性能和破坏机理。
通过改变MgO膨胀剂的粒径、添加比例等条件寻找改进其膨胀性能的途径。
五、预期目标与意义
本研究旨在深入探究MgO膨胀剂在一维限制条件下的膨胀性能，并分析其影响因素，为改进MgO膨胀剂的性能提供参考。
同时，探讨MgO 膨胀剂与其他材料配合使用的可能性，从而推广砂浆材料的应用范围。
养护条件对MgO 膨胀剂膨胀性能的影响周龙龙,王舜,苗苗,冯竟竟,李思琪,孙传珍(山东农业大学水利土木工程学院,山东泰安271018)摘要:对水养、水养转干养和干湿循环养护条件下不同活性MgO 膨胀剂(MEA )膨胀性能及水养条件下不同龄期膨胀净浆微观孔结构进行了研究。
结果表明:MEA 活性越高,其早期膨胀率增速越大,但后期膨胀率增速越慢;水养转干养条件下,干空膨胀落差与MEA 活性成正比;干湿循环养护条件下,高活性MgO 的补偿收缩效能高于低活性MgO 。
掺MEA 浆体中大于50nm 孔隙的增加可能是砂浆产生膨胀的原因之一;28~180d 时,MEA 主要细化的孔区间为20~200nm 。
关键词:MgO 膨胀剂;限制膨胀率;膨胀性能;孔隙率中图分类号:TU528文献标识码:Adoi:10.19761/j.1000-4637.2021.01.034.05The Effect of Different Curing Conditions on the Expansive Properties of MgOExpansive AgentZHOU Long-long ,WANG Shun ,MIA O Miao ,FENG Jing-jing ,LI Si-qi ,SUN Chuan-zhen(College of Water Conservancy and Civil Engineering,Shandong Agricultural University,Taian 271018,China)Abstract:The expansion properties of different active MgO expansive agent (MEA)under the conditions of watercuring,water curing to dry curing and dry and wet cycle curing and micro pore structure of different age expansive paste under water condition were studied.The results show that the higher the activity of MEA,the higher the early expansion rate,but the slower the later expansion rate.Under the condition of water curing to dry curing,dry air expansion drop is directly proportional to MEA activity.Under the condition of dry and wet cycle curing,the compensation contraction efficiency of high active MgO is higher than that of low active MgO.The addition of MEA promotes the increase of poreslarger than 50nm in the paste,which may be one of the reasons for the expansion of the mortar.At the age of 28to 180days,the main refining pores of MEA are between 20nm and 200nm.Key words:Magnesium oxide expansive agent;Restrained expansion rate;Expansive property;Porosity基金项目:国家自然科学基金资助项目(51878400、51678344)。
