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膨胀剂

详细介绍

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膨胀剂材料主要应用于材料生产中,较为常见的是混凝土膨胀剂与耐火材料膨胀剂。混凝土与不定形耐火材料硬化过程中,常因为原材料本身的收缩特性造成开裂。引用膨胀剂是为了引入定量的体积膨胀,补偿材料本身的收缩值,防止材料出现收缩开裂,影响其结构、功能与外观。近年来,随着复合材料广泛研发使用,膨胀类材料也得到各个行业重视,广泛应用于材料的生产制造。

能引发体积膨胀的材料均可以加工成膨胀剂。膨胀剂的技术核心就是做到周期可控、膨胀率可控。复合材料的强度是从零到有的过程,其收缩主要也出现在前期硬化过程,此时给予一定值域的膨胀,即可带来有利的结果。而到了硬化后期,复合材料强度与结构形态已经趋于稳定,体积膨胀不但无法带来有利结果,反而会引发结构破坏。综上所述,膨胀剂材料的技术核心不在于膨胀,而在于何时膨胀、多大膨胀。好的膨胀剂必然是周期可控、膨胀率可控的。

应用特点:

1.通常需要加强养护:材料领域的膨胀剂通常是通过与水反应产生体积增大的晶胞(例如钙矾石)、继而引发膨胀,所以在使用过程中给予足够养护是必要的;

2.膨胀剂不是胶凝材料:强度型复合材料的原料通常分为粗骨料(粗集料),细骨料(细集料),胶凝材料(粘合剂),以及功能性外加剂(例如减水剂、促凝剂缓凝剂等)。膨胀剂通常呈固态粉末状,其用途不在于粘合,不可以替代胶凝材料的作用。

3.关于掺法:通常分内掺、外掺两种。内掺外掺描述的是一种材料用量计算方式,内掺就是“计算配比时把膨胀剂当作胶凝材料看”,外掺就是在原配比之外定量加入,通常需要因此少量增加减水剂用量。

4.国内外现状:当前对该技术应用最为成熟的国家当属德国、日本。国内对膨胀剂技术研究较为广泛的机构主要是中国建筑材料科学研究总院、中科院上海硅酸盐研究所(简称“上硅所”)、清华大学、北京科技大学材料系、武汉科技大学材料与冶金学院 等机构[2]  。

5.主要应用领域:常见于非金属的、无需烧结的复合材料生产工业,例如混凝土与不定形耐火材料。

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