硕士学位论文-聚合物改性地面材料收缩控制研究.pdf

加介从掌 硕一士学位论文 敏 论 文 题目 一 鱼独幽鲤函翅垒垫趣丝 、 、 少 一一 、 、 子 煞或 作者姓名张磊 指导教师 学科 专业 一一鳖 构 工 程 二 所在学院 建筑工程学院 提交日期 一 万匆 肠 伽艺万万 , , 浙江大学硕士学位论文 摘要 聚合物改性水泥砂浆是砂浆发展的新趋势 。 国内外就此开展了大量研究,包 括聚合物的种类、 作用机理以及对砂浆性能的影响等方面 。 研究中虽然涉及到了 聚合物改性砂浆的收缩这一重要性能,但是对收缩的控制方法的研究甚少。 自 流 平砂浆是聚合物改性砂浆中具有代表性的新型材料,作为地面砂浆其收缩性能直 接关系到工程质量,而这方面的研究几乎还是空白。 本文围绕自流平砂浆的收缩规律与控制方法展开试验研究和理论分析,从减 缩剂和膨胀剂对普通水泥砂浆的收缩影响研究着手,通过试验定量分析自流平砂 浆的收缩性能及采用减缩剂和膨胀剂控制收缩的方法,具体探讨单掺和复掺情况 下对砂浆收缩以及其他性能的影响,在此基础上对其机理展开研究。 研究结果表 明 无论自 流平砂浆还是普通水泥砂浆,采用减缩剂和膨胀剂单掺、 复掺都能够 有效减少收缩,而且复掺的减缩效果大于单掺之和 。 说明试验中采用的减缩剂和 膨胀剂在收缩控制上具有相互促进的作用。 从力学性能上看,减缩剂和膨胀剂对砂浆的抗折强度的影响不大。 单掺减缩 剂自 流平砂浆和普通水泥砂浆抗压强度平均下降左右,复掺时平均降幅 约膨胀剂对砂浆抗压强度影响很小。 在控制收缩的同时,本试验获得的自流平砂浆的综合性能均满足规范要求 。 综合考虑减缩效果和其他性能的要求,确定减缩剂和膨胀剂合理的复掺掺量为减 缩剂,膨胀剂。 衍射试验结果表明钙钒石生成在早期,因此膨胀作用的发挥主要体现在该 阶段,而膨胀剂对砂浆的补偿收缩作用与混凝土类似电镜扫描图片可以看到聚 合物所成的网状膜,这种膜结构对膨胀剂补偿收缩作用的发挥有促进作用。 关键词聚合物改性砂浆自流平砂浆减缩剂膨胀剂收缩控制 卜 浙江大学硕士学位论文 一 ,即 卿, 丽, 一, 帅, 丽, , 俪一械 ,丽 一丽 丽 , 丽 丽 而 丽 ,腼 一 , 械, 浙江大学硕士学位论文 , , 加 加一 浙江大学硕士学位论文 目录 摘要 , 目录 , 第章 绪 论 。 课题研究的背景 聚合物改性砂浆的发展与现状 自流平砂浆的发展与现状 , 。 砂浆收缩性能的研究现状 砂浆收缩性能研究 收缩控制方法研究 减缩剂与膨胀剂研究现状 , , 。 减缩剂的研究 膨胀剂的研究 , 研究的目的与意义 研究的思路与内容 , 第章 试验材料与试验方法 。 试验材料 , 、 、 试验方法及设备 砂浆搅拌 , , 初凝 、终凝时间测定 , 温 、湿度监控 , , 新拌砂浆工作性能试验 , 砂浆强度试验 砂浆收缩试验 砂浆耐磨性试验 浙江大学硕士学位论文 砂浆抗冲击性试验 , 微观性能试验 第章普通水泥砂浆的收缩与控制 犯 试验配合比及试验过程 犯 试验结果与分析 减缩剂对水泥砂浆收缩性能的影响 。 膨胀剂对水泥砂浆收缩性能的影响 复掺减缩剂和膨胀剂对水泥砂浆收缩性能的影响 砂浆的其他性能 本章小结 , 第章自流平砂浆的收缩与控制 原材料性能试验 。 。 自 流平砂浆的配方研究 垫层 自流平砂浆配方 找平层 自流平砂浆配方 垫层自流平砂浆的收缩性研究 试验配合比及试验过程 试验结果与分析 找平层自流平砂浆的收缩性研究 试验配合比及试验过程 试验结果与分析 本章小结 第章自流平砂浆的综合性能 自流平砂浆的综合性能 , 分析与讨论 自流平砂浆的流动性 。 自流平砂浆的耐磨性和抗冲击性 自流平砂浆的强度 。 自流平砂浆尺寸变化率 。 浙江大学硕士学位论文 本章小结 , ,二 第章自流平砂浆微观分析 射线衍射分析 , , 电镜扫描分析 聚合物改性砂浆的微观形貌 电镜扫描结果与分析 第章结论与展望 研究结论 展望 参考文献 致谢 , 浙江大学硕士学位论文 第章 绪 论 课题研究的背景 聚合物改性砂浆的发展与现状 聚合物砂浆 砂浆在建筑中的应用十分广泛 。 随着建筑技术的不断进步,对砂浆的性能提 出了更高的要求。 然而普通水泥砂浆存在脆性过大的缺点,抗压强度较高而抗拉 强度和粘结强度较低,弹性模量较高而变形能力很差,并不能满足各项工程对砂 浆性能的要求,因此对普通水泥砂浆进行改性是非常必要的 【 “,。 普通水泥砂浆改性的一个主要途径就是在砂浆中加入聚合物,这也成为目前 砂浆的一个发展趋势。 美国是世界上聚合物复合材料开发应用先行国家,聚合物 水泥砂浆在建筑上应用十分广泛 。 八十年代常采用的聚合物胶乳是丁苯和丙烯酸 醋胶乳。 现在,纤维素醚成为常用保水剂,粉状再分散胶乳和水溶性胶乳,以双 包装的形式供货以商品化,而砂浆也早以预拌砂浆和干粉砂浆的形式供应 。 在日本,聚合物砂浆和混凝土在上世纪年代已成为主要结构材料。 原材料 主要为环氧树脂 、 不饱和聚醋材料、乙烯聚醋树脂、丙稀酸树脂 以甲基丙稀酸 为基础的树脂,聚合物砂浆广泛作装饰 、 修理用。日本聚合物砂浆研究发展较 快,就其粘结材料而言,应用了新的液体树脂,如高分子量甲基丙稀酸,低聚合 度丙稀酸单体和尿醛,甲基丙稀酸等,也有将不饱和树脂和乙烯单体组成的粘结 料用于复合材料或复合液体树脂 。 