混凝土与水泥制品混凝土与水泥制品
20 0 年第9 3期 6月
凝 混土与 水 泥 品制
CN A O HICN RCI AND CE ' EEM EP NT RO UCDS T
20
3 0 9N o
Jn e
u凝 混膨土胀 剂 行 的业现 状 和发 展 方向 赵顺
,增 宝坤, 游 刘 立
中(建国筑材 科 学料研 究总 院绿色建 材 国 家 点实重 验室 北,京 1 02) 00 4
摘 要: 合 分 了 析我国 凝 土 混 胀 膨剂行 业现 状的 为 以 , CO 为要主膨 胀 的 膨源胀 剂应 是今 后 膨 胀剂 的 发展 方 向 。这 膨类 综 认 a
胀
剂对护水养的 赖依度程 ,低能够节 约大量品高 铝质矾土和石 资源膏 而,其膨胀且 相C( n z a O在 完成膨胀作用之后, ) 可 以进步与
高性 一混能 凝 中土掺 合 料 所 含的活 性 S O 反应, 成CS H 胶 , 对凝大 量掺 入 掺 合 料 的 凝 土混 起可到 补 充C n (提 z 高 抗 碳 化i —生 这 a—O )、性 能 的作 用 。
关键 词:混凝 土 ;胀 剂 ; 状; 展方 向 膨 现
发Asr b c : c ri g t o r hn ie aa y i f e pn e i e at n u t o o c ee i i ha uu e dr icn o x a s v t a t Ac o dn c om epe sv n l s so x a s v gn si sdrf rc n rt nhCn ,t ef t ir to e e f ipe n
yg si nod vlp tken fe pi eae t wi C a ah i x ans iuc. l In k efp ae t t ese oh id o x a s v ng t O. stean em sop o er 1 idio x a vs e th tec as ar t hnn s neain a h h rc eg
o w e edn o e u ig w ae, d c n s ov f hi hqu i s ucs o a x t n y sm a w.h l,a tre np n p ai e lf p d n ce n c r n tr a a eaa l to at ro r e f ub ia d pg u Men i noJ g le ye e fe x sao h s
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2 fhn x ia snpoe si ncnec un latt cieSw0 , s x d iia emax uo ih psrr nc a o ns gep ii r s , t
a soq t re c i t a i ei e2n m n r idt frh s e mao )e i n c o y h e v tle f
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K e r:s n r ;E tps v g n sP rsn o ct Den o ei gdr c i ny wod Co c x eai e ae t ; ee t cn i ;ov lp n ie t e n i
o中 图分
类 :号 2U. 5T 55 8
文
献标 码识 .n
文章 编号 0:0 43 ( 0 09 - 0 11 —607 20 3) —0 3
O前 言
’
企
