液體型膨脹劑的試驗(yàn)研究

胡亮，徐智勇，吳翠娥

（1.武漢源錦商品混凝土公司，武漢，430070；2.武漢三源特種建材有限責(zé)任公司，武漢，430070）

液體型膨脹劑的試驗(yàn)研究

胡亮1，徐智勇1，吳翠娥2

（1.武漢源錦商品混凝土公司，武漢，430070；2.武漢三源特種建材有限責(zé)任公司，武漢，430070）

本文將三種不同的可溶性膨脹源A、M、F進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，從而選擇出合適的膨脹源，并配制膨脹劑溶液，研究其摻量對(duì)膠砂試樣限制膨脹率、抗壓強(qiáng)度的影響，從而確定液體膨脹劑的適宜摻量；最后研究了減縮劑對(duì)液體膨脹劑性能的影響。

液體膨脹劑；可溶性膨脹源；限制膨脹率；減縮劑

近年來(lái)我國(guó)膨脹劑用量約100萬(wàn)噸，其中80%膨脹劑是通過(guò)商品混凝土攪拌站拌制成補(bǔ)償收縮混凝土[1]。但是傳統(tǒng)的膨脹劑大多為粉劑，在應(yīng)用于商品混凝土攪拌站時(shí)，存在以下問(wèn)題：粉狀膨脹劑計(jì)量的準(zhǔn)確性和混合的均勻性難以控制和保障；攪拌時(shí)揚(yáng)塵多，會(huì)造成環(huán)境污染等[2]。因此，液體膨脹劑是膨脹劑在商品混凝土中未來(lái)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，開(kāi)發(fā)適用于商品混凝土施工的液體型膨脹劑顯得很有必要。針對(duì)這一現(xiàn)狀，本文通過(guò)采用不同可溶性膨脹組分復(fù)配，配制出了適用于商品混凝土施工的液體型膨脹劑，并參考現(xiàn)有膨脹劑標(biāo)準(zhǔn)GB23439-2009，對(duì)液體膨脹劑的相關(guān)性能進(jìn)行了研究。

1 試驗(yàn)

1.1 原料

水泥：采用GB8076規(guī)定的基準(zhǔn)水泥，由北京興發(fā)水泥有限公司生產(chǎn)。

砂：符合GB/T 17671要求的標(biāo)準(zhǔn)砂，由廈門(mén)艾思?xì)W標(biāo)準(zhǔn)砂有限公司生產(chǎn)。

可溶性膨脹源組分：A、M、F，所用原料均為市售，不含結(jié)晶水，不含氯離子。

減縮劑：JM-SRA，由江蘇博特新材料有限公司生產(chǎn)。水：符合JGJ 63要求的自來(lái)水。

1.2 試驗(yàn)方法

將三種不同的可溶性膨脹源A、M、F按照GB23439-2009《混凝土膨脹劑》中的規(guī)定進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，主要測(cè)試摻有三種膨脹源的水泥膠砂試塊在水中7d限制膨脹率、空氣中21d限制膨脹率，從而選擇出合適的膨脹源；根據(jù)膨脹源中可溶性鹽的溶解度，配制出飽和的膨脹劑溶液，研究其摻量對(duì)膠砂試樣限制膨脹率、抗壓強(qiáng)度的影響，確定液體膨脹劑的適宜摻量；研究減縮劑對(duì)液體膨脹劑性能的影響。

膠砂試樣的成型按照GB/T 17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》規(guī)定的方法進(jìn)行，限制膨脹率的測(cè)試按GB23439-2009中附錄A進(jìn)行，抗壓、抗折強(qiáng)度測(cè)試按GB/T 17671規(guī)定進(jìn)行。

2 結(jié)果和討論

2.1 可溶性膨脹源的選擇

采用三種膨脹源A、M、F，制成三種不同水泥膠砂試塊，按GB23439-2009中附錄A進(jìn)行水中7d限制膨脹率、空氣中21d限制膨脹率測(cè)試，三種膨脹源摻量均為1%（水泥量），結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同膨脹源性能對(duì)比

從表1結(jié)果可以看出：可溶性鹽A作膨脹源時(shí)試塊在水中7d限制膨脹率較小，空氣中21d干縮較大，不適合作液體膨脹劑的膨脹源；可溶性鹽M、F均顯示除了較大的水中7d限制膨脹率，空氣中21d干縮小，可以作為液體膨脹劑的膨脹源。

通過(guò)查閱M、F各自的常溫溶解度，發(fā)現(xiàn)其溶解性?xún)?yōu)良，均在50%左右。因此，本實(shí)驗(yàn)將M、F復(fù)摻作可溶性膨脹源，并根據(jù)溶解度配制飽和的液體膨脹劑溶液。

2.2 液體膨脹劑摻量對(duì)膠砂試樣性能的影響

將配制的液體膨脹劑以不同摻量加入到膠砂試樣中，研究了其用量對(duì)膠砂試驗(yàn)7d限制膨脹率、空氣中21d限制膨脹率測(cè)試、28d抗壓、抗折強(qiáng)度的影響，結(jié)果如圖1～圖3所示。

