国外混凝土膨胀剂研究概况？国内膨胀剂研究概况

膨胀剂及膨胀混凝土诞生于20世纪30年代中叶，但直到50年代末期才开始小规模地生产和应用，60～70年代得到了较大的发展。早期美国和日本曾进行了大量的研究开发工作，取得了满意的效果，前苏联也进行了较多的研究工作。美国ACI标准中有三种膨胀水泥，即K型、M型和S型。K型膨胀水泥由波特兰水泥与无水硫铝酸钙（3CaO·3Al2O3·CaSO4，简写为C4A3S）​、石膏（CaSO4）和煅烧石灰组成。M型膨胀水泥由波特兰水泥与高铝水泥和石膏（CaSO4）以合理的比例混合而成。S型膨胀水泥由普通波特兰水泥与大量的铝酸三钙（C3A）和石膏混合而成。

膨胀剂在日本虽然起步较晚，但发展较快。1962年，日本向美国购买K型膨胀水泥专利，并在此基础上开始研究硫铝酸钙膨胀剂（CSA）​。硫铝酸钙膨胀剂是用石灰石、矾土和石膏煅烧而成的一种膨胀剂。其用法是在使用部门生产混凝土时直接加入，加入量是每立方米混凝土掺加CSA 25～30kg。1970年，日本小野田水泥公司又试制成功石灰型（CaO）膨胀剂。它是用石灰石、石膏和黏土做原料，经高温煅烧制成含有40%～50%的游离氧化钙的熟料，再粉磨至一定细度而成。到1976年这两种膨胀剂年产量约为5万吨，折算成膨胀水泥为40万～50万吨，大部分用于补偿收缩混凝土。1988年两种膨胀剂的产量增加到7万吨，用于补偿收缩混凝土和自应力混凝土的量相当。

日本在发展膨胀剂方面，无论是对产品性能、混凝土性能和应用技术的研究，还是产品生产及应用的技术水平，都代表着世界先进水平，对世界各国膨胀剂的发展产生重要的影响，为膨胀混凝土的广泛应用带来了生机。

中国从20世纪50年代开始，在吴中伟教授带领下研究膨胀水泥混凝土，50年代末研制成功以高铝水泥为基础的石膏矾土膨胀水泥和以普通硅酸盐水泥为基础的硅酸盐膨胀水泥。1974年，中国建筑材料科学研究院游宝坤、邓慎操和陈全行等研制成功类似日本CSA的硫铝酸钙膨胀剂，与日本电融法的区别是，采用回转窑烧结法制成CSA熟料，粉磨至比表面积为2000～3000cm2/g而制成膨胀剂。1978年冶金部建筑研究总院研制出一种氧化钙类膨胀剂——脂膜石灰膨胀剂。1979年，江苏省建科所把矾土水泥与二水石膏按比例混合成膨胀剂进行推广使用，也即后来发展的M型膨胀剂。安徽省建科所在1979年成功研制了明矾石膨胀剂。它是用一定比例的天然明矾石和无水石膏共同粉磨而成的，已广泛推广使用。中国建材院于1985年先后研制了复合膨胀剂、铝酸钙膨胀剂、U型膨胀剂和硫铝酸盐膨胀剂，均通过了部级技术鉴定，并已投入生产应用。其中U型膨胀剂系列目前已广泛被工程界所应用。与此同时，同济大学研制成早强型硫铝酸盐膨胀剂。长江水利水电科学研究院与中国建材院联合研制了混凝土抗裂剂以解决大坝的冷缩裂缝。1985年南京化工学院研制了氧化镁膨胀剂应用于大坝混凝土。1990年山东省建筑科学研究院研制成功以明矾石和石膏为主要原料的PNC膨胀剂。1992年山东省建材研究院研制成功JEA膨胀剂，浙江工业大学研制出TEA膨胀剂，江西省建材院开发了HEA膨胀剂等，这些膨胀剂均属硫铝酸钙类，掺量为10%～12%。1993年中国建材院研制成功灌注桩膨胀剂，水泥中内掺20%～25%，可提高单桩承载力15%～30%。2006年中国建材院研制成功以氧化钙和硫铝酸钙为膨胀源的HCSA膨胀剂。2009年江苏省建筑科学研究院通过高活性氧化镁、低活性氧化镁以及氧化钙专用膨胀熟料复合调控，研制成功HME膨胀剂，可以分阶段补偿混凝土早期、中期和后期收缩。

1992年我国制定了《混凝土膨胀剂》​（JC 476—1992）建材行业标准，统一了试验方法和技术指标，但对膨胀剂掺量和碱含量未作规定，标准水平较低，对质量较差的膨胀剂约束力不够。随着我国对混凝土碱-集料反应的重视，1998年对该标准进行了修订，规定膨胀剂的碱含量≤0.75%。标准检验时的内掺量不得大于12%。2001年对该标准进行第三次修订（JC 476—2001）​。随着膨胀剂使用量的扩大，市场对膨胀剂的品质要求增加，2009年我国废除行业标准（JC 476—2001）​，颁布实施了新的《混凝土膨胀剂》GB 23439—2009国家标准。该标准按照限制膨胀率将膨胀剂分为Ⅰ型品（7d水养胶砂限制膨胀率≥0.025%）和Ⅱ型品（7d水养胶砂限制膨胀率≥0.050%）​，并将限制膨胀率规定为强制性指标。为了进一步规范膨胀剂的合理应用，2009年我国又同时制定了建材行业标准JGJ/T 178—2009《补偿收缩混凝土应用技术规程》​，从设计、施工、浇筑、养护及工程验收等方面对补偿收缩混凝土的使用进行了详细的规定。