在配料设计方面,随树脂不同而有不同的设计 体系,如发展了不饱和树脂砂浆的配比设计体系聚丙基丙稀酸甲醋砂浆的配合 比设计体系掺轻集料不饱和树脂砂浆的配比设计体系 。 对聚合物砂浆为增加其 强度采用了钢纤维、玻璃纤维、碳纤维或玻璃纤维等纤维增强聚合物 。 美国和日本都制定了聚合物应用于水泥混凝土的标准,例如美国巧 使 用聚合物混凝土的指南 ,日本一、有关聚合物水泥砂浆实 验室试样成型 、 强度试验、 坍落度试验 、 容重及空隙率试验标准及用于水泥砂浆 改性的聚合物性质试验标准 。 我国直至一年代才开始研究掺天然乳胶 、 丁苯胶乳 、 氯丁胶乳 、 氯偏胶 浙江大学硕士学位论文 乳和丙烯酸醋共聚胶乳等聚合物的水泥砂浆,并在外墙喷涂 、 地下工程防漏、 防 潮及某些特殊工程上使用 。 例如由于丙稀酸乳液和醋酸乙烯共聚乳液的开 发应用,我国水利部门利用该乳液对水库大坝进行修补,其工程耐久性已达 年以上。 但是,由于经济原因,聚合物水泥基材料的应用受到限制 。 聚合物外加剂 聚合物加人砂浆可通过掺加、 拌合及浸渍等方法,因此聚合物砂浆可分为聚 合物浸渍砂浆、聚合物改性水泥砂浆和聚合物砂浆三类 。 性能优异,但存在工艺技术复杂、 成本高等缺点也因聚合物的用量大、 价 格高而不能广泛用于普通的建筑工程中则克服了的工艺复杂、 的聚合物用量大的缺点,同时又能提高普通水泥砂浆的强度 、 粘结性 、耐候性, 降低其脆性和成本 。 因而自年代末以来,这种特殊的砂浆得到了迅猛的发展。 用于砂浆中聚合物的种类有以下几类 聚合物乳胶 聚合物乳胶 或分散体 是由分散在水中的很小的聚合物颗粒 直径一林 所组成,它一般是通过乳液聚合的方法制得的。 聚合物乳液根据聚合物颗粒的电 性,即生产过程中使用表面活性剂类型,可分为阳离子型 正电 、 阴离子型 负电 和非离子型 不带电 。 通常聚合物乳液是两种或多种不同单体的共聚物体系,它 们的总固含量包括聚合物、乳化剂、 稳定剂等,约为。 作为聚合物基 外加剂的多数商品聚合物乳液都是弹性和热塑性聚合物,当它们干燥后,可形成 连续的聚合物薄膜。 常用的聚合物商品乳液有丁苯胶乳,氯丁胶乳、 聚 丙烯酸酷、聚乙烯一醋酸乙烯醋等共聚物 。 可再分散性聚合物粉末,“ 可再分散的聚合物是通过两步法来生产的。 首先,通过乳液聚合制得作为原 料的聚合乳液,然后通过喷雾干燥得到聚合物粉末 。 在喷雾干燥之前,通常还需 加入杀菌剂 、 喷雾干燥助剂和抑泡剂等组分 。 在喷雾干燥过程中或结束后加人防 结块剂如粘土 、 硅灰、 碳酸钙等以防止树脂在储存过程中结块 。 常用的可再分散 的聚合物粉末乙烯基类和丙烯酸类两大类,包括聚乙烯醋酸乙烯酷、聚丙 稀酸醋、 聚苯乙烯一丙烯酸醋、 聚醋酸乙烯一 叔碳酸乙烯醋 、 乞 、 等 。 浙江大学硕士学位论文 在国外可再分散聚合物用于对砂浆改性非常普遍,因此其研究也较广泛 。 在 我国,随着商品砂浆的兴起,也有较多研究者对可再分散聚合物的改性作用进行 研究。 资料表明,这些可再分散性聚合物能显著影响水泥砂浆的各种性能,最明 显的是改善水泥浆体与不同基体的粘结强度 。 还能提高抗渗性,提高抗断裂强度 和韧性。 乙烯基共聚物砂浆中,水泥和聚合物在砂浆中具有协同作用效果。 作为 无机胶凝材料的水泥对抗压强度起主要作用 而可再分散聚合物可以作为有机胶 凝材料,起到增韧作用,改善水泥砂浆内部粘结力和界面粘结强度 。 水溶性聚合物 作为聚合物外加剂的水溶性聚合物是多为水溶性的粉末状 。 在拌和过程中, 以粉末或水溶液的形式加人水泥砂浆或混凝土中。 常用的水溶性聚合物有纤维素 醚、 聚乙烯醇、 聚丙烯酞胺等。 纤维素醚类是将天然纤维素经化学改性得到的纤维素衍生物,是工业上最重 要的水溶性聚合物之一,目前正在迅速发展 。 纤维素醚可分为离子型和非离 子型两种,其中非离子型因为具有独特的热凝胶特性和溶解性能,耐盐、 耐 热性好,且具有适当的表面活性,可作为保水剂、 悬浮剂、 乳化剂、 成膜剂、 润 滑剂、 粘合剂及流变改良剂。 在建材领域通常选用的是甲基纤维素,轻乙 基甲基纤维素、 轻丙基甲基纤维素 液体聚合物 作为聚合物外加剂的液体聚合物是粘性聚合液体,如环氧树脂及不饱和聚醋 树脂等,在拌和过程中与硬化剂和促进剂一起加人水泥砂浆或混凝土中。 与其他 聚合物种类相比,液体聚合物的使用范围不是很广 。 聚合物掺入砂浆以改善各种性能是砂浆发展的趋势,但在实际应用过程中, 聚合物改性水泥砂浆的某些性能并不是很好,例如力学性能和耐久性能等 。 在许 多聚合物的应用中,聚合物水泥砂浆的抗拉强度 、 抗折强度 、 抗弯强度 、 粘结强 度并没有提高,相反下降很多 。 这主要是由于聚合物的掺人在砂浆中引人了大量 的气泡,使得砂浆的孔隙率大大增加,从而使得砂浆的强度 、 耐久性下降 【 ,”,。 故对于具体的砂浆产品,需经试验确定聚合物品种和砂浆的配比。 自流平砂浆的发展与现状 自流平地面砂浆是世纪年代发展起来,以无机胶凝或者有机材料为基 浙江大学硕士学位论文 材,与超塑化剂等外加剂及细砂等混合而成的建筑地面找平材料,是聚合物改性 砂浆的一个新的应用 。 自流平砂浆的研制始于北欧国家,世纪年代末在瑞典得到迅速发展。 在 欧洲普遍使用的地面构造大体上有 种类型中欧地区普遍使用浮动式地 面。 