混凝土膨胀剂的试验检测方法.docx

1、混凝土膨胀剂的试验检测方法混凝土是世界上应用最广的建筑材料，但是由于混凝土收缩变形的固有属性，因此收缩裂缝是一种质量通病，严重影响其安全性和耐久性。预防和减少其收缩裂缝，一直是混凝土学科的重点研究内容。理论上膨胀混凝土是防止和减少收缩裂缝的一种低成本技术，但是由于在有效膨胀、膨胀速率调控、绝湿环境膨胀等理论问题方面没有突破，膨胀水泥基材料的发展遇到很大的技术瓶颈。本文介绍了两种简单方便的混凝土膨胀剂试验的检测方法，分别是啤酒瓶法（膨胀剂）、烧杯法（膨胀混凝土），以期方便广大现场施工人员进行施工质量控制。一、前言体积稳定性是混凝土研究热点之一，也是进行结构设计的重要考虑因素。通常，混凝土浇筑成型

2、后不可避免地发生收缩，严重的甚至导致开裂，导致强度降低，耐久性降低，预应力结构中预应力的损失和混凝土结构外观及清洁性的降低。针对混凝土的收缩开裂，在混凝土中掺加膨胀剂利用其产生的膨胀效应补偿混凝土的收缩制成体积稳定性好的补偿收缩混凝土是一种常用的经济，有效又实用的方法。但由于膨胀剂的水化过程和产物会对其它胶凝材料的水化及混凝土的微结构产生重大影响，进而影响混凝土的性能和使用。因此，对补偿收缩混凝土，除要保证体积稳定性外，还要保证其它性能满足使用要求。下面笔者就混凝土中参加膨胀剂的试验检测方法进行简要探讨。二、膨胀剂对混凝土工作性能的影响及膨胀混凝土材料特性分析1、膨胀剂对混凝土工作性能的影响研

3、究普遍认为膨胀剂能降低新拌混凝土流动性，且随掺量增加降低效果越明显。这是由于膨胀剂水化通常发生在早期，造成混凝土中自由水降低;同时产物生成量多，针状或柱状钙矾石和板状氢氧化钙显然增大了水泥净浆的粘度和屈服剪切应力，进而降低了新拌混凝土流动性。有学者发现：10%的HCSA和UEA掺入混凝土后，扩展度分别降低25mm和15mm;随HCSA掺量增加，流动性降低;膨胀剂掺量相同时，水胶比越低，加入HCSA的超高性能混凝土流动性越低。膨胀剂能使高性能混凝土的流动性损失较大，因此不宜掺入过多。由于膨胀剂凝结速度快，凝结时间比水泥早，同时膨胀剂早期快速水化反应消耗大量水，生成大量水化产物，使得凝结时间提前，

4、进而增加了混凝土坍落度经时损失。有研究认为，掺膨胀剂后，新拌混凝土坍落度经时损失加快，这是由于膨胀剂早期水化较快，随时间推移，钙矾石、氢氧化钙等结晶产物析出量逐渐增多，进而导致粘聚度增强引起的。由于膨胀剂的掺加加速了胶凝材料水化，晶体析出迅速，因此缩短了新拌混凝土中结构网络框架形成时间，故初凝时间较短。如果膨胀剂使混凝土凝结时间提前，内掺12%15%UEA膨胀剂的新拌混凝土，与未掺膨胀剂的空白混凝土相比，约提前60min。另外，UEA和HCSA两种膨胀剂均可缩短混凝土凝结时间，10%掺量下，掺HCSA与UEA和未掺膨胀剂的初凝时间分别为18.5h，22.8h和24.2h;同水胶比，同等掺量时，

5、HCSA膨胀剂更能缩短混凝土的初凝时间。目前，膨胀剂对混凝土工作性影响研究多集中在硫铝酸钙类、硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂，而对于氧化钙类和氧化镁类膨胀剂研究较少，尤其是氧化镁类膨胀剂与其它种类膨胀剂相比，具有需水量少，膨胀速度慢特点，结论可能有差异，但有待于进一步研究。2、膨胀混凝土材料特性分析膨胀混凝土就是以添加一定量ZY膨胀剂的方式，使得对应的膨胀效果达到建设需求，此时控制膨胀剂的剂量就是控制其收缩力和弹性的重要方式和方法，简单来讲，如果需要较强的收缩力和弹性，就需要加大剂量。膨胀混凝土的运用效益为：避免混凝土出现开裂的情况。为了达成这样的效益还需要考量到其局限性，在使用过程中，考量好施工技