第28卷增刊硅酸盐学报Vol.28,Supplement 2000年12月JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY December,2000钙矾石与方镁石双膨胀作用研究陈胡星1,李东旭1,叶 青2,王宇青1,楼宗汉1(1.浙江大学材料系,杭州 310027; 2.浙江工业大学建工学院,杭州 310032)摘 要:钙矾石与方镁石双膨胀作用有以下3种形式:(1)促使水泥石内部孔隙的压缩和迁移,即改变水泥石孔结构;(2)补偿收缩和产生外体积膨胀;(3)在约束条件下产生预压应力,即内部储能.钙矾石膨胀主要发生在早期,方镁石膨胀主要发生在后期,两者适当组合,能使水泥及其混凝土产生适宜的膨胀量与膨胀分布.合理利用钙矾石与方镁石双膨胀作用,可以使中热和低热矿渣水泥获得较好的微膨胀性,同时保证强度等其它性能良好稳定.关键词:钙矾石;方镁石;膨胀中图分类号:TQ172.7文献标识码:A 文章编号:0454-5648(2000)S0-0001-05STU DY OF EFFECTS OF TWO EXPANSION SOURCES OF ETTRINGITE AN D PERIC LASE IN CEMENTChen Huxing1,L i Dongx u1,Ye Qing2,W ang Y uqing1, L ou Zhonghan1(1.Zhejiang University,Hangzhou 310027;2.Zhejiang U2 niversity of Technology,Hangzhou 310032)Abstract:The combination effects of two expansive sources,et2 tringite and periclase in cement,are as follows:densified mi2 crostructure;expansion and prestress under restrained condi2 tions.Expansion of ettringite occurs at early ages and periclase produces later expansion.With proper combination of the two sources of expansion,cement paste and concrete can acquire suitable expansion magnitude and time distribution.The moder2 ate heat or low heat cement with this characteristic can obtain slight expansion while other properties remain unchanged.K ey w ords:ettringite;periclase;expansion水泥浆体中,石膏遇水溶析,提供Ca2+和SO2-4,同时水泥熟料中的C3A和C4AF等含铝矿物收稿日期:2000-03-23.作者简介:陈胡星(1964～),男,硕士,高级工程师.也遇水溶析,提供AlO-2和Ca2+,于是产生以下反应:6Ca2++2AlO-2+3SO2-4+4OH-+29H2O3CaO・Al2O3・3CaSO4・31H2O这里的3CaO・Al2O3・3CaSO4・31H2O称钙矾石,其中的铝可被铁置换而成为含铝铁的三硫酸盐相.钙矾石在硬化水泥浆体中普遍存在,通常为针状晶体,其溶度积为1.1×10-40,因此很容易生成,并且十分稳定,而且本质是膨胀的,计算证明,其固相体积增加120%[1].氧化镁在水泥熟料煅烧过程中很少起化学反应,主要以固溶和方镁石形态存在.经测试在熟料中氧化镁的固溶量为1.1%左右[2].方镁石是晶态氧化镁,存在于熟料各矿物之间,它的数量主要为熟料中氧化镁总含量减去固溶氧化镁含量.经高温煅烧的熟料中的方镁石,水化以后形成水镁石,其固相体积增大近一倍.钙矾石的形成及其膨胀十分迅速,主要发生在早期,而方镁石的水化及其膨胀十分缓慢,主要发生在后期,对两者进行适当的组合,所产生的双膨胀作用将比单一的钙矾石膨胀或方镁石膨胀具有更好的膨胀性能.利用双膨胀作用,可以对中热和低热矿渣水泥进行改进,使之在保证其强度等其它性能良好稳定的基础上,具有较为适宜的微膨胀性,以比较有效地补偿大坝等大体积混凝土的收缩,防止和减轻裂缝的产生,提高工程的整体性、安全性与耐久性.本文主要介绍我们对钙矾石与方镁石双膨胀作用所进行的一些研究.1 钙矾石与方镁石膨胀的特点R eceived d ate:2000-03-23.Biography:Chen Huxing(1964—),male,master,senior engineer.1.1 钙矾石膨胀的特点钙矾石膨胀与水泥中含铝矿物和所掺加的石膏情况密切相关,我们侧重研究了石膏(SO 3)掺量对钙矾石膨胀的影响规律.图1为SO 3掺量与水泥净浆自由膨胀率之间的关系,试样B1.5,B2.5,B3.5和B4.5均采用中热水泥熟料掺入二水石膏配制,石膏掺量(以SO 3质量分数计,下同)分别为1.5%,2.5%,3.5%和4.5%,细度为0.08mm 方孔筛筛余小于6%,在20℃水中养护.