浮动式地面铺设在隔音层上面,在地板面层 如地毯、地板或木地板 下 面,使用薄层自流平地面砂浆,或者在面层铺设瓷砖时,使用自流平砂浆来获得 光滑的表面 。斯堪的那维亚地区使用复合地面找平层系统 。 其地坪一般不使 用隔声层,而是在承重底板上面铺设一层较厚的可泵送自 流平地面找平层,地板 面层直接铺设在找平层上。 另外,在东欧地区,有相当一部分旧地面是石膏基的, 它们的翻新找平也采用自流平地面砂浆 。 自流平地面砂浆在日本开发得较早,一年首先由日本住宅公团对石 膏基 、 水泥基自流平砂浆作了基础研究,随后出现石膏基自流平砂浆商品。 但是 石膏基自流平砂浆的耐水性、 抗磨性均差,表面硬度低,呈中性或酸性,因而使 用范围受到限制 。 于是,水泥基自流平砂浆的研究引起国际上的重视,世纪 年代在日本市场上开始出现水泥基自流平砂浆,其他发达国家也相继推出了各种 品牌的水泥基 自流平砂浆。 国内关于自 流平砂浆的研究起步较晚,目前自 流平砂浆主要应用于灌浆材料 和地坪材料。 用于灌浆材料的自流平砂浆流动性好、 强度高,主要用于对混凝土 结构的裂缝和孔洞进行回填和补强,作为大型设备基础地脚螺栓的理想灌浆材料 及钢筋高密集区的混凝土浇灌材料 。 王学森, ,等采用三掺法制备了用于大体 积灌浆的低热自流平砂浆并取得了较好效果。 用于地坪的自流平砂浆主要是进行 找平,用来代替木地板的木隔栅,具有节约资源 、施工快 、对楼板结构损害小、 隔音效果好等优点。 在自流平砂浆材料的制备研究方面,周晓群】报告了单组分 自流平砂浆的研制情况,使用的外加剂主要是膨胀剂、 流化剂、 促凝剂和保水剂 。 张杰 研究了乳胶粉对以矿物基无机粘结剂为基料的自流平砂浆性能的影响,表 明乳胶粉可显著改进材料的粘结强度 、 拉伸强度、 耐磨性能及抗折强度。 对于砂 浆的流动性能,杜建光等研制出了复合外加剂,而 卜 景龙 通过后加及反复 添加减水剂的方法来减少流动度损失 。 自流平砂浆按主要基材不同可分为无机系和有机系两大类,。 无机系自流 浙江大学硕士学位论文 平砂浆主要是指石膏基和水泥基自流平砂浆,有机系自流平砂浆主要指环氧自流 平砂浆 。 自流平砂浆的组成及性能一 无机系自流平砂浆 石膏基自流平砂浆 石膏基自流平砂浆主要是以仪 型、 口 型半水石膏、 天然无水石膏或型无水石 膏等为基材,骨料采用河砂 、 石英砂、 矿渣砂等,矿物掺合料采用粉煤灰、 矿渣 粉等以及常用外加剂为减水剂 木质素磺酸盐、 蔡系、 聚梭酸盐系、 氨基磺酸盐 系 等 、 缓凝剂 磷酸盐、 糖类、 纤维素等 、 增稠剂 聚丙烯酸盐、 纤维素、 天然橡 胶等 、 值调节剂 水泥、 熟石灰等 、 消泡剂 有机硅油、 非离子界面活性剂等 、 表面硬化剂 尿醛树脂、 三聚氰胺甲醛树脂等,必要时还可以掺加憎水剂、 颜料 等。 石膏基 自流平砂浆具有高流动性、 初凝 、 终凝时间适当、 早期及后期强度较 高、 与基底粘结力高等特点。 但是,石膏基自流平砂浆由于石膏的耐水性和抗磨 性差、 表面强度低,故不能用于阳台、 屋面及潮湿的地下室地面呈中性或酸性, 对铁件有锈蚀的危险,因而使得其应用受到限制。 此外,石膏基 自流平砂浆相对 成本较高也是阻碍其推广的因素之一。 目前石膏基自 流平砂浆的研究重点在于解 决或提高石膏系自流平砂浆的耐磨性及耐水性,降低成本,提高强度 。 水泥基 自流平砂浆 水泥基 自 流平砂浆按其组成拌和方式分为单组分和双组分 种 。 泥基自流平砂浆是一种粉状产品, 泥基自流平砂浆由 部分材料组成, 使用时按规定比例加水拌和成浆体 单组分水 双组分水 甲组分是以水泥为基料的粉状产品,乙组分 是聚合物乳液,使用时将 组分按比例拌和在一起 。 单组分水泥基自流平砂浆比 较适宜作混凝土或砂浆基层的找平层,施丁简单,运输方便,但缺乏弹性 。 双组 分水泥基 自流平砂浆不仅可以作基层的找平层,而且配上颜料可作彩色面层,弹 性较好,但造价较高,且使用及运输不太方便 。 水泥基自流平砂浆的一个重点是在低水灰比条件下,提高材料的流变性能 在大流动性前提下,要求其具有良好的粘聚性,防止泌水 、 离析 。 因而,其主要 技术路线一般是采取复合高效的外加剂以降低水胶比,提高流动性,保持适当的 浙江大学硕士学位论文 勃度 系数,使拌合物具有自密实、自流平性能并具有抵抗离析所需的勃度同 时掺人粉煤灰、高炉矿渣、硅灰等活性矿物掺合料,改善胶凝材料的颗粒级配, 增加流动性,在优化各组分配合比的基础上配制水泥基自流平砂浆并开发研制单 组分的弹性聚合物水泥基自流平砂浆 。 综观各国水泥基自流平砂浆配方虽各不相同,但主要由以下成份组成 基料普通硅酸盐水泥,高铝水泥或快硬水泥等。骨料砂子,形状近似于 球状为佳 。混合材粉 煤灰、 矿渣粉等 。 此外与石膏系自流平砂浆一样,包 括保水剂、 减水剂、 膨胀剂、 缓凝剂等。 双组分水泥系自流平砂浆除以上成份外, 另一组分为聚合物乳液水溶液,主要成分为水 。乳液聚丙烯酸酷、 乙 烯醋酸乙烯聚合物等。增稠剂纤维素、 无机矿物等。 其它还有分散剂、防 霉剂等。 与发达国家相比,我国研究水泥基自流平砂浆的起步比较晚,发展速度、 普 及推广也比较慢。 一是这种材料目前还不太适合国情,二是国内目前经济及施工 技术相对比较落后。