第十章混凝土膨胀剂

制作人：李祎
（3）自应力混凝土
膨胀剂粉磨流程图
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CSA产生钙钒石的化学反应为：
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膨胀熟料的SEM图
球形状的CaO晶粒尺寸在10微米左右，CaO晶粒被C3S和C4AF包 裹着，延迟了CaO的水化速度。
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明矾石
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复合型膨胀剂：吸收了石灰型和明矾石膨胀剂的优点，膨胀 来源于过烧石灰和钙钒石的双重作用。它是以石灰石，铝土 质材料磨制成生料，经1400～1500℃煅烧成熟料，再经配料 磨细而成。主要产生膨胀性化学反应如下：
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球形状的CaO晶粒尺寸在15微米左右，由于CaO晶粒尺寸随着煅烧 的温度越高，其晶粒尺寸增大。
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水泥石的SEM图
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掺膨胀剂水泥石的SEM图
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UEA是由硫铝酸盐水泥熟料加明矾石，石膏共同磨细制成。 其产生膨胀的主要化学反应为：
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用途： 1. 制成灌浆料，用于大型设备的基础灌浆和地脚螺栓的灌浆。 2. 使混凝土减少收缩。增加体积稳定性和提高强度。 2. 无声爆破时用的静态破碎剂。利用混凝土抗压强度大，抗拉 强度小，两者相差10～20倍。静态破碎剂在20℃温度时可以 达到30MPa的膨胀压。在4～24小时内体积膨胀1.5～2倍。当 膨胀应力超过抗拉强度时，被破碎物体发生开裂。在整个过程 中无噪声，无粉尘，无毒气。属于无公害的安全爆破。
由于增加了混凝土密实性，其抗冻性能应有所改善，至 少不低于不掺的。
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3. 膨胀剂的应用
（1）补偿收缩混凝土
收缩
拉应力大于抗拉强度
渗漏、腐蚀破坏 耐久性下降
裂缝
扩展
膨胀剂：在混凝土凝结硬化的初期1——4天龄期内产生一定 的体积膨胀，用以补偿混凝土收缩。用膨胀剂产生的自应力 来抵消收缩应力，从而保持混凝土的体积稳定性。
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(2) 石灰系膨胀剂 以CaO为膨胀源，由普通石灰和硬脂酸按一定比例共
同磨细而成。硬脂酸，一方面起助磨剂作用，另一方石灰 表面粘附了硬脂酸形成一层硬脂酸膜，起到了憎水隔离作 用，使氧化钙不能立即与水作用，而是在水化过程中膜逐 渐破裂，延缓了氧化钙的水化速度，从而控制膨胀速率。 其膨胀反应：
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地脚螺栓的锚固
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2. 膨胀剂对混凝土性能的影响
（1）流动度 流动度降低，塌落度损失也会增加，原因是水泥水化
的同时膨胀剂也水化生成钙矾石或氢氧化钙，与水泥有“争 水”现象。 （2）泌水率
泌水率降低些。由于早期膨胀而水化较为充分的原因， 但总的影响不十分明显。 （3）含气量
各种膨胀剂并无引气性，含气量不受影响。
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（4）凝结时间 凝结时间缩短一些。主要是因为膨胀剂早期生成了钙
矾石加快了水化速度因而混凝土凝结时间略有缩短。 （5）钢筋锈蚀
各种膨胀剂的原材料中均不含有氯离子，且膨胀剂本身 均含有一定的碱性，其PH值与水泥相当，因此对钢筋没有锈 蚀作用。 （6）强度影响
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日产膨胀熟料1200吨生产线
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生产线
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熟料生产线出窑膨胀熟料
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熟料生产线检测中心
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膨胀速率对温度，湿度等环境影响十分敏感而较难于控制， 生产及使用时间不能间隔过长，保质期短等原因而较少用于一 般混凝土的补偿收缩。
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静态爆破
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（3）铁粉系膨胀剂 方法：铁屑和一些氧化剂、触媒剂、分散剂混合制成， 在水泥水化时以Fe2O3形式成膨胀源，其主要反应为：
来自百度文库
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主要原料：铁屑来源于机械加工的废料，氧化剂有重铬酸盐、 高锰酸盐。触媒剂主要是氯盐。还可以加一些减 水剂做分散剂。
用途：目前这种膨胀剂用量很少，仅用于二次灌浆的有约束 的工程部位，如设备底座与混凝土基础之间的灌浆， 已硬化混凝土的接缝、地脚螺栓的锚固等。
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（2）混凝土自防水
许多混凝土构筑物有防水、抗渗要求，除采取混凝土 外部的防水处理外，混凝土的结构自防水也是非常重要的。 膨胀剂常常用来做混凝土构件自防水材料。如用于地下防 水工程、地下室、地下建筑混凝土、地铁、储水池、游泳 池、屋面防水工程等。
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掺加膨胀剂取代等量水泥对混凝土强度无明显的不利影响。 早期强度会略比不加的提高一些，而28d强度则会略有一些下 降。养护条件好的情况下，后期强度会因为混凝土内部的密实 性增加而提高。
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（7）抗渗性 膨胀剂在补偿收缩的同时会提高混凝土的密实性。膨胀
剂在水化过程中都要生成大于自身体积的水化产物，随着水 泥石结构的形成过程它逐步的在水泥石构架中搭接延伸有效 地阻塞了空隙和切断了毛细管通路，使结构一步步更加致密 而大大的降低了渗透系数，提高了混凝土的抗渗标号，增加 了混凝土的耐久性。 （8）抗冻性