业有 2约0 家 ,其 销售约 量销售占总量的 6 %。些 这 企业大0多生检验程产 完善 ,能序够按照 准生标产。 然 , 而前目市上场在一存企些业, 它 不按们准 生产 , 甚标 至
以假冒 伪 的劣 品低产 价扰 乱市 场。 个别 企 业的 产 品
膨胀 泥水、 胀 膨剂 和膨 胀凝 土混历 经国 内 众外多 学 者 半 个 世 多纪的潜 心 研究,已经 成 为水 泥 材基料 科
学
一个重要分的支。膨胀对凝 混土研究 和 应用 较比
的 多家国是 前 苏 、 联国、 国 和 日本。其 美 国中 和日 本 美 以小中膨 胀的 补 偿收缩 混 凝 为 主土 前, 苏联 则 以膨 胀大 的 应自 力混凝 土 为主,美 国和 苏 前联通 采 常用 膨 胀 水 泥来制 造膨胀 混凝 土 而, 本日则 采 用 在 普 通 混 凝 中 土 掺 膨 胀 加剂的方 法 来 制造 膨 胀 混凝 土 。 我 在 上 世国纪 9 0 年 代以前 要主 用 胀膨 水 泥制 造 膨 胀 的大自应 力 混凝 土 ,并用 自于应力 水 泥压 力管 的 生 产 。上 世纪 9 年代 之后 则主 要 用 膨 胀 剂 制 造 补 偿0 收缩 混 土 , 凝于钢 筋 混 凝 土结 构 抗 裂 防 渗。 由 于我 用 小 国水 泥厂众 多,动 力 成 本 低 , 之加 采取 了 与本日 劳 不 同 的膨 胀剂生 产 术 技 线路 ,因此 膨 胀 的 价 剂格 很
一
售仅 (0价- 0 )/ 元还够不合 产品 格的材原 料成 340 0 t
,。本 由于 市 场竞 争 太 激烈 ,上 目前 膨胀 剂 品本产 身还 加
没
简单而可有 的靠检验方法, 而从成 了造些企业 只一
重 产视 品 价 而格不 重 产 品视质 量 倾 的 向这, 些
行 为 重 败 严坏 了行业 的声 誉 。 也 有 一 些 凝 土 生 混产企 业 一, 味贪 便 宜 ,厂 图家的 产再品 差, 只要 售 价 低 样 照 得
卖
。 可好 以不夸 张毫 地说 , 价低 低质品 的胀膨剂 在使 正行
业走 向 危 险的存亡边 缘 。
值得
慰欣 的 是,行 业也有中些 企业 ,一坚持 质量 第
的原 ,则力 做 品 牌、 卫行业 的声 誉 相 。信 行 内业努 捍 浮躁 的不法 商 业 行 ,为会随着 市 场 的 成 熟 和 行业 的 规 范 而逐步 消 失, 膨胀 剂 和膨 胀混 凝土 业 行 将 重也新焕 新貌 1 发
技术 现状2
,低 推迅 速广 目, 年销售 量 前 l0万约 使 t 面用 很也 0 ,。在广程应工用上, 目前大反多 映好良, 但也不乏 失 败
的 案例。 这 在业 界引 起了 些 争 一 ,议 有学 者对 此 进 亦 行 过 分 析 讨论 ]【者 认为 , 由缘是 多方面 ,的要 1。 笔-3 其
需目
我 国前生产的胀膨 ,其剂胀源大都是膨水硫化 铝 钙 酸 (矾石钙 。)从水化 机理来 看 在,泥水石中 由各 ,种C O、 1 , O来所源形成的钙 矾石可 都引起膨 能 a A 2 ,、 0 S 胀。我 国 大多 数膨的 胀剂取 固定 采CO O 来 、 源,a S变
换A , 源 的 技 路 线术, 即C O 由 酸 盐 硅 水 泥水化 l 来 O
认真加a以 结总析分, 特要从膨胀别剂行业找问题 , 只 解决好这有问题些 , 胀膨剂与膨胀混凝土行业才能健 康
展发。 1行 业状 况
我
国 膨 胀剂 业 行虽 经 然过二 十 多 年的 发 展 , 但尚
提供
,O由硬 膏提石 ,供 S,通过改 变 2A l 来,源 ,0 如铝 酸