目前市面上所出现的水泥基自 流平砂浆主要以外加剂的形 式销售,其主要由活性矿物掺合料 、 膨胀 、 减水、 保塑等组分组成,将其与传统 混凝土或砂浆材料混合即可用于自流平地面 。 有机系自流平砂浆 现代化工业生产车间对地面有许多要求。 传统的地面材料主要是水泥砂浆, 其价廉、 机械强度高,但容易起灰、 难清洗、 易渗水渗油,不耐酸碱腐蚀,暗灰 色毫无生气,难以满足现代化工厂车间的需要 。 虽然多年来工程技术及科研人员 对水泥砂浆地面材料进行多方改进,但仍不能从根本上克服上述地面材料的不 足 。 于是,近年来发达国家已广泛将环氧类高分子有机系自流平地面砂浆应用于 工业车间地面,有机高分子自流平地面砂浆具有机械强度高、 耐腐 、 耐磨 、 防尘 等功能 。 所以被各种工厂 、 实验室 、 仓库 、 停车场 、 污水处理场 、 发电站 、 医院、 体育场广泛采用 。 它的特点还有不受施工地面大小形状的限制,地面无缝隙, 色彩 、 光泽可调配 。 用于工业地面材料,一般常用具有良好的耐化学品性 、 耐磨 损和耐机械冲击的环氧树脂涂料和聚氨酷涂料 。 但是普通聚氨酷涂料在潮湿环境 中使用,相容性较差,对水泥基材粘结力较低,施工不慎易造成层间剥离 、 针孔 等缺陷,通常用于较高弹性要求的地面装饰环氧树脂地面涂料所形成的装饰膜 浙江大学硕士学位论文 具有平坦、 亮丽、 色彩丰富等装饰特点以及耐机械冲击、 耐磨损、 耐油性、 耐洗 刷性、耐化学腐蚀等防护功能,可以满足现代化工业对地面的要求。 环氧树脂地面涂料之所以可以成为良好的自流平砂浆,在于环氧树脂分子结 构的独特化学特性。 环氧自 流平涂料是以环氧树脂为成膜物,通过加入各种助剂、 颜料 、 填料等加工而成,具有以下几个特点涂料自流平性好,一次成膜在 以上,施工简便涂膜具有坚韧、 耐磨、 耐腐蚀性好、 无毒、 不助燃等特 点表面平整光洁,具有很好的装饰性。 纵观国内外的环氧 自流平砂浆体系,主要有 个技术指导思想 。 一是国内的 一般众多厂家所采用的技术类利用适量的溶剂来达到涂料良好的流平性, 在涂装过程中,涂料中填料会逐渐沉降,固化后的涂膜具有较好的流平性,但表 面硬度不高,耐磨性较差,同时在施工中可能会产生较多的表面瑕斑等不足,这 是片面追求流平性的结果二是国外等众多厂商沿用的技术类是在保证树 脂良 好的流平性同时,依旧保持填料的均匀性,从而确保固化后的涂膜具有更好 的表观装饰性 。 自流平砂浆的质量要求】 尽管自 流平砂浆已发展了几十年,但至今尚无权威的国际标准。 应用较普遍 的发达国家,也无统一的国家标准 。 一般国外自流平砂浆的品质标准,都由各 生产企业自定,依据施工要求进行生产控制。 具有良好的流动性,在几毫米厚的情况下,具有较好的流动性,并且 浆体具有较好的稳定性,使之尽量减少产生离析、 分层 、 泌水、 起泡等不良现象 。 平整度要好,并且表面无明显缺陷。 作为地面材料,其抗压强度 、耐磨性 、抗冲击性 、耐水性等物理力学 性能应达到一般建筑地面的要求 。 耐久性要好,首先要与地面基层粘结牢固,不空鼓其次应在当地最 不利的温度与湿度条件下,能承受正常使用的碰撞,并不致于因本身材料的膨胀 收缩发生开裂、 脱落现象 。 自流平砂浆的性能评价 流动性 流动性是反映自流平砂浆浆体性能的重要指标 。 流动性通常用浆体在玻璃平 浙江大学硕士学位论文 板上的摊展度表征。 如日本住宅公团提出的做法是将拌和好的浆体倒入放置于玻 璃板上的无底圆筒内沙 一,筒内装耐 料浆,表面用抹刀轻轻刮平, 垂直向上提起圆筒,浆体自由流动形成圆盘状,待浆体流动停止后,量取相互垂 直方向的 个直径取平均值,即为摊展度 。 也可采用漏斗法,选一上口直径、 下端出口 直径的玻璃漏斗,斗底离玻璃板,斗内装料浆后使之自 由漏落到玻璃板上并摊展成圆盘状,量取其直径的平均值,即为摊展度。 此外, 还有选用出口直径为的玻璃漏斗,斗底离玻璃板,斗内装料浆 后使之自由漏落测摊展度。 目前世界上测定自 流平砂浆浆体流动度的指标没有统 一标准,摊展度因取样数量、 测定方法不同而异 。 如韩国行业标准,规定以 作为水泥基自流平砂浆浆体流动度的下限,即如果浆体流动度指标小于, 其操作性将难以满足施工要求。 日 本住宅公团建议以作为石膏基自 流平砂 浆流动性的下限,以为水泥基自 流平砂浆流动性的下限,一般日本市售水 泥基自流平砂浆商品的流动度为一。 德国市售水泥基自流平砂浆商品的 流动度为一。 法国市售水泥基自 流平砂浆商品的流动度为一。 国内市售水泥基自流平砂浆商品的流动度为一。 凝结时间 一般浆体的缓凝时间越长,流动度随时间的损失率越小,施工操作性越好, 但早期强度降低或增长缓慢反之流动性随时间的损失率越大,施工操作性差, 但早期强度增长较快 。同时自流平地面的凝结时间对于整个地面的施工速度也 有直接的影响。 日本住宅公团标准规定,浆体初凝时间大于,终凝时间小于。 韩国行业标准规定,浆体初凝时间大于,终凝小于。随着快硬自流平砂浆 的出现,凝结时间将大大提前,如芬兰水泥地面自流平砂浆即可投入使用 。 但 不管怎样,自流平砂浆浆体的凝结时间,需满足施工的要求 。 抗压强度 自流平地面作为地面结构的一个组成部分,必须具有足够的强度以确保整个 地面结构的整体工作能力 。 