膨胀剂性能影响因素
21
5、矿物掺合料对混凝土膨胀剂限制膨胀的影响：
原状粉煤灰中玻璃微珠表面结构致密， Ca2+的吸附能力差，早期颗粒表
面层的SiO2很难溶解，活性难以发挥，不会影响到UEA作用的发挥。而磨
细灰颗粒表面性状发生改变，表面能增高，表面层对 Ca2+的吸附能力增 强，促进SiO2的溶解，从而增加了粉煤灰的活性。
强度
在限 制的 情 况 下 ，掺 加膨 胀剂 取 代 等量水 泥对 混凝 土 强 度 （抗 压与 抗折 ） 无 明显的 不利 影响 。 早 期强度 略比不加的提高， 28d强度略降低。但 在养 护条 件 好 的情况 下， 后期 强 度 会因为 混内 部的 密 实 性增加 提高。
抗渗性
膨胀剂补偿收缩 同 时提 高密实性，在水化过程 中生成大于自身体积的 水化产物。如硫铝酸盐 系膨胀剂生成钙矾石体 积为原来145%，其针 棒状的晶体随着结构的 形成，逐步在构架中搭 接延伸堵塞空隙和切断 毛细管通路，使结构更 致密，提高抗渗标。
膨胀剂类型
根据膨胀源的化学性能分为： 我国主要膨胀剂的组成情况
类别
硫铝酸钙类 石灰类
氧化镁类 铝酸钙类 复合膨胀剂
膨胀源
与水泥和水拌和,经水化反应生成钙矾石膨胀组分 主要利用CaO水化硬化过程中的体积膨胀（Ca(0H)2） 利用MgO如生成Mg(0H)2结晶 与水泥和水拌和,经水化反应生成钙矾石膨胀组分 基本成分为硫铝酸钙、氧化钙、氧化镁和氧化铁， 若膨胀剂的组成中包括两种或两种以上的组分则 称为复合膨胀剂
凝结时间
膨胀剂对混凝土性能 的影响
膨 胀 剂 对 硬 化 混凝 土 的 影 响
14 对水化热 影响
水化热早期增加，但之 后和放热速率大幅下降 。后期的水化热比不掺 的水泥净浆小得多。因 为一方面膨胀剂取代部 分水泥使整个体系的后 期水化热下降；另一方 面生成大量的钙矾石覆 盖在未水化的水泥颗粒 表面，使得水化速度和 水化放热速率减慢。
膨胀剂性能影响因素
22
6、水胶比对混凝土膨胀剂限制膨胀的影响 ：
当水胶比很低时，膨胀剂参与水化 而产生的膨胀的组分数量会受到影 响，那么，早期未参与水化的膨胀 剂组分，在混凝土的使用期间，在 合适的条件下，能生成二次钙矾石 （或称为延迟钙矾石）而破坏混凝 土结构。
膨胀剂性能影响因素
23
7、胶集比对混凝土膨胀剂限制膨胀的影响：
也越大，后期剩余的限制膨胀 率也较大，混凝土不容易产生
裂缝。但水养超过 14 天的试件
其限制膨胀率较大，超过了补 偿收缩混凝土产生的自应力。
因此掺 UEA 膨胀剂的混凝土适
合水养的时间是 7~14 天。
膨胀剂性能影响因素
19
3、温度对混凝土膨胀剂限制膨胀的影响：
由于膨胀剂的膨胀源—钙矾石 受温度的影响较大，在早期经 历了高温后，即使后期试件放 到潮湿环境中，经历 240 天后， 限制膨胀率还是很低，说明后 期的延迟钙矾石并没有生成。 因此也就不能产生较大的膨胀 能，限制膨胀率比较小。
混凝土外加剂
膨胀剂
目录/Contents
01
基本概述
作用机理 对混凝土性能的影响分析 膨胀性能影响因素分析 公路工程中的应用
02
03
04
05
概述/Summary
膨胀剂定义
膨胀剂是指掺入到混凝土中，通过产生一定的限制膨胀，补偿混凝土的收缩，有利于提高混凝 土的抗渗防裂的物质。
概述/Summary
钢筋混凝土构件使用的自应力混凝 土
膨胀剂掺量：10%～20%（最高可达25%）
膨胀剂的工程应用
26
膨胀剂的工程应用
27
氧化钙类膨胀剂不 得用于海水和有硫 酸盐侵蚀性环境的 水泥混凝土结构。
适用范围
掺膨胀剂的混凝土适 用于结构边界约束、 钢筋约束条件下的水 泥混凝土结构和填充 性水泥混凝土结构， 不适用于可自由伸缩 的水泥混凝土结构。
保温覆盖养生措施。
膨胀剂的工程应用
30
03
企业自律、规范市场。
加快实施新标准、新 规范的步伐。
02
未来发展 的重心
01
加大新产品、新 技术研究力度。
参考文献
[1]李鹏,苗苗,马晓杰. 膨胀剂对补偿收缩混凝土性能影响的研究进展[J]. 硅酸盐通报,2016,(01):167-173. [2]张阳阳,马芹永. 膨胀剂和含水率对预拌补偿收缩混凝土微观结构的影响[J]. 中国科技论 文,2015,(13):1535-1538+1562. [3]周永祥,王永海,冷发光,王晶. 膨胀剂在混凝土早期收缩中的效能研究[J]. 混凝土世界,2013,(04):43-47. [4]赵顺增,刘立. 膨胀剂对掺粉煤灰混凝土碳化的影响及其机理研究[J]. 膨胀剂与膨胀混凝 土,2008,(02):17-21. [5]姚利君,阮海涛,时略,武卫成. 混凝土膨胀剂在不同养护条件下的膨胀性能研究[J]. 商品混凝 土,2006,(03):29-32+14. [6]高培伟,卢小琳,唐明述. 膨胀剂对混凝土变形性能的影响[J]. 南京航空航天大学学报,2006,(02):251255. [7]宋光明. UEA膨胀剂在混凝土工程中的应用[J]. 广东水利水电,2005,(04):77+79. [8]周俊龙. 膨胀剂对混凝土性能的影响[D].重庆大学,2004. [9]游宝坤. 我国混凝土膨胀剂的发展近况和展望[J]. 混凝土,2003,(04):3-6. [10]杜应吉. 膨胀剂对混凝土主要性能影响的试验研究及其模糊评价[D].河海大学,2001. [11]廉慧珍,阎培渝. 影响膨胀剂使用效果的若干因素[J]. 建筑科学,2000,(04):12-16+35. [12]姜金起,朱鹏勇. UEA 混凝土膨胀剂在铁路隧道中的应用[J]. 铁道工程学报,1997,(04):49-54. [13]金云,王志宏,王全志. 用膨胀剂配制补偿收缩混凝土的原理、性能和应用[J]. 国外建材科 技,1996,(03):40-44. [14]汪仲琦. UEA膨胀剂在大体积混凝土中的应用[J]. 施工技术,1994,(11):11+10. [15] S.Diamond. delayed ettringite formation-processes and problems. Cement and Concrete Composites, 1996, 18:205-215.