钙 ( 水铝 熟 泥料 )硫 铝钙 (酸高 、硫 铝泥水 料 ) 明矾 熟 石、 、含铝渣 、矿烧矾 土 、煅高 煤铝矸 石、 粉铝煤 、 高 煅
一
灰
未摆产品技脱 水平较术低、 场市比 混较 的乱况状。 国 内
现 有 膨 胀 剂 产生企 近业百家 。 其 中 销 售 年量上 万 t的
1
一
20
90年 3第 期
混
凝 与水土泥制 品
总
第17期
6
高烧岭 、土 地开等 ,石各生产 据此制厂定 不的同产生配
, 成 不 方 同 分 和组配 比 膨的 胀剂。 所以, 国的膨 形胀我 剂 通常 是 用硬 石 膏 和 可含 A 2, 矿 物溶 配制 成而。 l 的 0 基 于成 本 虑考 ,多企 业采 用 价 格 较 低含 A的: 很1的 矿物 原料0。 因此, 膨 胀 能较小 。 君 歼 ‘ 为, 矾 是 石通 过 薛 钙 液 相溶解 散扩 析晶过 程形成 的 , 坤宝 阿认 , 硅 为 游则
在 盐酸水 泥 系 体中, 成 的 钙矾石 以凝 状 为 胶 , 主吸水 生 肿胀 为其 膨 驱胀动 力,所 以这 类膨 胀 剂的膨 胀取 决 以于 下三 个条 : 件
矿
物 是 C S CS 4 f C ,O膨 胀 远能大 于 我国 的 、 a3 和 -Oa 其
普
通膨胀剂。笔者在对 C — C SS fC O体 系3 aO 一- a 胀剂膨进行究的过程中研现 ,这发种胀膨剂 膨的分胀 为部两分:一 游是离化钙通氧过固相 反水化应生氢成
氧 钙化 产 生体 积膨 胀 时无 水,硫 铝酸钙 、 膏 和 氧 氢同石 化 则 通 钙过 溶 解扩 散 析 晶 反 应水 化 生成 钙 矾 石故 , 膨该 剂 实胀为双 膨胀 膨源胀剂 。HS C A是 赵顺 增等 同 制 研
的 型混凝新膨胀剂土 ,是氢 也化氧 钙和钙石 矾膨双 胀源 膨胀剂, 通控制过胀膨 相成生的 数 和两个量膨胀源 的
膨 胀 速 度, 以 得获 C 比A更 好的 膨 胀效 果 , 一 可 是S种
性能 优越的新 型混 凝 膨 土 剂 。胀
(
) 1化硬水泥体 中浆水分的充 程足度 理 论 ,水上泥体浆的拌中水合全能完满够膨胀
足剂 水化生成 钙 石 的需矾 要。 是 , 于 钙矾 石 需 要液在 但 相 中由通 过溶 扩 散 而解析 晶 形 ,所 成 以钙 在 矾石 形 过 成程 中, 要外 界提 充 供 足的水分 。 此 分 除水用 于钙矾 需 这
石
结合的水外, 主是要供水化反应环提境, 更 降低 溶
液 浓度 , 进反 及应 膨胀 , 也 是钙 矾石 类 膨 胀 泥 (水 ) 这促剂
特
别强调早期养水 的原护 。
(因 )供 A2 ,矿 物在 饱 和 O 溶 C 中液 的溶 解 2 提l 的 0a
O O OO
静 餐趋 0 O O O O O 00 O 0 O 纂
度
"
: 2
m¨∞ 町 : ∞嘶 兮
除反 应 条 外件,钙 矾 石 的 生成速 和 生度成 还 取 量决 于矿 的物溶 解度 。由 于 胀膨 剂大 多 有含 5%左 右 的 0 硬石 膏 ,其 来源 比较 一单, 解 度 也大 致 相 同 且 溶,因此 胀 膨性 主要能取 决 于 A含,2 物的 性 活溶 解 度和。 l 矿 0 通
常 溶度解大 , 其膨也胀。不大 同的含 A, l 矿2 物活性的 0
和溶 解度 相 差 很 ,大宝 坤翻 经 明矾 石 溶对 解 度进行 游 曾 过 研 究 ,为不 产地同 的 矾 石明, 认由于 矿成 原理 同不, 其 溶 度 解 有 较 差 别大 即使; 产 相 同地的 明 石矾,经 过
3 技术 标 准