圖1 液體膨脹劑摻量對(duì)限制膨脹率的影響

圖2 液體膨脹劑摻量對(duì)28d抗折強(qiáng)度的影響

圖3 液體膨脹劑摻量對(duì)28d抗壓強(qiáng)度的影響

從圖1可以看出：隨著液體膨脹劑摻量的增加，膠砂試樣的水中7d膨脹率不斷增加，空氣中21d限制膨脹率也逐漸增加，說(shuō)明液體膨脹劑的補(bǔ)償收縮效果隨摻量增加而變強(qiáng)。從圖2、圖3可以看出：膠砂試樣的28d抗壓、抗折強(qiáng)度先增加后降低，在摻量不超過(guò)3%時(shí)，液體膨脹劑膨脹組分與水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣反應(yīng)生成體積膨脹的凝膠物質(zhì)，使試樣結(jié)構(gòu)密實(shí)，從而提高強(qiáng)度。摻量超過(guò)3%后，過(guò)大的膨脹反而會(huì)使膠砂試樣內(nèi)部出現(xiàn)裂縫缺陷，降低強(qiáng)度。所以，從力學(xué)性能方面考慮，液體膨脹劑有一個(gè)適宜摻量。

圖4 液體膨脹劑與SRA復(fù)摻對(duì)試樣7d限制膨脹率的影響

2.3 液體膨脹劑與減縮劑復(fù)摻對(duì)膠砂試樣性能的影響

減縮劑是一種通過(guò)減少水分蒸發(fā)過(guò)程的收縮力來(lái)減輕混凝土收縮的新型外加劑，是目前混凝土外加劑的研究熱點(diǎn)[3]。本試驗(yàn)采用江蘇博特新材料有限公司生產(chǎn)的JM-SRA減縮劑，該減縮劑是可溶于水的無(wú)色或淡黃色液體。本試驗(yàn)研究減縮劑與液體膨脹劑復(fù)摻對(duì)膠砂試樣性能的影響，液體膨脹劑的摻量為水泥質(zhì)量的4%，減縮劑摻量為水泥質(zhì)量的1%。研究了SRA單摻、SRA與液體膨脹劑復(fù)摻對(duì)膠砂試樣膨脹率和強(qiáng)度的影響。液體膨脹劑與SRA復(fù)摻對(duì)膠砂試樣水中7d限制膨脹率的影響見(jiàn)圖4。液體膨脹劑與SRA復(fù)摻對(duì)膠砂試樣空氣中21d限制膨脹率和28d抗壓、抗折強(qiáng)度的影響見(jiàn)表2。

表2 SRA與液體膨脹劑復(fù)摻對(duì)試樣的空氣中21d限制膨脹率和28d抗壓、抗折強(qiáng)度的影響

從圖4和表2可以看出：SRA單獨(dú)摻入對(duì)膠砂試樣水中7d限制膨脹率無(wú)太大影響，即SRA單摻對(duì)膠砂試樣無(wú)通過(guò)產(chǎn)生膨脹來(lái)補(bǔ)償收縮的作用。與摻液體膨脹劑的膠砂試樣相比，SRA與液體膨脹劑復(fù)摻對(duì)膠砂試樣的水中7d限制膨脹率有一定程度的降低，對(duì)28d強(qiáng)度影響很小，但是會(huì)提高空氣中21d限制膨脹率，這也說(shuō)明減縮劑SRA無(wú)補(bǔ)償收縮效應(yīng)，但對(duì)水泥混凝土材料的干燥條件下的收縮有一定的抑制作用，這一結(jié)果與目前公認(rèn)的減縮劑能顯著降低混凝土材料的干縮的結(jié)論一致[4]。

3 結(jié)論

（1） 采用可溶性物質(zhì)M、F復(fù)摻作為液體膨脹劑復(fù)合膨脹源，根據(jù)溶解度配制液體膨脹劑。

（2）液體膨脹劑的適宜摻量為4%（膠凝材料量）。

（3）減縮劑SRA在單摻的情況下對(duì)水泥混凝土材料無(wú)補(bǔ)償收縮效應(yīng)，但對(duì)水泥混凝土材料的干燥條件下的收縮有一定的抑制作用。

[1]陳旭峰，游寶坤. 膨脹劑在商品混凝土應(yīng)用中存在的問(wèn)題[J]. 商品混凝土，2007：53-56

[2]劉福戰(zhàn).噴射混凝土用無(wú)堿液體速凝劑技術(shù)研究[J]. 商品混凝土，2010（12）：41-44

[3]張夏虹，王迎飛，李超.混凝土減縮劑的研究與發(fā)展[J].華南港工，2008（2）：26-34

[4]劉加平，田倩，唐明述.膨脹劑和減縮劑對(duì)于高性能混凝土收縮開(kāi)裂的影響[J]. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，36：194-199

[單位地址]武漢市漢陽(yáng)區(qū)快活嶺永豐街徐灣村武漢源錦商品混凝土有限公司（430070）

The experimental study of liquid expansion agent

Hu Liang1, Xu Zhiyong1, Wu Cuie2
(1.Wuhan Yuanjin Commercial Concrete Limited Company, Wuhan 430070;2.Wuhan Sanyuan Special Building Materials Limited Liability Company, Wuhan 430070)

In order to choose the suitable expansive source, a contrast test was made among three different soluble expansive source A, M,F in this paper, and the liquid expansion agent was made by the chosen source. The inf l uence of the liquid expansion agent content on colloidal mortar limited expansion rate and compressive strength was investigated, thus the suitable content of liquid expansion agent was determined. The effect of shrinkage reducing agent on liquid expansion agent was studied at last.

liquid expansion agent; soluble expansive source; limited expansion rate; shrinkage reducing agent

胡亮（1985-），男，湖北漢川人，碩士研究生，從事混凝土外加劑及特種混凝土方面研究。武漢源錦商品混凝土有限公司研發(fā)中心。