对于自流平地面砂浆的抗压强度的测试方法,石膏基 和水泥基 自流平地面砂浆一般可以参照水泥或者砂浆的抗压强度的试验方法,而 对于环氧树脂自流平地面砂浆,由于其强度通常较高,所以一般没有特别规定其 抗压强度 。 韩国标准规定,一般用建筑地面抗压强度以上,工业用地面抗 浙江大学硕士学位论文 压强度以上。 日本住宅公团标准规定,自 流平地面砂浆的抗压强度须大于 ,一般日 本市售的自 流平砂浆抗压强度大于。 欧洲的 作为工业与 商用磨损面层的聚合物改性水泥基地面材料技术规范及施工指南 规定,抗压强 度需大于,一般市售商品硬化后抗压强度为一,个别可达。 德国及美国市售的自 流平砂浆商品硬化后抗压强度为一。 抗折强度 同抗压强度一样,抗折强度也是自 流平砂浆性能的重要指标之一,各国标准 规定也各有不同。 韩国行业标准规定,工业用水泥地面自 流平砂浆抗折强度应大 于。 德国一般市售的水泥地面自流平砂浆抗折强度大于。 美国水泥地 面自流平砂浆抗折强度大于。 法国产品大于。国内产品大于。 界面粘结拉伸强度 在实际施工中,基层一般为浇注混凝土。 因此,自流平层与基层的界面结合 状态会直接影响到地面的整体性能,必须对自流平砂浆与基层的粘结强度有必要 的规定。 在石膏基和水泥基自 流平砂浆施工前,通常需在基层上涂刷丙烯酸乳液 或聚醋酸乙烯乳液类界面粘结剂进行预处理,以确保流平层与基层牢固地粘结。 当采用溶剂型的环氧系或聚醋酸乙烯类的胶粘剂时,可得到以上的粘结 强度。 采用水溶性的合成橡胶乳液胶粘剂时,其初始粘结强度较低,但随时间增 长,由于自流平砂浆的干燥,强度呈增高的趋势 。 此外,还应防止混凝土基层吸 水率增高。 韩国行业标准规定,一般用水泥地面自流平砂浆粘结拉伸强度为 以上,工业用粘结拉伸强度为以上 。欧洲的地面技术规范中粘结 拉伸强度为以上。 美国、 芬兰市售的水泥地面白流平材料的粘结拉伸强 度通常为以上 。国内水泥地面自流平砂浆的粘结拉伸强度通常为 以上 。 耐磨性 水泥地面自流平砂浆作为地面面层材料,必须耐受正常的地面交通往来 。 由 于其流平层较薄,在地面基层坚实的情况下,其承载作用力主要在表面,而不是 在体积上。 因此其耐磨性比抗压强度还重要。 实验表明,材料的耐磨性与抗压强 度不一定呈正比例关系,而与材料的抗拉强度呈正比。 聚合物材料的加入,可大 大改善自流平地面的耐磨性 。 由于无统一标准,各产品耐磨性的测试方法均不相 浙江大学硕士学位论文 同。 如韩国行业标准指标为表面磨损 以下。 膨胀率 膨胀率的大小关系到自流平砂浆硬化后是否会产生收缩裂纹 。 水泥基材料不 可克服的弱点是后期干缩严重,发达国家的水泥基自流平砂浆,有的呈现微膨胀 性,达、 一 脚,有的呈现微收缩性达一一。 国内在配制自流平 砂浆时通常加入一定量的膨胀剂组分,以控制材料的收缩 。 自流平砂浆的施工 石膏基或水泥基自流平砂浆的施工方法大致相同。 施工时,通常必须清扫基 底,除去浮灰、 油污及疏松物,对于较严重不平处可用水泥砂浆找平。 然后 在基底上刷涂层,以保证自 流平砂浆的自 流平效果和自 流平层与基底的粘结。 再 根据材料的覆盖率,水固比 或液固比及施工面积计算各种材料用量,用搅拌机 搅拌均匀,将搅拌好的浆体倒于地面上,接茬处可轻轻刮平 。 最后根据各种自流 平砂浆的要求进行养护即可。 环氧树脂自流平砂浆施工前测量地面基层含水率并 控制在以下,因为含水率过高会影响材料和基层的粘结力。再进行基层清理、 修补,地面凸出部分要打磨平整,凹陷和裂缝部分要用环氧树脂类腻子修补平整, 随后进行底层、 中层 、 自流平面层的涂漆,面层施工完毕后,施工区域封闭养护, 地面未完全硬化前不得上人。 早期,自流平砂浆的施工,是在施工现场用手提搅拌器在铁桶中搅拌自流平 砂浆,然后将搅拌好的一桶桶自流平砂浆浆体倒于施工的地面 。 或者用大型的搅 拌机分批搅拌 自流平砂浆浆体,然后用挤压泵泵送到施工地面 。 这种方法较易控 制材料的加水量,能准确配制自流平砂浆的浆体,但系统的搅拌量受到限制,施 工速度较慢 。 为克服其缺点,连续搅拌泵送设备开始使用,但该系统加水量无法 准确控制,且随着使用环境变化较大,影响了产品质量 。 因此其加水量不得不按 照实际搅拌用量进行调整 。 随着施工技术的发展,将搅拌机与挤压泵分离,都接 到一个能连续称量加入的粉料量同时用水表计量加入的水量的容器中,通过计算 机随时控制加入的粉料量和水量的比例,这样较好地解决了加水量不准的问题 。 近来大型散装供料车的出现,使自流平砂浆的施工速度得到大大提高。 国内地面自流平砂浆 我国研制应用水泥地面自流平砂浆起步较晚,是从世纪年代后期开始 浙江大学硕士学位论文 的。 初期发展速度及推广也较慢,主要原因是自流平砂浆成本较高,受我国经侨 条件的限制,在建筑工程中大面积使用受到制约,仅在一些对地面平整度要求较 高的工厂、 医院及国外投资建设的工程中得到应用 。 近几年,随着改革开放的深 入,建筑工程质量、 施工速度要求的提高,自流平砂浆有加快发展的趋势,我国 也相应的颁布了行业标准一 地面用水泥基自流平砂浆 。 目前国内水泥地面自流平砂浆的发展与国外先进国家相比差距较大 。 首先国 内水泥地面自流平砂浆的品种较少,只有普通型的地面自流平砂浆 。 