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摘 要

ABSTRACT IV

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 水泥基材料的收缩开裂原因与预防 2

1.2.1 水泥基材料的收缩 2

1.2.2 水泥基材料收缩开裂的抑制措施 3

1.3 膨胀剂对水泥基材料抗裂性能影响的研究现状 4

1.3.1 膨胀剂的发展历史 4

1.3.2 不同膨胀剂的性能特点 5

1.3.3 膨胀剂性能的影响因素 6

1.4 本课题研究目的及意义 7

1.5 本课题研究思路及主要内容 7

第二章 原材料与试验方法 9

2.1 试验原料 9

2.1.1 基准水泥 9

2.1.2 原状及改性氧化钙膨胀剂 9

2.1.3 氧化镁膨胀剂 10

2.1.4 钙镁复合膨胀剂 10

2.2 试验方法 11

2.2.1 净浆、砂浆变形性能测试 11

2.2.2 净浆抗裂性能测试（单圆环法） 11

2.2.3 砂浆抗裂性能测试（双圆环法） 12

2.2.4 掺膨胀剂的净浆、砂浆试件安定性检测 12

2.2.5 微观结构测试方法 13

第三章 不同膨胀历程的膨胀剂对水泥基材料变形性能的影响 14

3.1 钙镁复合膨胀剂对水泥基材料收缩性能的影响 14

3.1.1 钙镁复合膨胀剂对水泥净浆变形性能的影响 14

3.1.2 钙镁复合膨胀剂对砂浆变形性能的影响 18

3.2 改性氧化钙膨胀剂对水泥基材料变形性能的影响 21

3.2.1 改性氧化钙膨胀剂对水泥净浆变形性能的影响 21

3.2.2 改性氧化钙膨胀剂对砂浆变形性能的影响 22

3.3 本章小结 23

第四章 不同膨胀历程的膨胀剂对水泥基材料开裂性能的影响 24

4.1 单圆环法表征掺不同类型膨胀剂的水泥净浆的开裂性能 24

4.1.1 钙镁复合膨胀剂对水泥净浆抗裂性能的影响 24

4.1.2 改性氧化钙膨胀剂对水泥净浆抗裂性能的影响 26

4.2 双圆环法表征掺不同类型膨胀剂的砂浆的开裂性能 27

4.2.1 钙镁复合膨胀剂对砂浆膨胀应力的影响 28

4.2.2 改性氧化钙膨胀剂对砂浆膨胀应力的影响 29

4.3 本章小结 30

第五章 不同膨胀历程的膨胀剂的水化和微观机理分析 31

5.1 不同膨胀历程膨胀剂的水化放热速率和放热量 31

5.1.1 钙镁复合膨胀剂的水化放热速率和放热量 31

5.1.2 改性氧化钙膨胀剂的水化放热速率和放热量 32

5.2 不同膨胀历程的膨胀剂的水化产物和微观结构 33

5.2.1 不同膨胀历程膨胀剂水化产物的X射线衍射分析 33

5.2.2 不同膨胀历程膨胀剂水化产物的扫描电镜及能谱分析 36

5.3 掺膨胀剂对水泥基材料的强度和安定性的影响 38

5.3.1掺膨胀剂对水泥基材料强度的影响 38

5.3.2掺膨胀剂对水泥基材料安定性的影响 39

5.4 本章小结 39

第六章 结论与展望 41

6.1 结论 41

6.2 展望 42

致 谢 43

参考文献 44

膨胀历程对开裂性能的影响规律

12011118 严宇

指导教师 刘加平

摘 要

膨胀剂在混凝土凝结硬化过程中可以产生可控膨胀，是减轻混凝土收缩、提高开裂性能的主要措施之一。补偿收缩混凝土的抗裂性能与膨胀剂在混凝土中膨胀效能的有效发挥密切相关，但不同程度的有效膨胀具体怎样影响抗裂性能仍然是未解决的问题。

本课题选用原状及改性CaO膨胀剂、MgO膨胀剂及其复配所得钙镁复合膨胀剂，实现不同膨胀历程的调控，分析了其掺入对水泥净浆、砂浆等水泥基材料的变形性能、开裂性能、力学性能以及安定性的影响。主要结论如下：

变形性能测试结果显示，钙镁复合膨胀剂有着与氧化钙膨胀剂相似的膨胀历程，但由于氧化钙掺量降低，早期膨胀率降低，氧化镁常温下后期膨胀不明显，复合膨胀剂后期收缩风险加大。通过碳酸化包裹改性CaO膨胀剂，可以实现膨胀剂膨胀历程的调控，且后期膨胀率超过未改性样。

开裂性能测试结果显示，改性CaO膨胀剂改善水泥基材料早期抗裂性能效果最好，且温度敏感性较未改性样明显降低。MgO早期反应活性低，与CaO膨胀剂复配所得钙镁复合膨胀剂常温下不能弥补氧化钙膨胀剂后期收缩问题。双圆环测试结果表明，MgO膨胀剂温度敏感性较强，温度升高，膨胀应力增大，但在温降阶段并未产生较大的膨胀应力。

关键词：膨胀剂 膨胀历程 开裂

Influence of the Expansion Process of Expansive Agent on the

Anti-cracking Ability of Cement-based Materials

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