FQY-Ⅱ新型混凝土膨胀剂的膨胀性能研究

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

  【摘 要】本文通过对膨胀剂微观形貌、砂浆限制膨胀率、混凝土限制膨胀率及强度以及混凝土膨胀速率的分析，研究了一种新型膨胀剂FQY-Ⅱ的膨胀性能。实验结果表明：C35混凝土中掺35Kg/m3的FQY-Ⅱ在满足强度设计要求条件下水养14天膨胀率达0.087%, 且膨胀性能稳定。膨胀率曲线表明FQY-Ⅱ膨胀剂可以发挥出更多的有效膨胀能。

  【关键词】膨胀剂；膨胀速率；膨胀性能

  1 前言

  我国混凝土膨胀剂经历了30多年的发展，特别在最近20年得到迅猛发展，膨胀剂产品更新换代也越来越快。目前市面上仍然存在的普通膨胀剂掺量kg/m3时，其水中14天混凝土限制膨胀率仅能达到0.015%~0.025%，甚至很多厂家膨胀剂还无法达到这个标准。混凝土收缩值大约为0.06%~0.07%，有些膨胀剂因膨胀能不足，不能有效的补偿混凝土收缩。目前评价膨胀剂性能局限于膨胀率以及强度，本文通检测完整的速率曲线，从而反应膨胀剂本质特点。

  2 实验材料与方法

  2.1膨胀剂制备

  2.1.1主要原材料

  钙质原料：SiO2<2.0%，CaO>50.0%；

  硬石膏：SO3>45%；

  铝质材料：SiO2<20.0%，Al2O3>50.0%。

  2.1.2实验方法

  将各原材料按一定比例称量，用实验室磨机磨至细度为0.08mm筛余10%~14%，磨好后生料加适量水压制成圆饼，置于电炉中煅烧，升温速率为5℃/min，至1300℃，保温20min，取出后冷却，磨至细度为0.08mm筛余20%~25%，制得FQY-Ⅱ膨胀剂，放入干燥器中备用。

  2.2砂浆试验

  膨胀剂按现行国家标准《混凝土膨胀剂》GB23439-2009进行限制膨胀率试验。

  2.3混凝土实验

  2.3.1实验材料

  水泥：基准水泥P·O 42.5；水泥P·O 42.5；

  砂子：标准砂；

  粉煤灰：Ⅱ级粉煤灰；

  矿粉：磨细矿渣粉；

  减水剂：UJOIN-PC聚羧酸系高性能减水剂；

  膨胀剂：

  UEA膨胀剂；

  FQY膨胀剂；

  FQY-Ⅱ膨胀剂；

  细骨料：河砂，细度模数2.66；

  粗骨料：碎石， 5mm~31.5mm连续级配；

  2.3.2混凝土配合比

  混凝土配合比见表1，其中膨胀剂为内掺取代粉煤灰。混凝土拌合性能按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能实验方法标准》规定进行，力学性能按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能实验方法标准》检测。

  2.3.3膨胀速率实验

  试模预装上膨胀杆，将搅拌好的混凝土直接浇筑到非接触式混凝土收缩变形仪中，盖上湿抹布并安装标靶，监控整个膨胀曲线，将曲线微分处理，得到膨胀速率曲线。

  3 实验结果与分析

  3.1膨胀剂微观分析

  由图1FQY-Ⅱ膨胀剂SEM图中可以看出，除了一部分球形CaO特性，存在层状、板状结构的硫铝酸钙晶体，说明FQY-Ⅱ膨胀剂为氧化钙和硫铝酸钙双膨胀源，可以更有效的发挥膨胀性能。由图2中可以看出CaO膨胀剂中主要矿物为f-CaO(特征峰为2.772，2.4004，1.6972)，次要矿物为C3S特征峰为3.0377，2.6018，2.1852）。FQY-Ⅱ膨胀剂除了有CaO相同的f-CaO和C3S矿物特征峰外，在为3.7540和3.5065处存在硫铝酸钙特征峰和石膏峰特征峰。f-CaO可以更好的被包裹，延迟了f-CaO水化速度。

  3.2砂浆性能影响

  将不同掺量的FQY-Ⅱ膨胀剂与市面上膨胀剂作对比，其砂浆膨胀率见表2。可以看出FQY-Ⅱ膨胀剂掺量为6%的7天砂浆膨胀率已经达到0.072%，满足GB23439-2009Ⅱ型标准。FQY-Ⅱ膨胀剂掺量为10%的7天砂浆膨胀率为0.171%，约为UEA膨胀剂的4倍，为FQY膨胀剂1.6倍。