由胶凝物质和膨胀剂混合而成的胶凝材料称为膨胀水泥,在水化过程中能产生体积膨胀,在硬化过程中不仅不收缩,而且有不同程度的膨胀。
使用膨胀水泥能克服和改善普通水泥混凝土的一些缺点(常用水泥在硬化过程中常产生一定收缩,造成水泥混凝土构件裂纹、透水和不适宜某些工程的使用),能提高水泥混凝土构件的密实性,能提高混凝土的整体性。
分类
膨胀水泥水化硬化过程中体积膨胀,可以达到补偿收缩、增加结构密实度以及获得预加应力的目的。由于这种预加应力来自于水泥本身的水化,所以称为自应力,并以“自应力值”(MPa)来表示其大小。
按自应力的大小,膨胀水泥可分为两类:当自应力值不小于2.0MPa时,称为自应力水泥;当自应力值小于2.0MPa时,则称为膨胀水泥。
膨胀水泥按主要成分划分为硅酸盐型、铝酸盐型、硫铝酸盐型和铁铝酸钙型,其膨胀机理都是水泥石中所形成的钙矾石的膨胀。其中硅酸盐膨胀水泥凝结硬化较慢;铝酸盐膨胀水泥凝结硬化较快。
(1)硅酸盐膨胀水泥。它是以硅酸盐水泥为主要成分,外加铝酸盐水泥和石膏为膨胀组分配制而成的膨胀水泥。其膨胀值的大小通过改变铝酸盐水泥和石膏的含量来调节。
(2)铝酸盐膨胀水泥。铝酸盐膨胀水泥由铝酸盐水泥熟料,二水石膏为膨胀组分混合磨细或分别磨细后混合而成,具有自应力值高以及抗渗、气密性好等优点。
(3)硫铝酸盐膨胀水泥。它是以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要成分,以石膏为膨胀组分配制而成。
(4)铁铝酸钙膨胀水泥。它是以铁相、无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要成分,以石膏为膨胀组分配制而成。
以上四种膨胀水泥通过调整各种组成的配合比例,就可得到不同的膨胀值,制成不同类型的膨胀水泥。膨胀水泥的膨胀作用基于硬化初期,其膨胀源均来自于水泥水化形成的钙矾石,产生体积膨胀。由于这种膨胀作用发生在硬化初期,水泥浆体尚具备可塑性,因而不至于引起膨胀破坏。
应用
膨胀水泥适用于配制收缩补偿混凝土,用于构件的接缝及管道接头、混凝土结构的加固和修补、防渗堵漏工程、机器底座及地脚螺丝的固定等。自应力水泥适用于制造自应力钢筋混凝土压力管及配件。