由图1可见,SO 3掺量决定膨胀延续的时间,掺量增加,膨胀延续的时间延长,相应地增加了最终的膨胀量;除了SO 3掺量明显过高以外(如试样B4.5),膨胀一般在28d 以前基本稳定.结果同时还表明,中热水泥适当提高SO 3掺量后,也可以获得明显的早期膨胀.对以上各试样进行进一步的XRD 分析表明,SO 3掺量对膨胀的影响与SO 3掺量对钙矾石形成的影响是一致的,SO 3掺量越大,固相石膏耗完的时间越迟,钙矾石形成持续的时间越长,相应地膨胀持续的时间越长,当固相石膏基本耗完以后,钙矾石形成基本停止,相应地膨胀即趋于稳定[3].我们还研究了水泥膨胀随不同养护温度的变化规律,养护温度提高,由于促进了水泥石强度的发展,对钙矾石膨胀反而有一定的抑制作用[4].1.2 方镁石膨胀的特点方镁石水化形成水镁石的膨胀,其特点是十分缓慢,主要发生在后期,而且对养护温度十分敏感.图2为水泥净浆自由膨胀随水泥中MgO 含量和养护温度的变化规律.试样A1,A5与A8所采用的熟料,其MgO 含量依次为0.9%,5.0%和7.9%,熟料设计率值均为:饱和比KH =0.90,硅酸率SM =2.2,铝氧率IM =1.0.用电子探针,XRD 和岩相观察等方法对各熟料中方镁石数量和分布特征作了分析,其中A1无方镁石晶体,A5为3.9%,分布均匀,A8为6.8%,呈团集分布.各试样石膏掺量以SO 3计为1.8%,细度为0.08mm 方孔筛筛余小于6%.由图2可见,在50℃养护温度下,A1试样在300d 龄期时大约只有300×10-6的湿胀率;A5在300d 时所产生的净浆膨胀率大约为1200×10-6,并已基本趋于稳定;A8在60d 龄期时,已达到1200×10-6,之后产生了膨胀不稳定的现象.比较同一试样A5在不同温度下的膨胀规律,可以看到养护温度对方镁石膨胀发展有着显著的影响,温度越低,膨胀发展越缓慢,例如在20℃下,试样A5到300d 时膨胀率大约只有600×10-6,比在50℃养护时小得多.方镁石膨胀十分缓慢而且对温度十分敏感的特点,与它的水化十分缓慢并对温度十分敏感是一致的,由XRD 和DSC 分析可知,方镁石在50℃水中养护28d ,大约有30%(质量分数)转化为水镁石,300d 时才大部分转变;而在20℃时,水镁石形成率则更低,至300d 时大约只有30%的转化率[2].图1 水泥膨胀随水泥的SO 3掺量的变化规律Fig.1 Relationship between expansion of cement pastes andSO 3content图2 水泥膨胀随水泥中MgO 含量和养护温度的变化规律Fig.2 E ffect of MgO content and curing temperature on theexpansion of cement pastes2 钙矾石与方镁石膨胀对水泥石孔结构的影响2.1 钙矾石膨胀对水泥石孔结构的影响表1为试样B1.5,B2.5,B3.5和B4.5净浆水化样孔结构分析数据,水化样品水灰比均为0.28,在20℃下养28d.由表1可见,适当提高水泥中SO 3掺量,能降低水泥石孔隙率,并使之趋于小孔分布.例如,试样B3.5的SO 3掺量为3.5%,在各试样中,它的水泥石孔隙率最小,孔径在10nm 以上的大孔比例最低.这反映了适当利用钙矾石膨胀,能够促使水泥石内部孔隙的压缩和迁移,使水・2・ 硅 酸 盐 学 报 2000年 泥石结构致密化.表1 SO 3掺量不同的水泥水化样(20℃下水化至28d)孔结构分析T able 1 Porocity and pore radius distributions of hardened ce 2ment paste for samples containing variable SO 3(hy 2drated at 20℃for 28d ays)Samplew (SO 3)/%Porocity P /%Pore radius distribution φr /%7250～100nm 100～50nm 50～10nm 10～5nm 5～1.8nm B1.5 1.510.2208.0950.9814.8226.11B2.5 2.510.0408.8246.6621.1723.35B3.5 3.59.830 2.2332.2541.9423.58B4.54.512.080.514.4257.5513.5114.022.2 方镁石膨胀对水泥石孔结构的影响表2为试样A1,A5和A8在50℃水中养护至300d 的净浆水化样孔结构分析,水化样品水灰比均为0.28.试样A5,其MgO 含量为5%,水化300d 时,水泥石孔隙率以及孔径在10nm 以上的大孔比例比没有方镁石的试样A1低,而5～1.8nm 的小孔比例则比A1大,说明适当的分布均匀的方镁石膨胀,并不会引起水泥石结构起破坏,相反,对水泥石结构还具有一定的改善作用.A8则由于方镁石含量过高,水泥石孔隙明显增大,大孔比例明显增加,反映了过量的方镁石膨胀对水泥石结构的破坏作用.