氧化镁膨胀剂对水泥浆体和胶砂性能影响的研究

摘要

虽然氧化镁膨胀剂（MEA）已成功应用于大体积混凝土中，但是在MEA的实际生产中，由于煅烧温度控制条件差，难以获得质量良好的MEA。另外，MEA的粒度影响其水化膨胀性能，但没有标准规范其粒度大小，这些因素限制了MEA的安全使用和推广。为此，本文针对大体积混凝土的使用特点，系统地研究了在20oC和40oC养护下，不同煅烧温度、粒度的MEA对粉煤灰-水泥浆体的膨胀性能、抗压强度、孔结构和微观形貌的影响，为 MEA的实际生产和应用提供帮助，并尝试利用轻烧氧化镁（MgO）补偿蒸养水泥浆体的自收缩。
　　实验中，利用XRD、场发射扫描电镜(FESEM)和等温量热法，研究了850-1150oC制得的MEA晶粒尺寸、晶格畸变、微观形貌和水化活性。利用比长仪研究在20oC和40oC养护下，950oC和1150oC制得的不同粒度MEA对水泥和粉煤灰水泥浆体膨胀性能的影响，同时利用压力实验机、压汞仪和FESEM，研究在40oC养护下，MEA对浆体抗压强度、孔结构和微观形貌的影响。利用TG-DSC表征浆体中MgO的水化程度，研究粉煤灰的掺入对浆体中MgO水化的影响，揭示其抑制MgO水化膨胀的本质，并对MgO水化产物形貌的观察研究，探明MgO的水化膨胀机理。基于以上研究，尝试利用轻烧MEA补偿蒸养水泥浆体的自收缩。根据MEA对水泥胶砂流动度和抗压强度的影响确定其最佳掺量。研究浆体中MgO的水化进程及其水化对蒸养水泥浆体自收缩、孔结构和微观形貌的影响，确定轻烧MEA是否适用于蒸养体系中。
　　结果表明：950oC下制得的MEA粒度对浆体膨胀性能、抗压强度和微观结构的影响很小，而1150oC下制得的MEA粒度对其影响显著。掺入30％粉煤灰明显抑制浆体中MEA的水化，导致浆体膨胀率减小。但是，当4%M115对浆体抗压强度产生破坏时，与水泥浆体相比，掺有粉煤灰的水泥浆体受到的损害更明显。由于粉煤灰水泥浆体结构致密，留给MEA水化生成Mg(OH)2的空间较小；其次，粉煤灰抑制MEA水化，使得更多的MEA在后期水化。因此，选择应用于蒸养水泥浆体中MEA的煅烧温度应低于1150oC。由 MEA掺量对水泥胶砂的流动度、抗压强度和微观结构影响的结果表明：MEA适用于蒸养体系，其最佳掺量为4%。在28和90天龄期，水胶比为0.3，M85掺量为4%，蒸养水泥浆体的自收缩率分别减少37%、31%；蒸养粉煤灰水泥浆体分别减少了13%、19%。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 膨胀剂的研究现状

1.3 蒸养高性能水泥基材料的自收缩

1.4 课题研究目的和内容

2 实验原材料与方法

2.1 实验原材料

2.2 粉体物料的物化特性研究方法

2.3 净浆和胶砂成型方法

2.4 硬化浆体表征方法

2.5 主要实验设备

3 煅烧温度对MEA物化特性的影响

3.1 氧化镁膨胀剂的制备

3.2 物理特性

3.3 微观形貌

3.4 水化活性

3.5 本章小结

4 恒温养护下MEA对水泥浆体性能影响的研究

4.1 氧化镁膨胀剂的制备和实验方案

4.2 实验结果分析

4.3 本章小结

5 MEA对蒸养水泥浆体、胶砂性能影响的研究

5.1 用于蒸养体系MEA的制备及实验方案

5.2 实验结果分析

5.3 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文