因此需加快 完善产品种类,扩大使用范围,如快硬自流平砂浆,一 即可上人行走工业用 耐磨地面自流平砂浆高强度、 高性能的地面自流平砂浆等。 另外,还需加强水 泥地面自流平砂浆施工机具的开发及引进。 现在国内施工机具还是国外早期应用 阶段的工具,多采用手工搅拌及间歇式搅拌,缺少连续施工的机具,施工速度较 慢,体现不出该种材料的较大施工优势 。 在科研方面,目前我国对自流平砂浆的 研究还局限于配方的研制阶段,即针对不同需求配制出适合的材料。 虽然自流平 砂浆也因此得到了一定的应用,但其性能、 作用机理、 耐久性等主要方面的研究 还远远不够,需要在今后加强。 砂浆收缩性能的研究现状 水泥基材料中的混凝土是目前结构工程中广泛应用的人造建筑材料之一,但 其自身尚存在一些缺陷,如易于塑性收缩开裂、 抗拉强度低、 韧性差等,限制了 其在工程中更广泛的使用,特别是其易于塑性收缩开裂的缺陷对混凝土尤其对高 强混凝土工程质量影响重大。 众所周知,弓起混凝土开裂的因素有化学减缩、 塑 性失水收缩 、 硬化干缩 、 温度胀缩 、 碳化收缩 、 结构沉降、 混凝土自收缩 、 加荷 开裂等,其中造成塑性混凝土终凝前开裂的因素主要有化学减缩 、 塑性失水 收缩、 温度胀缩等,而造成硬化混凝土 终凝后 开裂的因素则主要有化学减缩、 硬化干缩 、 温度胀缩 、 碳化收缩 、 结构沉降、 混凝土自收缩 、 加荷开裂等 。 在所 有引起混凝土开裂的因素中,混凝土的干缩开裂包括塑性失水收缩开裂和硬化 早期混凝土干燥失水收缩开裂在混凝土结构工程中较为常见且不易应对 。 混凝 土的塑性失水收缩开裂在工程施工阶段轻则直接影响工程外观质量而造成返工, 重则将塑性阶段的干缩裂缝带入工程使用阶段,使混凝土因这一“ 先天 ” 缺陷而 影响其使用阶段的抗渗 、 抗冻、 抗化学介质侵蚀 、 抗钢筋锈蚀等性能,造成混凝 浙江大学硕士学位论文 土使用寿命大大缩短,维护修复费用大幅上升。 由于材料性能的相似性,水泥砂 浆与混凝土具有类似的收缩规律,而且砂浆的收缩往往比混凝土更大。 因此,砂 浆的收缩性能也是影响工程质量的重要因素之一。 研究表明,水泥基材料浇注成型后,由于水与水泥基材料的亲润性,水分蒸 发时表层材料毛细管中形成凹液面,其凹液面上表面张力的垂直分量形成了对管 壁间材料的拉应力,此时材料处于塑性阶段,材料自身的塑性抗拉强度较低,若 材料表层毛细管失水收缩产生的拉应力大于材料塑性抗拉强度,则材料表层出现 开裂现象 。 而当改变水泥基材料组成及其所处环境条件时,一方面可使材料抵抗 开裂的塑性抗拉强度发生变化,另一方面也可使毛细管失水收缩形成的毛细管张 力发生改变,从而使毛细管张力小于或者等于材料塑性抗拉强度,这时材料表层 的开裂状况减轻,甚至消失。 根据上述初步分析,若要搞清水泥基材料塑性收缩 开裂的机理,一方面需要研究其在不同组成条件下的塑性抗拉强度,另一方面需 要了解其在相同条件下的毛细管收缩应力,然后对二者进行比较判断,从而对塑 性收缩开裂现象采取针对性措施。 针对水泥基材料在硬化之前由于塑性失水收缩造成的开裂现象,国内外均进 行了大量研究,这些研究大体可以分为两个方面,即对水泥基材料收缩性能、 机 理的研究和控制收缩的方法研究。 砂浆收缩性能的研究 对砂浆收缩性能的研究,主要集中在砂浆收缩的影响因素上,特别是试验用 原材料包括水泥、 粉煤灰以及外加剂等和试验方法包括养护条件、 约束状 况等两个方面 。 其中,陈美祝 等研究了水泥基材料早期水化特性与体积稳定 性的关系马一平降 等从水泥品种、 水泥标号、 水灰比、 灰砂比、 细集料的细 度模数、 粗细集料比例 、 外加剂、 混合材品种及掺量等方面研究分析了水泥基体 参数对砂浆塑性收缩开裂性能的影响朱倍蓉等研究了约束状况、 失水条件及 试件厚度等因素对水泥砂浆塑性收缩开裂性能的影响刘丽芳 等以混凝土小砌 块为基板,研究了不同配比砂浆表面的水分蒸发和塑性收缩裂缝情况杨医博, 文梓芸“通过试验研究了几种类型的高效减水剂在同样水灰比和砂灰比的情况 下对砂浆干燥收缩性能的影响 严捍东,孙伟【 为了揭示粉煤灰对水泥基材料自 生收缩和干燥收缩间的定性和定量关系,分别测定了质量分数为、和 浙江大学硕士学位论文 的超细低钙粉煤灰或 级低钙粉煤灰砂浆从加水养护至的自生收缩 和干燥收缩应变值 马保国等研究了不同蒸养温度下外加剂对水泥基材料体积 稳定性的影响,等等 。 在这方面的研究中,很多试验方法被采用,有传统的方法,也有根据具体情 况自行设计的方法,比如大板法、平板法、八字模抗拉试验、抗裂圆环试验等, 这些都可以用来测定砂浆的收缩开裂性 。 由于试验方法各异,砂浆收缩开裂的描 述也有所不同,其中包括体积稳定性、 质量损失率、自由收缩率、 限制收缩率膨 胀率等参数,特别在砂浆裂缝问题上,不同文献中根据裂缝的长宽度和裂缝的权 重值来表征该问题 。 实际上,不同情况下砂浆的收缩可以采用不同的方法进行测 定,但是在这里想指出的是,砂浆中裂缝的长宽度、 权重甚至裂缝总长等因素不 足以精确描述砂浆的收缩开裂,一方面因为精度原因,另一方面在权重的划分上 目前仍然没有一定的标准,因此用这样的方法或许欠妥。 收缩控制方法的研究 在对砂浆收缩的影响因素研究透彻的前提下,人们展开了对收缩控制方法的 研究。 