为满足大型电子工业厂房大面积楼板梁结构施工的抗裂性能要求,对比研究了HCSA膨胀剂及复合膨胀剂(MgO膨胀剂与HCSA膨胀剂复掺)的性能,并配制了高抗裂性的补偿收缩混凝土。试验结果表明,两种膨胀剂配制的C40补偿收缩混凝土都具有补偿收缩、防止开裂的效果。掺加复合膨胀剂的补偿收缩混凝土早期强度稍低,温升小,但补偿收缩能力较强,有利于改善大体积深梁与薄板同时浇筑的混凝土结构的抗裂性。

对水养、水养转干养和干湿循环养护条件下不同活性MgO膨胀剂(MEA)膨胀性能及水养条件下不同龄期膨胀净浆微观孔结构进行了研究。结果表明:MEA活性越高,其早期膨胀率增速越大,但后期膨胀率增速越慢;水养转干养条件下,干空膨胀落差与MEA活性成正比;干湿循环养护条件下,高活性MgO的补偿收缩效能高于低活性MgO。掺MEA浆体中大于50 nm孔隙的增加可能是砂浆产生膨胀的原因之一;28~180 d时,MEA主要细化的孔区间为20~200 nm。

研究了不同温控材料(WK)掺量(0、0.3%、0.4%、0.5%)对掺MgO膨胀剂的水泥净浆水化热特性、砂浆限制膨胀率及抗压强度的影响,并分析了材料的温度敏感性及WK对MgO膨胀剂的影响机理。结果表明:掺WK后,相较于单掺MgO膨胀剂,水泥净浆水化放热得到抑制,但随着MgO膨胀剂掺量的增加,这种抑制作用受到一定程度的削弱;当入模温度为20℃和30℃时,M-MgO复掺0.4%的WK对水泥净浆水化热温度的抑温率分别为35.6%和48.1%;在20℃和60℃养护条件下,M-MgO复掺0.4%的WK,相较于单掺M-MgO,砂浆的120 d限制膨胀率分别增长了0.014%和0.028%;WK的掺入会降低砂浆的早期强度,且随掺量的增大,强度损失越明显,但对后期强度无不利影响;WK对MgO膨胀剂水化有一定的激发效果,通过改变MgO膨胀剂的水化历程,影响水化产物的生成速率,进而改变了结构的密实度。

针对大体积混凝土收缩开裂的特点,研究了煅烧菱镁矿所得MgO膨胀剂组成、微观结构、水化活性及膨胀变形性能,探讨了煅烧制度与MgO膨胀剂的微观结构、水化活性及膨胀性能的关系。结果表明,煅烧温度升高,MgO微晶聚集而成的MgO颗粒表面逐渐密实,团聚体中MgO晶体自由烧结程度提高、晶粒尺寸增大,水化活性值增大;相同粒度分布的菱镁矿粉体,煅烧温度对MgO膨胀剂粒度分布的影响基本一致。矿物组分、粒度分布基本一致条件下,水化活性值、晶粒尺寸与煅烧温度存在指数关系;水化活性值与晶粒尺寸存在线性关系。水化活性值可调控MgO膨胀剂的膨胀历程;不同煅烧制度制备的MgO膨胀剂的早期膨胀性能(水养20℃)随着活性值增大呈指数性减小。

通过压汞法研究了不同活性MgO对硬化水泥浆体孔结构的影响,探索了养护制度以及粉煤灰对外掺MgO硬化水泥浆体孔结构的影响规律。结果表明,40℃水养时,低活性值的MgO显著降低了硬化水泥浆体的孔隙率和毛细孔体积,优化了水泥浆体的孔结构;提高养护湿度或温度,促进了外掺MgO水泥浆体孔结构的优化分布;粉煤灰可进一步优化MgO水泥浆体的孔结构,即单掺MgO对水泥浆体孔结构的优化作用<粉煤灰与MgO复掺的<单掺粉煤灰的。