在混凝土的凝結(jié)硬化和使用過(guò)程中，由于膠凝材料的水化、溫度變化以及失水干燥等原因，常常會(huì)產(chǎn)生體積收縮。在實(shí)際結(jié)構(gòu)中，這種體積收縮往往受到外界約束的限制，并產(chǎn)生收縮應(yīng)力。
由于混凝土的抗拉強(qiáng)度很低，這種收縮應(yīng)力可能超過(guò)其抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。控制混凝土中裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展一直是結(jié)構(gòu)施工，尤其是大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制的重要組成部分。在混凝土制備時(shí)摻加混凝土膨脹劑是一種常見(jiàn)的控制裂縫產(chǎn)生的手段。膨脹劑與水和其它水泥組分反應(yīng)的產(chǎn)物，可以在混凝土凝結(jié)硬化過(guò)程中產(chǎn)生一定的體積膨脹，補(bǔ)償混凝土的收縮，甚至在外界約束條件下形成一定的預(yù)應(yīng)力，避免裂縫的產(chǎn)生。
傳統(tǒng)的硫鋁酸鈣型及氧化鈣型膨脹劑在實(shí)際應(yīng)用中存在一些不足。硫鋁酸鈣型膨脹劑存在膨脹可調(diào)性差、長(zhǎng)期體積穩(wěn)定性不良的問(wèn)題。氧化鈣型膨脹劑也存在膨脹過(guò)快，膨脹速度無(wú)法調(diào)節(jié)的缺點(diǎn)，而且其膨脹產(chǎn)物氫氧化鈣對(duì)混凝土的強(qiáng)度發(fā)展不利。與這兩種膨脹劑相比，氧化鎂型膨脹劑具有水化產(chǎn)物穩(wěn)定、膨脹性能可調(diào)節(jié)、可補(bǔ)償混凝土后期收縮等優(yōu)勢(shì)，因而逐漸受到越來(lái)越多的研究者和施工技術(shù)人員的關(guān)注。
氧化鎂膨脹劑通過(guò)在水泥漿體中水化生成氫氧化鎂產(chǎn)生膨脹：
MgO+H2O→Mg(OH)2
氧化鎂遇水溶解，Mg2+進(jìn)入孔隙溶液中，隨后在氧化鎂顆粒表面，或擴(kuò)散一段距離后在氧化鎂周邊孔隙壁表面結(jié)晶生成氫氧化鎂晶體。氫氧化鎂晶體相互擠壓，推開(kāi)孔隙，并形成宏觀膨脹。氫氧化鎂的分解溫度高達(dá)350℃，基本不與水泥漿體中的其它組分發(fā)生反應(yīng)。因此，摻加氧化鎂膨脹劑的混凝土一旦產(chǎn)生膨脹便不易發(fā)生倒縮，體積穩(wěn)定性較好。
從20世紀(jì)70年代初，中國(guó)專(zhuān)家最早開(kāi)始了對(duì)MgO混凝土筑壩技術(shù)的研究。氧化鎂作為混凝土膨脹劑第1次在工程中被成功應(yīng)用，是在1975年，中國(guó)吉林省的白山水壩建設(shè)中使用了氧化鎂含量5%的高鎂水泥，取得了非常好的效果，有效地補(bǔ)償了大壩的收縮，沒(méi)有產(chǎn)生裂縫，在后期也沒(méi)有產(chǎn)生體積回縮或超膨脹的現(xiàn)象。自此，國(guó)內(nèi)的許多水工結(jié)構(gòu)都采用了高鎂水泥來(lái)補(bǔ)償大壩基礎(chǔ)混凝土溫降收縮，簡(jiǎn)化溫控措施，降低溫控費(fèi)用，加快施工進(jìn)程。李承木對(duì)使用時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10a及20a的外摻輕燒MgO和內(nèi)含MgO水泥混凝土進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并結(jié)合大量使用氧化鎂作為抗裂劑的水工建筑物的工程實(shí)際情況，闡明了MgO混凝土的長(zhǎng)期力學(xué)性質(zhì)是安定的，長(zhǎng)期體積穩(wěn)定性是良好的。
在工程實(shí)踐中，常有因?yàn)殄e(cuò)誤地選擇了氧化鎂膨脹劑的活性和摻量，不能很好地補(bǔ)償混凝土的收縮、無(wú)法有效控制結(jié)構(gòu)裂縫的情況出現(xiàn)，這使得許多人對(duì)于氧化鎂膨脹劑的有效性存在懷疑。再伴隨著對(duì)于氧化鎂膨脹劑可能造成混凝土后期安定性不良的隱憂(yōu)，氧化鎂膨脹劑的推廣因而受到阻礙。
目前，氧化鎂膨脹劑的研究還主要集中在一般規(guī)律層面，對(duì)于摻加氧化鎂的混凝土變形性能的研究還比較少，可供工程人員參考的結(jié)果不多，這也制約了氧化鎂膨脹劑的合理使用。曹豐澤等研究了氧化鎂膨脹劑的摻量和活性對(duì)其在漿體中水化速率影響的一般規(guī)律，結(jié)果表明，在水泥漿體中，氧化鎂含量越低，活性越低，則水化速率越慢。且對(duì)于相同摻量的氧化鎂水化活性越高，膨脹總量越低。但文獻(xiàn)中的研究主要側(cè)重于氧化鎂水化的一般規(guī)律，對(duì)于含氧化鎂混凝土的膨脹性能并未涉及。本研究通過(guò)向混凝土中外摻不同活性、劑量的氧化鎂膨脹劑，測(cè)定所制備的補(bǔ)償收縮混凝土在不同養(yǎng)護(hù)條件下的限制膨脹率，并結(jié)合混凝土強(qiáng)度發(fā)展和絕熱溫升曲線，膠砂試件的限制及自由膨脹率，研究氧化鎂膨脹劑對(duì)于混凝土變形性能，尤其是中長(zhǎng)期變形性能的影響。
文章來(lái)源：中國(guó)混凝土網(wǎng)