其中,马良、向阳开 等通过对普通砂浆、 微膨胀砂浆、 聚丙烯纤维砂浆 及微膨胀聚丙烯纤维砂浆的塑性收缩试验,研究了聚丙烯纤维和膨胀剂对水泥砂 浆塑性收缩的影响姜正平 等针对混凝土结构中膨胀剂的作用问题展开研究, 测试研究了掺加膨胀剂、多种其它外加剂的三种灰砂比共组的砂浆试件,在 不同养护条件 、 不同龄期下的收缩值权利权 、 李东旭 研究以不同掺量的粉煤 灰 、 膨胀剂和甲基轻乙基纤维素醚加入到普通干粉砂浆中,对其性能的影响,同 时探讨了氧化钙掺量对粉煤灰水泥基自流平砂浆性能的影响马一平等研究了 纤维品种 、 纤维掺量 、 纤维直径、 纤维长度及纤维几何形状对水泥砂浆塑性收缩 开裂性能的影响 杨继强 【 “ 通过聚丙烯纤维砂浆早期干燥收缩性能试验,研究了 不同掺加量 、不同长度的聚丙烯纤维和搅拌方式对砂浆早期干燥收缩性能的影 响 单俊鸿【 等研究了聚丙烯纤维掺量、 纤维长度及膨胀剂等对水泥砂浆塑性收 缩开裂性能的影响,等等 。 在砂浆收缩的控制研究中,外加剂的使用是一种常用而且行之有效的方法 。 而控制收缩的外加剂主要有减缩剂和膨胀剂两种 。 对于这方面的研究目前较多集 中在掺加减缩剂或者膨胀剂之一来改善砂浆的收缩性,并探讨对砂浆其他方面性 浙江大学硕士学位论文 能的影响上 。 减缩剂与膨胀剂研究现状 减缩剂的研究 混凝土减缩剂是能显著减小混凝土硬化过程中产生的干缩值,而不影响混凝 上其他性能的外加剂。 混凝土减缩剂是性能优异的水的表面活性剂,其主要组成 通常是聚醚或聚醇有机物,也可以是聚醚或聚醇的衍生物 。 减缩剂的分类 单一组分的减缩剂 单一组分的减缩剂有一元醇类 、 二元醇类、 氨基醇类和聚氧乙烯类等 。 单一 组分减缩剂的长期减缩效果不够理想、 成本较高和混凝土强度易降低等缺点制约 了其使用,而复合型减缩剂克服了单一型的不足,是目前研究的主要方向。 复合型的减缩剂 醇及其衍生物类 等研究了含烷氧基化乙醇的工业原料、 类烷氧基化乙醇的低聚物和 实验用乙醇基物质的减缩性能 吴建林比较了正丁醇、 乙丁醇、 环氧乙烷甲醇附 加物和环氧乙烷甲基附加物的减缩效果,并研究了减缩剂与高效减水剂的适应 性 卞荣兵将小分子醇乙氧基化或丙氧基化合成出新的减缩剂 李悦等以丙烯乙 二醇衍生物和二甲 基硅油作减缩剂,比较了单一组分减缩剂和复配减缩剂的效 果等将丙基乙二醇类减缩剂和基膨胀剂复配研制出收缩 补偿混凝土 械一叮等研究了丙二醇衍 生物的混合物在混凝土中的减缩效果 。 醚及其聚醚类 邵正明等用聚醚和脂肪族有机物复配出减缩剂,可以减小砂浆和混凝土 的干燥收缩,早期效果尤其明显 钱晓倩】等采用国产甲醚基聚合物与乙二醇系 聚合物按一定比例复合并改性研制出型高性能混凝土减缩剂,减缩效果 良好此外还有很多减缩剂专利属于该类型,其减缩效果较好 。 在混凝土耐久性日益备受人们关注的今天,混凝土减缩剂因其明显的减缩性 能而成为当今工程界研究的热点。 近年来混凝土减缩剂的研发趋于 个特点 非离子表面活性剂成为首选。 非离子表面活性剂在水溶液中不是以离子状态存 浙江大学硕士学位论文 在,稳定性好,且不易受电解质存在的影响,也不易受酸碱的影响,与其他表面 活性剂相容性好,在固体表面上不发生强烈的吸附,对混凝土强度的影响小。 减缩剂的组分从当初的单一型向多组分型和复合型方向发展。 复合型减缩剂的优 点有减缩剂中各组分间的协同效应使复合后减缩剂的表面张力更小,提高了混凝 土减缩剂的减缩效果 复合型减缩剂中各组分短期和长期的作用效果不同,其减 缩性能互补使得复合后的减缩剂长期的减缩效果不至于有大幅度的下降 复合混 凝土减缩剂能克服单一组分减缩剂降低混凝土抗压强度和降低引气剂效果等缺 点。混凝土减缩剂由单一减缩功能向多功能转变 。 多功能减缩剂还有减水、 引气和抗冻等功效。 减缩剂的作用机理, 混凝土收缩的机理因收缩类型不同而各异,目 前研究得比较多的是自收缩和 干燥收缩 。 同为水泥基材料的砂浆具有和混凝土类似的收缩规律,因此这些收缩 机理同样适用于砂浆。 水泥水化过程中,固相的绝对体积增加,但是固相与液相的绝对总体积减小, 这种收缩称为水化收缩或化学收缩,其体积收缩量约为水化水泥和水所占空间的 。由于初凝前浆体具有良 好的塑性,水化收缩通过体系宏观体积的收缩得以 补偿但凝结后由于体系内部形成硬化体骨架,这时的收缩会导致裂纹的产生。 自收缩机理 当水泥水化过程中没有外界水供应或即使有外界水供应,但其通过毛细管渗 透到体系内部的速度小于毛细孔水的消耗速度时,水泥石中毛细孔水也会从饱和 趋向不饱和状态,在毛细管中形成凹液面,从而产生附加压力 。由于水能完 全润湿水泥,所以水与毛细孔壁的接触角二。 由方程可求出附加压力 式中为毛细孔中弯曲与体表面下的附加压力为毛细孔中液体的表面张 力为毛细孔中液体与毛细孔壁的接触角 此时二为毛细孔半径 。同时 由方程 竺 竺,二 只 浙江大学硕士学位论文 式中为水的分子量为水的密度为气体常数为绝对温度为毛细 管半径几为正常蒸气压只为与液相平衡的蒸气分压。 毛细孔中蒸气压随着 孔径的减小而降低,在自干燥过程中,当相对蒸气压降低到饱和蒸气压的时, 混凝土内部的蒸气压就不再继续降低,这时水泥浆体内部相对湿度由降至 ,毛细孔中的附加压力从增加到假设毛细孔中液相为纯水,其表 面张力为。 