在高层建筑持续突破天际线、跨海大桥不断刷新世界纪录的今天,混凝土膨胀剂已经越发普遍,国内混凝土添加剂高速发展的这几十年,混凝土膨胀剂的种类日渐增多,但硫铝酸钙类、氧化钙类仍是主力军,而行业新宠——氧化镁膨胀剂也慢慢得到了更多地应用,不同的工程选择合适种类的膨胀剂,才能更好地满足现代工程的严苛要求。氧化镁类膨胀剂作为新一代膨胀材料的代表,大多数的工程人对它并不是十分了解,今天,我们就以普通膨胀剂作为参照,来给大家做一个知识普及。
1. 膨胀源与化学成分
氧化镁膨胀剂:以氧化镁(MgO)为主要膨胀源,通过水化生成氢氧化镁(Mg(OH)₂)晶体而产生膨胀,属于单一组分膨胀剂。
普通膨胀剂:通常以钙矾石、氧化钙或复合钙镁类(如钙类、镁类及钙镁复合型)为膨胀源,成分可能包括矾石、氧化钙(CaO)、蓝晶石等。
2. 反应机理与膨胀特性
氧化镁膨胀剂:
水化反应:MgO+H2O→Mg(OH)2,生成氢氧化镁晶体体积膨胀,反应速度受煅烧温度、颗粒细度等影响。
膨胀特性:膨胀速率较慢,但膨胀持续时间长(可达数年),适合大体积混凝土的长期补偿收缩。
普通膨胀剂:
水化反应:以钙矾石或氧化钙形成为主,膨胀发生快(数天至数周),但后期可能收缩。
膨胀特性:短期膨胀效果显著,需加强养护以避免后期开裂,适用于常规混凝土结构。
3. 适用场景与工程案例
氧化镁膨胀剂:
优势:温度敏感性低,适用于大体积混凝土(如水坝、核电站)的温降收缩补偿,如三峡大坝采用MgO膨胀剂控制裂缝。
局限性:需精确控制掺量,过量可能导致延迟性膨胀破坏。
普通膨胀剂:
优势:技术成熟,广泛用于建筑混凝土、不定形耐火材料等。
局限性:对养护条件要求高,需注重浇后混凝土的养护措施。
4. 研究与技术现状
氧化镁膨胀剂:国内研究集中在水化产物形貌调控和反应动力学优化,旨在解决延迟膨胀问题。
普通膨胀剂:技术已标准化(如GB/T 23439),但钙矾石类膨胀剂在高温环境下稳定性较差。
总结:氧化镁膨胀剂更适合长期缓慢膨胀需求的大体积工程,而普通膨胀剂适用于快速补偿收缩的常规混凝土结构。两者需根据工程特性选择,不可简单替代。
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