表2 不同MgO 含量的水泥水化样(50℃下水化300d)孔结构分析T able 2 Porocity and pore radius distribution of hardened ce 2ment paste for samples containing variable MgO (hy 2drated at 50℃for 300d ays)Samplew (MgO )/%PorocityP /%Pore radius distribution φr /%7250～100nm 1005～0nm 50～10nm 10～5nm 5～1.8nm A10.910.640027.5728.9743.46A5 5.07.8100.4313.8719.6466.06A87.912.130.6403.6152.2128.5215.023 钙矾石膨胀与方镁石膨胀的叠加钙矾石膨胀发展很快,主要发生在早期,而方镁石膨胀则发展十分缓慢,主要发生在后期,钙矾石与方镁石联合的膨胀并不是两者膨胀的机械叠加,两者存在一定的相干性[5],对钙矾石膨胀与方镁石膨胀进行恰当的组合,取长补短,同时发挥两者的特点,可以获得比较适宜的膨胀量和膨胀分布.图3为不同MgO 含量和SO 3含量的水泥试样的膨胀规律,各试样均以中热硅酸盐水泥熟料配以不同的二水石膏量制成,其中M2.0,M3.2和M4.0的MgO 含量为4.8%,SO 3含量依次为2.0%,3.2%和4.0%,试样N3.2的MgO 含量为3.5%,SO 3含量为3.2%,所用的两种MgO 含量不同的熟料均由同一厂家生产,其熟料率值与烧成条件基本一致,方镁石均呈均匀分布.结果表明,提高水泥中SO 3掺量,主要增加水泥的早期膨胀,而MgO 含量提高则主要增加其后期膨胀,两者膨胀衔接良好.表3为各试样的强度情况,除了M4.0的3d 与28d 强度较低以外,各试样的强度相差不大.这也说明,同时对钙矾石与方镁石膨胀加以适当利用,对水泥石强度不会产生不利作用.图3 不同MgO 和SO 3含量的水泥试样的膨胀规律Fig.3 E ffect of MgO and SO 3contents on the expansion ofcement pastes4 双膨胀作用对中热和低热矿渣水泥的改进大坝等大体积混凝土工程,最常用的是中热和低热矿渣硅酸盐水泥,虽然,这两种水泥水化热较低,但是还存在由于冷缩和自缩等体积收缩而产生裂缝的问题.利用双膨胀作用可以把这两种水泥改进为微膨胀型,使之具有补偿混凝土收缩的特性,改进后,我们称之为双膨胀中热和低热矿渣硅酸盐水泥.双膨胀中、低热水泥,在中、低热水泥的基础上,提高了熟料中MgO 含量至接近5%,控制适当的煅烧条件,同时根据熟料中C 3A 与C 4AF 含量,适当提高了水泥中SO 3掺量,也即在中、低水泥的・3・ 第28卷增刊 陈胡星等:钙矾石与方镁石双膨胀作用研究 基础上,引入了钙矾石与方镁石双膨胀源,因而,保留了中、低热水泥的全部优点,又兼有比较适宜的膨胀量与膨胀分布,能够对大体积混凝土的收缩起到一定的补偿作用,从而能防止或减轻裂缝的产生,提高工程的整体性、安全性与耐久性.以试样M3.2为例加以说明,该水泥所采用的表3 水泥强度随MgO 和SO 3含量的变化规律T able 3 V ariation of cement strength with variable MgO and SO 3contentSample w(MgO )/%w(SO 2)/%Flexural strength/MPa3d 28d 90d 180d 360d Compressive strength/MPa 3d 28d 90d 180d 360d M2.0 4.8 2.0 5.98.910.310.610.127.763.473.974.779.4M3.2 4.8 3.2 6.19.210.010.210.329.064.473.176.580.8M4.0 4.8 4.0 5.28.310.110.29.924.562.373.574.078.6N3.23.53.26.29.410.210.010.431.364.272.174.980.1中热水泥熟料的MgO 含量为4.8%,水泥中SO 3含量为3.2%,为双膨胀中热水泥.对该水泥进行了系统的混凝土试验,按水工混凝土试验规程有关要求进行,混凝土配合比及试验方法详见文献[4],养护温度为20℃.图4为该双膨胀中热水泥混凝土自生体积变形和在钢筋约束下的预压应力情况,从混凝土自生体积变形看,既有迅速的早期膨胀,又有缓慢的后期膨胀.从钢筋约束下产生预压应力看,其分布状况大体上与膨胀分布一致,但以方镁石膨胀为主的后期膨胀,与以钙矾石膨胀为主的早期膨胀相比,相同膨胀量所产生的膨胀应力要大.