该附加压力作用于毛细孔壁,导致水泥石内部出现收缩,即 出现水泥石的自收缩现象 。 减缩剂可以降低毛细孔和凝胶孔中液相表面张力,因 此 低毛细孔和凝胶孔中水分消耗时产生的附加压力随之降低,从而减小混凝土 的自收缩。 干燥收缩机理 水泥石的干燥收缩机理主要有毛细管张力学说和表面吸附学说等。 毛细管张 力学说认为 干燥收缩与干燥过程中毛细管中弯液面的形成有关 。 在干燥过程中, 毛细管内部的液面下降,导致弯液面的曲率变大。 由方程和方程可 知,弯液面产生的附加压力不断增加,使水泥石处于不断增加的压缩状态中,从 而使混凝土的宏观体积缩小。 表面吸附学说认为 吸附水一旦从水泥凝胶上脱离, 表面张力就要增加,胶粒被压缩 。 该学说可以用慕尼黑模型来解 释,硬化水泥浆中干凝胶的体积随内部相对湿度的变化而变化。 在相对湿度为时,由于离散力使凝胶颗粒完全分散当相对湿度降到 时,部分凝胶颗粒表面吸附的水膜变薄或消失,颗粒表面能增大使部分颗粒 产生接触,引起收缩在相对湿度为即干燥状态 的条件下,所有的干凝胶颗 粒因表面张力压缩在一起,引起进一步收缩 。 随着相对湿度的降低,毛细孔中的水由于蒸发而产生的附加压力逐渐增大, 当相对湿度降至时,较大空隙中的水就会蒸发完,在此之前,附加压力较小, 水泥石的收缩相对也较小如果进一步干燥,当相对湿度降至一时,毛 细管张力随相对湿度的降低就显著增加,水泥石的收缩量就不断增加,当相对湿 度小于时,水泥石中就没有毛细孔水了,按毛细管张力学说来解释,则水泥 石就不会再产生收缩,但实际上水泥石仍会继续收缩,因而相对湿度小于时 的收缩不能用毛细孔理论来解释,但可以用表面吸附学说来解释 。 掺减缩剂的混 凝土的质量损失率小于空白试样,说明减缩剂可以延缓试样中水分的蒸发,从而 浙江大学硕士学位论文 减小混凝土的干燥收缩 。 膨胀剂的研究 膨胀剂是一种在水泥凝结硬化过程中使混凝土包括砂浆及水泥净浆产生 可控制的膨胀以减少收缩的外加剂。 它依靠自 身的化学反应或与水泥其它成分反 应,在水化期产生一定的限制膨胀,以补偿混凝土的收缩。目前工程上使用的混 凝土膨胀剂种类较多,依据它们的化学成分和膨胀原理的不同,可将其分为三大 类,即硫铝酸钙类混凝土膨胀剂、 氧化钙类混凝土膨胀剂、 其他类型的混凝土 膨胀剂 。 硫铝酸钙类膨胀剂的膨胀机理与特性 硫铝酸钙类混凝土膨胀剂主要是利用其组成中的硫铝酸钙熟料、 石膏以及明 矾石等与水泥矿物成分和水泥水化产物反应生成钙矾石晶体,钙矾石晶体在胶体 颗粒间以辐射状成长,形似一张大网一样把水泥撑开,从而使混凝土体积得到膨 胀 。其主要膨胀源为钙矾石晶体 。 目前,硫铝酸钙类膨胀剂应用比例最大,使用面积最广泛,关于该类膨胀剂 的研究也较多。 各品种的硫铝酸钙类膨胀剂基本成分都为各种含铝组分和石膏, 其反应机理主要是利用各含铝组分中的活性 几 与水泥水化产物反 应生成水化铝酸钙,水化铝酸钙在有石膏存在的条件下,又与石膏作用形成含大 量结晶水的呈针状结晶的水化硫铝酸三钙膨胀成分,即形成钙矾石 。 主要化学反 应式如下 几口 厅口 几 几久口 几从 提供活性 几 的各含铝组分主要有硫铝酸盐熟料、 铝酸盐水泥熟料、明矾 石、 锻烧高岭土等。 各含铝组分与水泥水化产物和石膏反应生成钙矾石 。 硫铝酸钙类各种不同品牌的膨胀剂其实质都是以钙矾石作为膨胀源,都是综合有 机地利用各种含铝组分,通过各含铝组分不同的化学反应最终形成钙矾石膨胀 源,其所获得的膨胀是各含铝组分形成钙矾石的综合的结果 。 氧化钙类膨胀剂的膨胀机理与特性 浙江大学硕士学位论文 氧化钙类混凝土膨胀剂也称石灰系膨胀剂,它是由普通石灰和硬脂酸按一定 比例共同磨细而成的,在与水泥、 水拌合后经水化反应生成氢氧化钙的混凝土膨 胀剂 。 其膨胀反应为 体积比 口 万 可见体积几乎增加一倍 。 石灰系膨胀剂的掺量一般在范围内,比硫铝酸盐系膨胀剂略低 。 它具有早期膨胀效果好 、需水量相对较小、 含碱量低 、原材料资源丰富等特点。 但石灰系膨胀剂由于其膨胀速率对温度、 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混凝土的补偿收 缩。 此外还有硫铝酸钙一氧化钙类复合膨胀剂,该膨胀剂是用氧化钙膨胀 熟料 、明矾石和石膏磨制而成,以和钙矾石作为膨胀源。 其他类型膨胀剂的膨胀机理与特性 除上述主要膨胀剂外,还有铁粉系膨胀剂、 氧化镁型膨胀剂以及一些其他类 型的膨胀剂,其膨胀机理类似于氧化钙类混凝土膨胀剂。 铁粉系膨胀剂 铁粉系膨胀剂主要是由铁屑、 铁粉和一些氧化剂 如重铬酸钾 、 催化剂 氯盐 及分散剂等混合制成,在水泥水化时以形式形成膨胀源。 铁粉表面被氧化 而生成一层铁的化合物,当这类膨胀剂与混凝土拌合物接触时,这些铁的化合物 会逐渐溶解下去,随着水泥水化反应的进行,液相中碱性不断增强,会与碱 生成凝胶状的氢氧化铁而产生膨胀效应,其主要反应为 ,一口 万 这些胶状的铁化合物填充于水泥的孔隙中,随着水分的逐渐蒸发它们又会结 晶析出,这些作用都会使混凝土更为密实,强度可以提高。 目前铁粉系膨胀剂用量很少,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,己硬化混凝土的