水 中护龄养 期 d,
图 1 不同 膨 剂胀的 限 制膨 胀 率比 较
’
7 0
C  ̄热处理后0, 其 溶解提 高度幅度也各的不 同相所 以。,目 我前 国钙矾石类 胀 剂膨 性 能差 的异主要 含 受A2 ,l矿 的物响 ,影用使经煅 烧 A 的 2 O l其且含 较多量
0的 矿 制 物 的膨得 胀 , 剂膨 胀要 大 多 得 其。 () 钙矾 石 3生 成的时 机 钙 矾 的石生 成 机 ( 时括 成 生 度速) 在 也 定 程一 包 度,上 决 定 了膨胀 的 小 大。在水 泥混 凝土塑 性阶段 生 成 钙矾 , 会石产 生 效有 胀 膨 不 当; 凝混 强土 很 高 的度时 候生 成 钙 矾 , 石会导致 延迟 胀 膨, 混害凝 土结 构。则 损 赵 增顺嘲 研 究 补 收偿 缩 凝 土 有 混效膨 胀 后 认 混为凝 土
涉 及 在膨 胀 剂 和补偿 收 缩凝混 技土术 的 项两核 心 标
准 将即 布实颁 施: 是产品一国家标准 《混凝 土膨 剂》 , 胀
是二乡城住与房 建部行业标设 《 准补偿 收缩混凝土应 用技术规范》 项两是都制新订标 准 的, 《 中 其。混凝 土膨
胀剂》 国家 标准实 施 后 , 建 材 行 业 标 准 J46 02 原 7-C01 《 凝 膨 土剂 》胀混 即 行废 止。 根 据新 国标 家 准 ,胀 剂的检验 掺量统一 为1 ,% 0膨 按 限 制 胀膨 率的大小 , 其分 两 为种类 型 。 I的 制 限 将型 膨 率胀为 0 05 , 是前目市 场 用 量 广 的 普最通 膨 胀 . % 剂2 Ⅱ型 ,限 膨 制胀率为 0 0 ,0高 品 质 膨 剂 , 胀本 . % 5是基
强 5 度 2M a 膨 的最胀发展 佳期, 并 将定其 为义 0- P 是 有“效膨胀 口”窗 我国普的膨胀通剂膨速胀较度慢, 。即 使 理论 计 认 为其算钙矾 石的数 量 已足够产生所 需 膨 胀, 是 因为错过但了“ 有效膨 胀 口”所窗 其 限制以膨 ,胀 产所生的膨胀率较 小 。 1 图是三种胀剂膨 的制限膨胀 。率 按现照行 家
达 国 日本标准 J 到 0 ( 6I A2 2 混凝土膨胀 》剂S (技术的求要。
标准既新励高膨胀能膨鼓胀 的剂发 ,展顾又及低到端 产 品, 允许用工业渣废造制膨剂 ,胀 体了节现能排减 的 主 思旨 想,增并加了 速快验膨检性能胀参考的试方 验
。法
新
制的订补收缩偿混土凝应用术规技范,从 构结
业行标准 J 4620 《 C7 0 —1混凝 土 膨剂》胀规定 的方法 检 验 ,
胀剂 一统 为内 掺%。 由1 图 1以看出 , 本 生膨0 可日 产 C的 膨 A 剂 胀, 用煅 的烧 纯 熟 料粉 磨制 成, 要 S采
主一
设
计、材原料 、凝混土设计和 制造
以及施工 方等 面
对偿补收缩混 土 的凝应用技术 进 行了详细 的规 定,弥
补 G了5 91 02《 B0 1— 3 混0凝 土外 加剂 用应 技规术范》
2
一
赵 顺
增 ,游宝 坤 刘
,
混 凝土 膨胀剂立 行 业的 现 和发状展方
全。向
第章涉8及胀剂使用部分膨的 足 ,不增新 了混凝 土 无 设缝和计构结自 水防等 新 内容 具,更有 的实用强性和
可操 性作
。
虽然 我 国 补的偿 收 缩 混 凝 土 应用 术 技 已 走经在 了
世前列 ,界但是与 巨 的使用量大相比 , 应用 技术仍 显滞 后
。特别需要说 的是明, 膨胀 作为剂一种中 间 品 ,产 在
解 决 实际 程工 裂 的渗问 题 时, 须混 土凝材 料、 程设 工还