表4为双膨胀中热水泥混凝土在无约束以及钢度试模约束下的强度数据,约束条件下混凝土抗压强度比无约束时约提高15%,劈拉强度约提高10%.该混凝土其它性能,如弹性模量、极限拉伸值、抗渗、抗冻、绝热温升、徐变等,与一般的中热水泥混凝土相当[4].对于双膨胀低热水泥也进行了相同的混凝土试验,结果类似.双膨胀中、低热水泥的膨胀性能比只有单一的钙矾石膨胀或单一的方镁石膨胀要好,同时由于其MgO 与SO 3含量都没有超出中、低热水泥国家标准的限值,体现的是良好的微膨胀特性,可以不考虑钙矾石和方镁石引起安定性不良的问题.从试验结果看,钙矾石膨胀发展过快,而方镁石膨胀又显得过于缓慢.钙矾石膨胀过早,则由于此时混凝土弹性模量较低,徐变度过大,膨胀变形产生的补偿应力相对地较小,而且容易被松弛.若方镁石膨胀期过长,则补偿收缩较少且不易控制.推迟钙矾石膨胀和加快方镁石膨胀,将使双膨胀中、低热水泥获得更好的膨胀性能,从而更有效地补偿大坝等大体积混凝土的收缩.图4 双膨胀混凝土自生体积变形和预压应力曲线Fig.4 Curves of auto genous volume deformation and pre 2stress of double-expansive concrete表4 双膨胀混凝土在约束与无约束条件下的强度 T able 4 Strength of the double-expansive concrete (re 2stricted and not restricted)Age/d Tensile strength/MPa Not restricted RestrictedCompressive strength/MPa Not restricted Restricted28 2.0 2.229.033.7902.83.037.843.15 “膨胀最小能原理”的概念钙矾石与方镁石双膨胀作用,除了使水泥石产生外体积膨胀,还可以表现为改变孔结构以及在约束条件下产生预压应力,不同的作用型式之间又有着某种内在的联系.我们用“膨胀最小能原理”的概念对双膨胀作用加以概括和解释.・4・ 硅 酸 盐 学 报 2000年 水泥中石膏和含铝矿物反应形成钙矾石,以及方镁石水化形成水镁石,固相体积增加,这是钙矾石与方镁石膨胀作用的根源.这里把水泥石看成一个封闭的体系,把钙矾石与水镁石看作是外加的能源,膨胀源对体系所作的功可表示为d W=p d V+V d p或W=∫v0p d V+∫p0V d p式中:W表示膨胀源所作的功,p是水泥浆体本身对膨胀的反作用力,其值主要取决于浆体强度和弹性模量,V表示钙矾石与水镁石的体积,p与V均为水化龄期的函数.这样,钙矾石与方镁石的膨胀作用可理解为对体系加以能量.这些膨胀能将对水泥石产生3种作用型式:(1)水泥石内部孔隙的压缩和迁移,即改变水泥石孔结构;(2)补偿收缩和产生外体积膨胀;(3)在约束条件下产生预压应力,即内部储能.在任何一刻,将按需要能量最小的某种型式发生作用,随着水泥石结构的发展和外部条件的演变,不断变换作用形式.在整个过程完成时,所需能量总和应为最小值.这就是“膨胀最小能原理”的概念.钙矾石与方镁石双膨胀作用遵循“膨胀最小能原理”,在不同的水化龄期,其作用形式各有侧重,钙矾石形成主要在水化硬化初期,此时水泥石本身的强度和弹性模量甚低,膨胀能主要表现为填充水泥石孔隙和水泥石外体积膨胀,在约束条件下产生的预压应力相对较小,而后期的方镁石膨胀则由于水泥石强度与弹性模量甚高,在约束条件下产生的预压应力相对较大,膨胀能更多地造成内部能量的贮存.钙矾石膨胀与方镁石膨胀不是机械的叠加,钙矾石形成以后,在很大程度上强化了水泥浆体的刚性框架结构,很多孔隙已被钙矾石填充,从而有利于方镁石的膨胀效应的发挥,有利于与方镁石膨胀的平顺衔接.根据“膨胀最小能原理”的概念,在利用钙矾石与方镁石双膨胀作用时,应该针对实际情况,通过2个膨胀源之间、膨胀源与各熟料矿物之间的合理匹配,以及创造合理的外部条件等措施,使膨胀能的3种形式作用得到合理的发挥,而不顾些失彼.这对以后进一步研究和应用钙矾石与方镁石双膨胀作用具有一定的指导意义.6 结束语钙矾石与方镁石双膨胀作用有以下3种作用形式:(1)水泥石内部孔隙的压缩和迁移,即改变水泥石孔结构;(2)补偿收缩和产生外体积膨胀;(3)在约束条件下产生预压应力,即内部储能.钙矾石膨胀主要发生在早期,方镁石膨胀主要发生在后期,两者适当组合,能产生适宜的膨胀量与膨胀分布,从而可以比较有效地补偿混凝土的收缩,提高耐久性,同时,钙矾石与方镁石双膨胀的另二种形式,即在约束条件下产生预压应力以及使水泥石结构致密化,对改善水泥混凝土性能也具有重要意义.例如,合理利用钙矾石与方镁石双膨胀作用,可以使中热和低热矿渣水泥及其混凝土获得较好的微膨胀性,能比较有效地补偿大坝等大体积混凝土的收缩,同时保证强度等其它性能良好稳定,从而比较适合于大坝等大体积混凝土工程,提高工程的整体性、安全性与耐久性.