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氧化镁膨胀剂

研究表明,轻烧氧化镁在1400℃~1450℃时的水化速率比方镁石快,膨胀稳定期缩短(见图1)。从图2的试验结果可以看出,当氧化镁含量为6%,混凝土在40℃养护时,试件在养护龄期的7天内收...

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电话:15838326188氧化镁膨胀剂及其应用
水泥熟料中的方镁石是不溶于水的等轴应变。它的水化很慢,膨胀稳定期很长。国外一些桥梁混凝土裂缝是由于水泥中氧化镁含量高,后期体积膨胀引起的。在水泥中高温煅烧的氧化镁被认为是有害成分。因此,标准规定水泥熟料中的MgO不得超过5%。
自1982年吉林省白山大坝意外发现氧化镁水泥具有改善开裂的微膨胀性能以来,经过30多年的基础理论和实际应用研究,证明氧化镁并非“有害无益”。相反,其慢膨胀特性可以补偿大体积混凝土的温降收缩和自收缩,减少裂缝的发生。
高镁水泥的生产受国家标准限制,存在风险。90年代初,氧化镁膨胀剂应运而生。研究表明,轻烧氧化镁在1400℃ ~ 1450℃时的水化速率比方镁石快,膨胀稳定期缩短(见图1)。这是因为用菱镁矿低温煅烧的氧化镁颗粒之间有较大的空隙和比表面积,它们与水的接触面积大,所以反应速度快。如果提高煅烧温度,氧化镁晶体的尺寸会减小,晶体颗粒会变得致密,这将大大延迟它们的水合反应,从而延长膨胀稳定期。氧化镁膨胀剂的水化速率与温度直接相关。从图2的试验结果可以看出,当氧化镁含量为6%,混凝土在40℃养护时,试件在养护龄期的7天内收缩,7天后开始膨胀,21天至70天膨胀率较快;84天后膨胀率减缓,1年后基本无膨胀发生。但20℃养护时先收缩后膨胀,但混凝土膨胀率较小,混凝土膨胀率低于30℃和40℃养护试件,一年后继续膨胀。结果表明,固化温度越高,早期膨胀率越高,后期膨胀率越低,膨胀稳定期越早。
对于大坝混凝土,由于水泥水化释放的热量,一般3 ~ 5天即可达到30℃ ~ 50℃,冷却时间持续1年以上。在这样的水化环境下,MgO的膨胀率也加快,1年后基本不膨胀,对坝体是安全的。
1995年,中国水利电力规划设计总院制定了《氧化镁微膨胀混凝土大坝施工技术暂行规则及编制说明》,对氧化镁膨胀剂在大坝混凝土中的应用具有指导意义。截至目前,我国已有30多个水利工程成功应用了氧化镁膨胀剂,主要应用于重力坝基础约束区、碾压混凝土坝垫层、坝基、导流洞、导流底孔和中型拱坝全坝段等。混凝土掺氧化镁量约为100万m3,氧化镁含量为2.0% ~ 5.5%。
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