外另 ,我国 一些标有还对准需要使用膨胀或膨剂 胀混 土凝 的方作 出地规了定。如 8J1 2O (C 6 —O 8 混凝 砌块土(砌 体用孔 混凝灌》 土G / 0 4 — 08水泥 )砖、 B 54T8 20( 基 灌浆 料应 材用术技规范》 J/ 692 0《、 T 8 — 0 5 水 基泥灌 C
浆 料材 》T 仃 《 路 后 张 法 预 力 混应 凝 梁 土管 道压浆 B ' 铁、
和计工等施专业互配相合, 才取得能想 的使理效果用 。 因 此未, 来段时间必一加 大须关标相准范规的贯彻力 度
、 快应 技 用 术的 及普。 另 外 , 产 企业对 客 户 的技 加 术生 支持非 常重 要 , 应当不单 销是 售 产 ,更品要 销 售服
务。
参考 文 : 献
技术 条剂》件D 0 2 J5/2 0 、 <B1 1T 0— 0 8 地铁 混凝土 技术 规< 范》 阳市沈地标准方 )( 及以 辽省 宁前正 目在订制 的《地 下混土结凝防构技裂规程》 地术方标准 。这些 标准 、新 新规 的实范施,必将 进一步规 和范高我提 国 膨胀和剂
膨 胀 混 土 的 凝用应 技术 平 。水
4 展发方 向
【王】栋民 . 膨 胀剂 的 不 替可 代 性【 ] (宝坤 , 1 A论 赵顺 游 主 编增 .凝土 膨混胀 剂及 其应 用 【】.中 国 材建工 业 出版 社 .6 1 :2 0 2. ) 2C0. 12 6- [】 乃 珍,宝 坤 顺, 增. 科 结学 , 合现裂缝 控制 J【 游宝坤 , 李2游 赵 多 实 (A 赵 顺 增 编 .主 混 土 膨 凝 剂 及胀 其应 【用.中】 国 材 建工 业 出版 社 .)C
2 0 1 1— .20 6 .1 : 61
来 未膨 剂 行胀 业的 发展, 该 把 三握个 环节 , 应 一是 加 大新 产 品 技 术、的 研究 力 度 ;是 加快 实 施 新 准 标 新 二和 新规 范
的步 伐; 是 企 业自律 、范 市 场 。 规三 目前 ,我 国 的商 品 混 凝土中 , 加 3% 0 在~ 掺0 5 %矿
【 阎】 培 .渝 一分为 二看 膨 胀 的 剂使用 [.膨 胀剂与 膨 胀混 凝 . 土 3 J】
2038 :— 08 . 6
.掺物合料已 成渐趋 ,掺合料在势化过程水中要 吸收水 泥 中的C O 才)形 能成次生C S ,H a(H , z— —一 些水泥 生 产企业往 往 水泥 在产过生程 中 掺就加 了大 的混 合 量
材因, , 凝 土此可 能存在 “钙 潜” 在问 题 基 于。 混 贫 的这 种 状况 ,C O为 主 要膨 胀 源 的 膨胀 剂 该 应是 后 今以 a 膨胀 剂的发 展 方 向 。 但 是 必须 指 出 类, 膨 剂 并 不 这 是 用胀 一般 生 石灰做 原 ,料而是采 用 特殊配 的 料、经 过
f 】 君 开, 伟中 主编 胀.和 自 应力 水 及泥其 应 用【 . 国 筑建 工 薛 吴4 膨 M】
中 出版业 .9社5 7 4 :718 . P7.
【
】坤宝. 国 明矾 石 的 矿物组 成 、 5游 我 物化 性质 在 水 泥和 中 应 用的 ]JR . 中 硅 水会 专 业 委泥员会 三第 水届泥 学术 年 会论 文.96 1 : . 118 . P 16 [] 顺赵增 , 立 . 偿 收 缩 凝混 有土 膨效胀 研 的 [究(]游宝 , 坤 顺6 刘 补 A赵 增主 . 凝编土膨 胀剂 及 其 应 用 [】 . 国中建 材 工业 版出 社0 .6 :1混 c) 2 0. 1
519 1 8 -1 .
