文 献 综 述

1 引言

普通混凝土在硬化过程中均会发生体积收缩，最常见的体积收缩是由于混凝土水分的散失或湿度下降引起的干缩和由于水泥水化热的散失或混凝土温度下降引起的冷缩。当混凝土的收缩值大于极限变形值，收缩变形引起的拉应力大于混凝土的极限抗拉强度时，混凝土将产生裂缝，导致混凝土的整体性、耐久性下降。对于大体积混凝土，干缩与冷缩同时存在，但由于水泥水化产生的热量的释放过程缓慢，混凝土从最高温度下降至稳定温度的时间往往需要几年至几十年^[1]，因此冷缩比干缩更易引起裂缝，危害性也更大^[2]。

为防止混凝土产生裂缝，国内外学者从利用混凝土的限制膨胀补偿混凝土的限制收缩的立场出发，研究了一系列膨胀水泥和膨胀剂。其中，最常用的就是Mgo膨胀剂。利用其特有的延迟微膨胀性能补偿混凝土坝的收缩和温度变形，以防止混凝土产生裂缝。也就是利用Mgo水化所释放的化学能转变为机械能，使混凝土产生自生体积膨胀，抵消其温降过程的体积收缩。更确切地说，就是利用混凝土的限制膨胀来补偿混凝土的限制收缩，以解决混凝土的抗裂问题^[3]。该项技术已在混凝土大坝上得到成功运用，采用MgO混凝土，辅以其它的适当措施，可以作到全部或部分取代传统的混凝土坝温控措施。这不仅有利于解决混凝土的开裂问题，而且可以实现长块、厚层、通仓连续浇筑，降低工程造价，简化施工工艺，缩短工期，大大加快施工进度。因此在我国具有重大的技术经济优势和应用发展前景。

2 Mgo膨胀剂的膨胀机理

Mgo水化产生混凝土膨胀的根本原因尚不明确，为解释这一现象，研究工作者提出来许多理论和模型，其中最具代表性的是晶体生长压力理论和吸水肿胀理论^[5]。

晶体生长压力理论认为：Mgo最初水化形成的产物Mg（OH）2细小晶粒在渗透溶液中具有较大的溶解度，于是发生溶解，形成Mg² 和OH^-的过饱和溶液，并再次结晶成核生长为较大晶粒。这样，细小晶粒不断被消耗，大晶粒不断伸长生长，从而产生生长压力，导致水泥浆体或混凝土的膨胀。晶体生长压力，Δp，公式[1]表示

其中V_M为晶体摩尔体积，a_s 为过饱和溶液的平均活度，a₀为渗透溶液的平均活度；Ｒ为气体常数，Ｔ为系统的绝对温度。当绝对浓度很小时，a_i^,s 可以用相对浓度C_i^,S来代替^[6]。

吸水肿胀理论认为：死烧方镁石的水化反应是典型的原地固相反应^[5]，方镁石不断水化产生的水化产物Mg(OH)2体积不断增大，最终导致水泥浆体或混凝土的自生体积膨胀。