但是,需要指出的是,目前对钙矾石与方镁石双膨胀作用的研究并不充分,诸如膨胀源之间以及膨胀源与水泥其它组成分的合理匹配、双膨胀作用的3种形式之间的内在联系、细掺料对膨胀的抑制作用规律以及如何延缓钙矾石膨胀和加快方镁石膨胀等问题,都值得进一步研究.随着研究的深入,钙矾石与方镁石双膨胀作用在提高水泥混凝土耐久性方面将更具有积极的意义.参考文献:[1] Zhang Feipeng,Zhou Zhifa,Lou Z onghan.Solubility product andstability of ettringite[A].In:7th International Congress on the Chemistry of Cement,VolⅡ[C].Paris:[s.n.],1980.88—93.[2] 楼宗汉,叶 青,陈胡星,等.熟料中氧化镁的水化及其膨胀性能[J].硅酸盐学报,1998,26(4):430—436.[3] 陈胡星,楼宗汉.SO3和C3A对水泥膨胀性能的影响[J].硅酸盐通报,1996,15(3):14—17.[4] 储传英.三峡工程混凝土原材料研究[M].北京:中国水利水电出版社,1999.146—157.[5] 叶 青,陈胡星,楼宗汉.钙矾石膨胀和方镁石膨胀的相干性[J].建筑材料学报,1999,2(3):230—234.・5・ 第28卷增刊 陈胡星等:钙矾石与方镁石双膨胀作用研究 。
《SP-I型双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料性能实验研究》篇一一、引言随着采矿和地下工程的快速发展，对高效、可靠的封孔材料的需求越来越迫切。
近年来，无机复合注浆材料因其优异的性能和适应性在工程封孔领域得到了广泛的应用。
本篇论文旨在深入研究和探讨SP-I型双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料的性能。
二、材料与方法2.1 材料介绍SP-I型双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料主要由特种无机材料组成，其特点是在注浆过程中能够进行双阶段膨胀，从而实现更高效的封孔效果。
2.2 实验方法实验主要包括材料的制备、性能测试及实际封孔应用三个部分。
其中，性能测试包括抗压强度测试、抗渗性能测试、双阶段膨胀性能测试等。
三、实验结果与分析3.1 抗压强度测试实验结果显示，SP-I型双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料具有较高的抗压强度。
在注浆初期的固化阶段和后期的膨胀阶段，其抗压强度均高于传统封孔材料。
这表明SP-I型材料具有优异的承载能力。
3.2 抗渗性能测试通过抗渗性能测试发现，SP-I型材料在注浆固化后具有良好的抗渗性能，有效阻止了水分、气体和有害物质的渗透。
这表明SP-I型材料在地下工程封孔中具有很好的应用前景。
3.3 双阶段膨胀性能测试双阶段膨胀性能是SP-I型材料的重要特点。
实验结果显示，在注浆过程中，材料首先进行初步的固化膨胀，然后随着后续反应的进行，材料发生第二次膨胀。
这种双阶段膨胀特性使得封孔效果更为显著。
四、实际应用与效果分析经过实际应用验证，SP-I型双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料在地下工程封孔中表现出了良好的效果。
其双阶段膨胀特性使得封孔更为严密，有效提高了封孔质量和效率。
同时，该材料还具有较高的抗压强度和抗渗性能，能够满足复杂地质条件下的封孔需求。
五、结论通过对SP-I型双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料的性能实验研究，我们可以得出以下结论：（1）SP-I型材料具有较高的抗压强度和抗渗性能，能够满足地下工程封孔的需求。
mgo膨胀剂的作用机理及在补偿收缩水泥基材料中的应用-回复MGO膨胀剂是一种常用于补偿收缩水泥基材料的添加剂，其作用机理涉及多个方面。
本文将从以下几个方面逐步回答这个问题。
第一部分：MGO膨胀剂的作用机理1.1 MGO膨胀剂的基本特性1.2 MGO膨胀剂的化学反应机理1.3 MGO膨胀剂对水泥基材料的影响第二部分：MGO膨胀剂在补偿收缩水泥基材料中的应用2.1 收缩混凝土的基本原理2.2 MGO膨胀剂的应用前景2.3 MGO膨胀剂在补偿收缩水泥基材料中的具体应用第三部分：MGO膨胀剂在实际工程中的应用案例3.1 某工程项目的实际应用情况及效果评估3.2 MGO膨胀剂在其他工程项目中的应用案例第四部分：MGO膨胀剂的优缺点及未来发展方向4.1 MGO膨胀剂的优点4.2 MGO膨胀剂的缺点4.3 MGO膨胀剂的未来发展方向第一部分：MGO膨胀剂的作用机理1.1 MGO膨胀剂的基本特性MGO膨胀剂是一种非常稳定的化合物，具有高度的热膨胀性。