[
】 顺 增, 立等 . C A高 性能混凝 土 胀 剂膨性 研 究 能J( 【坤 宝 ,7 刘赵H S 游 A
赵 顺增 主 编.混 凝 土膨 剂胀 及 其应用 】【. 国中 建材 工 业 出 版 社 . )C
2 0 5 1-5 0. 6 1. 2:8
温煅高烧 的 C含 较O 的专多熟用料做原料 。 a其膨相 胀
通是过 固相反 应 过 程形 成 ,的 反 应 条件 不如 通 过溶 解
『
顺】 , 增立. 膨胀 剂 对 掺 粉 煤 灰 混 凝土 碳 化的 影 响 及 其 机理 研 赵8刘 究 . 胀 剂【与 胀 膨混 凝土 0.82 1 1—J膨 J 2 0.: 2 7.
扩散析 那晶么严苛 ,因此用补偿于收 缩混土凝有具 以
下 点 优:
[ ] f o ade ( , 数 华 ) 发 , 光 丽, 华译. 土凝新 技 术 9M oaC lp ri 意著 刘i l 冷 李 混
【. 建国 材 业工 出版 .0社 98 7 326 M 】中 20. : —9 0
( .)胀 度速 快、胀 能大 。 1 膨 膨 )(水 养 护的 依 赖 度 程 相对较 低 2对 。 () 料 来
源 广, 低 本, 以节 约 量 大 品质 高 铝3原成 矾可土和石膏资。源
【0
材 建研 究 院 水 中间泥试 验 厂 . 筑 水 泥 ( [文 载 《泥 》 9年 6 1】 浇J ]原水 l7 6期 ) 第 建 院 祝 三 周十年 水 泥 与混 凝 研 究士论 文选 】【筑 材 料 . C庆 建
.科 学 研究院水 泥 学 研科究 院 水 科泥学 研 究 所 , 94 7 07 181 :7 -8 .
)( 4胀相膨C ( H )a完在膨胀成用作 之 ,后以进 O
一可
【1
1】张耀凯 . 膨胀灰剂 配 制填 充用膨 胀 材 料 【] 建 总 院 十 三 科 年石 A 冶 . 成技 果选 编建 材筑料 专 辑] 9i5 18 : 6— . 7. 5t ̄ 952 9 2 41 2【 筑 建 料 材科 学研 究院 合 膨.胀 剂工 艺 研 报究告 【】 18.: ..11 复 R , 7913P
步高与 能混性凝土 中掺合 所料含的 性 活 S i 应反 , O
生成C SH凝胶 ,——这对 提高 凝土混的抗碳化能性有具
要 重作 用[ s q 。 意大 的利 M oa Clp r i 认 9为, a r eod a也[ l 1 i C膨O胀 剂是未 来 制 无 造 裂缝 混 凝 的重 要土技 术。 C膨O 胀剂源
自日本a, 我在 上个国世 6纪 年代和O8 0年 曾代分别
研制功成种几 C 膨胀O剂, a 如用烧 C过O生产 浇的筑 水 a泥 、 包裹 法生 产的脂 石灰膜 以及 过【 、烧裹 相 结l l 包合 的复合膨胀剂 E 熟(料【。等产 生 O膨胀C剂的 C A) 2 1a关 键术技是制 得 以可制 C控 O反应时机 及应反速 度a 产的品 ,使其不致发 生延膨胀反应迟, 从而危结构 及 安
收稿日期 : 0 9 — O020 2 1一
作者 简 介 : 顺 (9增4 , , 授 级高 级 工 程 。师赵 1 6一)男 通教讯 地 : 址 市 京 朝 阳 区管 东庄里 1 号 北
联 系电 话 1:- 16 540 o 5 17 6 E-
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