还有一些从膨胀源入手的微观研究理论，如结晶膨胀理论、胶体吸水肿胀学说等，￮￮￮￮￮￮￮￮
03
对混凝土性能的影响分析
膨胀剂对混凝土性能的影响
膨胀剂对新拌混凝土的影响
12
（1）坍落度
（2）泌水率
（3）凝结时间
影响
膨 胀 剂 对 硬 化 混凝 土 的 影 响
（1）强度
（2）抗渗性 （3）抗冻性 （4）水化热
当 UEA的掺量超过12%后，膨胀 值很大，15%的试件后期膨胀超 过了10%以上，很容易引起混凝 土试件的胀裂，因此，常温潮湿 环境中， UEA 膨胀剂的膨胀能较 好地发挥，补偿收缩 UEA 的适宜 掺量为 8%～12%
膨胀剂性能影响因素
18
2、不同湿养时间对混凝土膨胀剂限制膨胀的影响：
水养时间越长，其限制膨胀率
膨胀剂的工程应用
28
水泥：不得使用硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥和高铝水泥
掺膨胀剂的 水泥混凝土 施工要点
膨胀率检验：膨胀剂运至工地或搅拌站后，应进行限制 膨胀率检验。由各类膨胀剂带入每 m3 混凝土的含碱量 （%）乘以其膨胀剂掺量（kg/ m3）计算。
膨胀剂掺量：膨胀剂应等量取代水泥，并按等量取代法 计算掺量。
2.2 补偿收缩模式
1979年我国建材院吴中伟教授提出的 混凝土补偿收缩混凝土模式如右图
9
对于膨胀混凝土来说,其自由膨胀率比 普通混凝土大得多 随着龄期的延长,膨胀混凝土其膨胀率 呈现回落趋势,但到一定龄期后膨胀率 不再降低,总体仍处膨胀状态;而普通混 凝土其微小的膨胀随着龄期的增长出 现较大降低,到一定龄期后已处于收缩 状态。 补偿收缩模式认为只要混凝土的收缩 不超过混凝土的极限延伸率，混凝土 便不会开裂 补偿收缩混凝土的补偿模式
膨胀剂对混凝土性能的影响
13
泌水率
掺硫铝酸盐系、石灰系、复合 型膨胀剂比不掺时要低，原因 是由于早期膨胀而水化较充分。
坍落度
掺硫铝酸盐系、石灰系、复合 型膨胀剂有相同的影响， 使 坍 落度减小。原因：在水泥水化 的同时膨胀剂也迅速水化生成 明矾石或氢氧化钙，与水泥有 “争水”现象
新拌混 凝土
掺硫铝酸盐膨胀剂、石灰膨胀 剂及两者复合膨胀剂均使凝结 时间缩短一些。这主要是因为 膨胀剂早期生成了钙矾石加快 了水化速度因而混凝土凝结时 间略有缩短。
抗冻性
抗冻性与抗渗 性同表示混凝 土的耐久性， 膨胀剂的掺入 ，自于增加了 混凝土密实性 ，其抗冻性能 应有所改善。
04
膨胀性能影响因素分析
膨胀剂性能影响因素
16
其它 胶集比
8 7 6 1 2 3
膨胀剂掺量 湿养时间
水胶比 矿物掺和料
5
4
养护温度 养护湿度
膨胀剂性能影响因素
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1、不同掺量的膨胀剂在潮湿环境中膨胀情况：
特点
硫铝酸钙类，以硫铝酸盐熟料、明矾石和 石膏作原料粉磨而成（UEA、CSA等），其 中硫铝酸钙类膨胀剂UEA系列占膨胀剂总 量的80%。
概述/Summary
膨胀剂主要功能
膨胀剂主要用于配制膨胀混凝土，功能集中在防渗和抗裂两个方面。 膨胀混凝土还可以直接用膨胀水泥配制，但是采用掺加膨胀剂易于控制膨胀量，所以 用于结构自防水工程，如高层建筑基础和地下室等 发展膨胀剂代替膨胀水泥是目前膨胀混凝土的发展方向 用于刚性防水屋面和侧浴间的刚性防水