它能够在高温下开始膨胀，然后在较低温度下继续膨胀，以实现对水泥基材料收缩的补偿。
1.2 MGO膨胀剂的化学反应机理MGO膨胀剂的主要成分是氧化镁（MgO），它在水泥基材料中的存在会导致一系列的化学反应。
其中最重要的是与水泥中的水合物反应生成新的化合物，这种化合物具有较高的膨胀性能，可以有效地减小水泥基材料在固化过程中的收缩程度。
1.3 MGO膨胀剂对水泥基材料的影响MGO膨胀剂在水泥基材料中的应用可以改善材料的收缩性能，避免由于收缩而产生的裂缝和变形。
此外，MGO膨胀剂还可以提高材料的耐久性和机械性能，增加材料的使用寿命。
第二部分：MGO膨胀剂在补偿收缩水泥基材料中的应用2.1 收缩混凝土的基本原理收缩混凝土是指在固化过程中由于水分的减少而产生收缩变形。
这种收缩变形会导致混凝土产生裂缝，并降低其强度和耐久性。
2.2 MGO膨胀剂的应用前景MGO膨胀剂作为一种有效的补偿收缩的添加剂，具有广阔的应用前景。
氧化镁膨胀剂研究
刘义军
【期刊名称】《砖瓦》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】氧化镁膨胀剂(MEA)是一种可以有效补偿混凝土收缩的外加剂。
系统总结了MEA的制备方法,并对煅烧菱镁矿法制备MEA的影响因素进行了汇总分析,煅烧温度、煅烧时间和初始尺寸是决定MEA水化反应活性的关键因素。
同时,概述了将不同活性的MEA添加至普通混凝土或超高性能混凝土(UHPC),MEA对其收缩补偿效果的影响规律,最后对MEA在混凝土中的减缩模型进行了分析,以期为MEA在混凝土尤其是UHPC中的应用提供参考。
【总页数】4页(P85-88)
【作者】刘义军
【作者单位】甘肃省建设工程检验检测认证中心有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.042
【相关文献】
1.掺氧化镁膨胀剂混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能研究
2.硫铝酸钙膨胀剂与氧化镁膨胀剂对丁苯乳液改性砂浆性能的影响
3.氧化镁膨胀剂在某桥梁主塔工程中的应用研究
4.氧化镁膨胀剂在童庄河大桥中的应用研究
5.外掺氧化镁膨胀剂对水工混凝土安定性的影响研究
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氧化镁膨胀剂在建筑工程中的应用研究氧化镁膨胀剂在建筑工程中的应用研究张盛1，陈培标1，付智1,3，李源2，吴帅1（1. 江苏诚意工程技术研究院，江苏徐州 221131；2. 武汉三源特种建材有限责任公司，湖北武汉441100；3. 交通部公路科学研究所，北京 100088）［摘要］本文研究了在80℃ 水养护条件下，掺入不同掺量氧化镁膨胀剂、粉煤灰的混凝土试件的膨胀性能和劈拉强度。
结果表明，适当的氧化镁掺量不仅使混凝土的膨胀值增大，而且对其劈拉、抗压强度均有一定的影响，粉煤灰对氧化镁的膨胀有明显的抑制作用。
之后的实体工程质量跟踪中，工程实体外墙表面表明没有出现贯穿性裂缝，强度符合设计要求。
［关键词］氧化镁膨胀剂；粉煤灰；安定性0 前言利用膨胀组分（硫铝酸盐、游离CaO、游离MgO等）在水化过程中产生体积膨胀，补偿水泥基材料的收缩，是防止其收缩开裂的有效措施。
传统的膨胀水泥或膨胀剂中的主要膨胀组分有硫铝酸盐、铝酸盐和氧化钙等[1-3]。
关于混凝土中氧化镁对变形性能的影响，国内已有不少学者开展了相关的研究：如方坤河[4]研究了MgO的品质、掺量、混凝土的养护温度等因素对掺MgO 混凝土变形性能的影响；邓敏[5-6]等人研究了高温养护和粉煤灰掺量对掺氧化镁混凝土膨胀性能的影响等。
在水工大坝混凝土中，利用轻烧MgO 延迟微膨胀特性补偿坝体混凝土降温过程中产生的体积收缩，以提高混凝土自身的抗裂能力、简化温控措施，该技术已得到水工工程技术人员的广泛认可。
与以钙矾石作为膨胀源的传统膨胀剂相比，MgO膨胀剂具有水化需水量少、膨胀过程可调控、水化产物稳定的优点，适用于补偿大体积混凝土温降收缩、混凝土自收缩和干燥收缩，可应用于普通工业、民用建筑工程、地下工程及交通工程[7-8]。
目前氧化镁膨胀剂在民用建筑工程中应用不多，江苏诚意研究院与武汉三源特种建材合作进行氧化镁膨胀剂相关性试验研究，揭示了氧化镁膨胀剂混凝土的性能特点和变化规律。
《SP-I型双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料性能实验研究》篇一一、引言随着矿业工程、岩土工程及地下工程的快速发展，注浆技术因其独特的加固和防渗性能而得到了广泛的应用。
