膨脹劑應(yīng)用特點(diǎn)

1.通常需要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)：材料領(lǐng)域的膨脹劑通常是通過(guò)與水反應(yīng)產(chǎn)生體積增大的晶胞（例如鈣礬石）、繼而引發(fā)膨脹，所以在使用過(guò)程中給予足夠養(yǎng)護(hù)是必要的；

2.膨脹劑不是膠凝材料：強(qiáng)度型復(fù)合材料的原料通常分為粗骨料（粗集料），細(xì)骨料（細(xì)集料），膠凝材料（粘合劑），以及功能性外加劑（例如減水劑、促凝劑緩凝劑等）。膨脹劑通常呈固態(tài)粉末狀，其用途不在于粘合，不可以替代膠凝材料的作用。

3.關(guān)于摻法：通常分內(nèi)摻、外摻兩種。內(nèi)摻外摻描述的是一種材料用量計(jì)算方式，內(nèi)摻就是“計(jì)算配比時(shí)把膨脹劑當(dāng)作膠凝材料看”，外摻就是在原配比之外定量加入，通常需要因此少量增加減水劑用量。

4.國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀：當(dāng)前對(duì)該技術(shù)應(yīng)用最為成熟的國(guó)家當(dāng)屬德國(guó)、日本。國(guó)內(nèi)對(duì)膨脹劑技術(shù)研究較為廣泛的機(jī)構(gòu)主要是中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院、中科院上海硅酸鹽研究所（簡(jiǎn)稱(chēng)“上硅所”）、清華大學(xué)、北京科技大學(xué)材料系、武漢科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院 等機(jī)構(gòu) 。

5.主要應(yīng)用領(lǐng)域：常見(jiàn)于非金屬的、無(wú)需燒結(jié)的復(fù)合材料生產(chǎn)工業(yè)，例如混凝土與不定形耐火材料。

能引發(fā)體積膨脹的材料均可以加工成膨脹劑。膨脹劑的技術(shù)核心就是做到周期可控、膨脹率可控。復(fù)合材料的強(qiáng)度是從零到有的過(guò)程，其收縮主要也出現(xiàn)于前期硬化過(guò)程，此時(shí)給予一定值域的膨脹，即可帶來(lái)有利的結(jié)果。而到了硬化后期，復(fù)合材料強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)形態(tài)已經(jīng)趨于穩(wěn)定，體積膨脹不但無(wú)法帶來(lái)有利結(jié)果，反而會(huì)引發(fā)結(jié)構(gòu)破壞。 綜上所述，膨脹劑材料的技術(shù)核心不在于膨脹，而在于何時(shí)膨脹、多大膨脹。好的膨脹劑必然是周期可控、膨脹率可控的。

用途：較為常見(jiàn)的有混凝土膨脹劑、耐火材料膨脹劑，主要用于補(bǔ)償材料硬化過(guò)程中的收縮，防止開(kāi)裂。近年根據(jù)材料特性，也開(kāi)發(fā)出靜態(tài)爆破劑，主要通過(guò)材料帶來(lái)的體積膨脹對(duì)結(jié)構(gòu)造成破壞。

核心：其技術(shù)核心為，可控周期、可控?cái)?shù)量的體積膨脹。

膨脹劑材料主要應(yīng)用于材料生產(chǎn)中，較為常見(jiàn)的是混凝土膨脹劑與耐火材料膨脹劑?；炷僚c不定形耐火材料硬化過(guò)程中，常因?yàn)樵牧媳旧淼氖湛s特性造成開(kāi)裂。引用膨脹劑是為了引入定量的體積膨脹，補(bǔ)償材料本身的收縮值，防止材料出現(xiàn)收縮開(kāi)裂，影響其結(jié)構(gòu)、功能與外觀。近年來(lái)，隨著復(fù)合材料廣泛研發(fā)使用，膨脹類(lèi)材料也得到各個(gè)行業(yè)重視，廣泛應(yīng)用于材料的生產(chǎn)制造。

當(dāng)下與膨脹劑相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主要在混凝土行業(yè)，有JC 476-2001《混凝土膨脹劑》（現(xiàn)已廢止），現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為GB 23439-2009《混凝土膨脹劑》 。在耐火材料及其它行業(yè)，暫無(wú)國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編排頒布。

1、補(bǔ)償收縮混凝土

混凝土在凝結(jié)硬化過(guò)程中要產(chǎn)生大約相當(dāng)于自身體積0.04%~0.06%的收縮，當(dāng)收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度就會(huì)產(chǎn)生裂縫，這些裂縫的存在和不斷擴(kuò)展又會(huì)導(dǎo)致滲漏、腐蝕破壞，因而影響了混凝土耐久性。膨脹劑的作用在于混凝土凝結(jié)硬化的初期1~4d齡期內(nèi)產(chǎn)生一定的膨脹，用以補(bǔ)償混凝土的收縮。用膨脹劑產(chǎn)生的自應(yīng)力來(lái)抵消收縮應(yīng)力，從而保持混凝土的體積穩(wěn)定性。因此膨脹劑應(yīng)是一種能使混凝土防裂、密實(shí)的好材料。特別是對(duì)大體積混凝土由于體積大，收縮應(yīng)力也大，混凝土水化放熱造成的溫差冷縮也嚴(yán)重，因此考慮用化學(xué)方法來(lái)補(bǔ)償收縮也是十分必要的。

2、自防水混凝土

許多混凝士構(gòu)筑物有防水、防滲要求，除采用混凝土外部的防水處理外，混凝土的結(jié)構(gòu)自防水也是非常重要的。膨脹劑常常用來(lái)做混凝土結(jié)構(gòu)自防水材料。主要用于地下防水工程、地下室、地下建筑混凝土工程、地鐵等防水工程。

3、自應(yīng)力混凝土

混凝土在摻入膨脹劑后，除補(bǔ)償收縮外，在限制條件下還保留部分的膨脹能力形成自應(yīng)力混凝土。其自應(yīng)力在0.7~7MPa。也就是說(shuō)混凝土還具有一定的內(nèi)能形成了膨脹預(yù)應(yīng)力自應(yīng)力混凝土可用于壓力容器、水池、自應(yīng)力管道、橋梁、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土以及需要預(yù)應(yīng)力的各種混凝土結(jié)構(gòu)。

4、抗裂抗?jié)B混凝土

用于坑道、井筒、井巷、隧道、涵洞等維護(hù)、支護(hù)結(jié)構(gòu)混凝土以及噴射混凝土中，起到密實(shí)、防裂、抗?jié)B作用 。

長(zhǎng)期以來(lái)，混凝土裂縫防治為工程界致力研究的問(wèn)題，在眾多裂縫控制方法中，利用膨脹劑的補(bǔ)償收縮作用控制混凝土裂縫的方法在工程中極為普遍。現(xiàn)階段混凝土的膨脹劑種類(lèi)大致可分為硫鋁酸鹽系膨脹劑、氧化鈣系膨脹劑、氧化鎂系膨脹劑和復(fù)合混凝土膨脹劑 。

復(fù)合膨脹劑是深色粉狀物，加入普通水泥混凝土中，水化產(chǎn)生膨脹結(jié)晶體，以此補(bǔ)償水泥水化時(shí)產(chǎn)生的收縮，從而配制成補(bǔ)償收縮或膨脹混凝土，用以克服普通水泥凝土收縮開(kāi)裂和超長(zhǎng)鋼筋混凝土溫差裂縫的缺陷，借此可以使混凝土結(jié)構(gòu)自身防水，28天抗壓強(qiáng)度為47MPa，置于水中14天限制膨脹率為0.02%。