6、巧的问题，才能够有效的发挥膨胀混凝土的效能。具体来讲，其工作的原理为：添加膨胀剂的混凝土，会出现化学反应，表现出膨胀的效果，由此使得钢筋和相邻部位出现拉力受阻的情况，由此使得混凝土压应力和钢筋拉应力处于相对平衡的状态，由此保证膨胀混凝土能够在建筑结构施工中发挥积极作用。三、试验材料及试验方法1、试验材料选用普通硅酸盐水泥PO42.5，比重4.13g/cm，表面积比445/kg，其化学组成和物理性能分别见表1和见表2。选用ZY膨胀剂、UEA膨胀剂、和HCSA膨胀剂三种膨胀剂其化学组成和物理性能见表3。2、试验方法（1）烧杯法试验所用混凝土配合比详见表4。搅拌好大约400ml的混凝土然后装入500

7、毫升的玻璃烧杯，轻轻地振动密实，用塑料薄膜密封。等到凝混凝土终凝时间过后，揭开薄膜，加水，再用薄膜封口，观察烧杯裂缝出现。另外，分别用100mm100mm100mm和100mm100mm300mm的限制试件分别测试膨胀混凝土强度和测量膨胀混凝土的限制膨胀率。（2）啤酒瓶法分别按取1350克和150g水泥膨胀剂（HCSA，ZY和UEA）675克水，利用净浆搅拌机制浆。然后水浆用漏斗，以填补600毫升玻璃啤酒瓶和使用塑料密封，再置于（201）标准养护箱和观察时间玻璃裂缝。四、实验结果与分析1、啤酒瓶法装有混合HCSA，ZY和UEA膨胀剂的玻璃啤酒瓶，如图1。开裂净水泥浆的情况下，三瓶破解时间见表5

8、。从图1中,可以看到,三个啤酒瓶破裂发生故障时,发生了水泥浆混合膨胀剂膨胀和扩张压力比玻璃瓶的强度大。HCSA破坏是最严重的,瓶子的碎片,相似程度的ZY和UEA一样。结果在图1中,可以看到,当三个啤酒瓶断层破裂,发生混合浆液扩张器扩张和膨胀压力大于玻璃的强度。HCSA最严重破坏,瓶子的碎片,ZY和的破裂程度相似。表5中的结果显示,三瓶开裂时间HCSAZYUEA,进一步说明这一现象,性能优越的扩张HCSAZY膨胀剂。图1和表5结果,表3显示了三个扩展器限制溢出。因此,啤酒瓶方法是一种快速的方法来确定定性膨胀剂的有效性,并在此基础上,瓶子裂缝随着时间的推移,它可以确定膨胀剂的膨胀性能。开裂时间越短

9、,膨胀剂的膨胀更快、更高的膨胀。值得注意的是,温度是使用这种方法影响最大的因素。2、烧杯法掺杂HCSA、ZY和UEA扩张器扩张混合烧杯混凝土开裂的情况如图2所示,表烧杯开裂时间详见表5、混凝土强度和极限扩张的扩张如表6所示和图3。啤酒瓶方法相似的结果,图2和表5相同的结果它显示拌混凝土膨胀剂膨胀烧杯裂缝发生,和和开裂时间:HCSAZYUEA进一步解释说,HCSA膨胀混凝土的膨胀率和快速扩张优于ZY和UEA。膨胀混凝土限制膨胀测量结果在图3中进一步验证结果在图2和表5中,混合HCSA扩展器1d混凝土膨胀的扩张限制达到0.026%,ZY膨胀剂拌混凝土三维限制扩张扩张0.018%,而UEA混凝土膨胀

10、极限扩张到7d它达到了0.019%。此外,HCSA混凝土的强度特性的扩张发展也比ZY膨胀剂,说明和限制其扩张发展的速度协调。因此,法律可能烧杯快速定性测定掺杂膨胀混凝土膨胀剂的膨胀特性,和判处开裂时间给定的规模扩张的属性。和啤酒瓶相同的方法,测量烧杯开裂时间烧杯存储环境温度。当温度高于20,破解时间将会缩短。相反,当温度低于20,开裂时间一些扩展。这是因为有一个具体的扩张”影响膨胀窗口”,混凝土的强度发展5mpa-20mpa。没有具体的扩张发生在塑性阶段限制力作用,不能产生限制扩张和弹性能量,扩张无效。温度,相当于打开“有效推进扩张扩展窗口”减少膨胀无效,从而缩短啤酒瓶和焚烧杯开裂时间。因此,啤酒瓶的使用和烧杯方法方法确定迅速扩张和混凝土膨胀剂的膨胀扩展属性时,注意控制实验条件,并且必须在相同的条件下。五、结束语啤酒瓶和烧杯法方法适用于现场评估快速扩张混凝土膨胀剂和膨胀特性与膨胀剂混合,一方面,根据是否开裂,评估是否扩张属性。另一方面,开裂时间的基础上,可以评估的规模扩张性质。此外,当使用这种方法时,应该注意保持标本放置的环境温度没有改变太多,否则对结果有一定影响。