在众多的注浆材料中，双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料因其高效的膨胀效果和优异的稳定性而备受关注。
本文针对SP-I型双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料（以下简称“该材料”）进行性能实验研究，旨在深入探讨其性能特点及实际应用价值。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验所使用的SP-I型双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料由特定无机材料和膨胀剂组成。
2. 实验方法（1）材料配比：按照一定比例将该材料与水混合，制备成注浆液。
（2）注浆实验：在模拟的地下工程环境中进行注浆实验，观察其流动性和填充效果。
（3）性能测试：通过抗压强度、抗拉强度、膨胀率等指标来评价该材料的性能。
三、实验结果与分析1. 流动性与填充效果在注浆实验中，该材料表现出良好的流动性，能够快速填充细小裂缝和孔洞。
其填充效果显著，能够有效地封堵渗漏通道，提高岩土体的稳定性。
2. 抗压强度与抗拉强度该材料具有较高的抗压强度和抗拉强度，能够在地下工程中承受较大的荷载和变形。
实验结果表明，该材料的抗压强度和抗拉强度随龄期的增长而逐渐提高，表现出良好的耐久性。
3. 膨胀性能该材料中的膨胀剂在注浆过程中发生化学反应，产生大量气体，使注浆液迅速膨胀。
实验结果表明，该材料的膨胀率较高，能够有效地填充地下空间的空隙和裂缝，提高岩土体的密实度。
4. 耐久性能通过模拟地下工程环境中的酸碱、温度、湿度等条件，对该材料的耐久性能进行测试。
实验结果表明，该材料具有良好的耐久性能，能够在恶劣环境下长期保持稳定的性能。
四、讨论与结论通过对SP-I型双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料的性能实验研究，我们得出以下结论：1. 该材料具有优异的流动性、填充效果、抗压强度、抗拉强度和膨胀性能，能够有效地加固和防渗地下工程。
2. 该材料的耐久性能良好，能够在恶劣环境下长期保持稳定的性能。
《SP-I型双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料性能实验研究》篇一一、引言随着矿井开采深度的不断增加，封孔技术成为了保证矿井安全、提高采收率的关键技术之一。
SP-I型双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料作为一种新型的封孔材料，具有优异的膨胀性能和封孔效果，被广泛应用于煤炭、金属矿等领域的封孔工程中。
本文将对SP-I型双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料的性能进行实验研究，为其在实际应用中提供理论依据和技术支持。
二、实验材料与方法2.1 实验材料本实验所使用的SP-I型双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料，主要由多种无机材料和添加剂组成。
2.2 实验方法（1）材料制备：按照一定比例将各种原材料混合均匀，制备成SP-I型双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料。
（2）性能测试：通过实验测试SP-I型材料的膨胀性能、固化时间、抗压强度、耐久性等性能指标。
（3）应用实验：在矿井封孔工程中应用SP-I型材料，观察其封孔效果和长期稳定性。
三、实验结果与分析3.1 膨胀性能测试通过实验测试，SP-I型双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料具有优异的膨胀性能。
在注浆过程中，材料能够迅速膨胀，填充孔隙，达到封孔效果。
同时，材料的膨胀率可调，可根据实际需要调整注浆量和膨胀率。
3.2 固化时间与抗压强度测试SP-I型材料的固化时间较短，一般在数分钟至数小时内完成固化。
固化后的材料具有较高的抗压强度，能够承受一定的外力作用。
通过调整材料配方和注浆工艺，可以进一步提高材料的抗压强度。
3.3 耐久性测试经过长时间的使用和外界环境的影响，SP-I型材料的性能能够保持稳定。
通过耐久性测试，该材料具有较好的抗老化、抗腐蚀和抗渗透性能，能够满足长期封孔工程的需求。
四、应用实验在矿井封孔工程中应用SP-I型双阶段膨胀无机复合注浆封孔材料，能够取得良好的封孔效果。
该材料能够快速填充孔隙，形成坚实的封孔层，有效防止瓦斯、地下水等有害物质的渗透和泄漏。
同时，该材料还具有较好的长期稳定性，能够保证封孔效果的持久性。
