王杭輝 蔣元海 陳雅蘭 周博文 賴正韜 周光正

(嘉興學(xué)院，浙江 嘉興 314001)

0 引言

混凝土主要有蒸汽和標(biāo)準(zhǔn)兩種養(yǎng)護(hù)方式，蒸汽養(yǎng)護(hù)在我國的應(yīng)用所占比例近70%。蒸汽養(yǎng)護(hù)能夠使混凝土在短期內(nèi)獲得比較高的早期強(qiáng)度，并且縮短生產(chǎn)周期，但是也會造成水化產(chǎn)物不均勻、空隙結(jié)構(gòu)粗化，對蒸養(yǎng)水泥膠砂品質(zhì)、力學(xué)性能和耐久性造成一定的影響。影響蒸養(yǎng)水泥膠砂力學(xué)性能的因素有很多，其中包括水膠比、礦物摻合料和養(yǎng)護(hù)參數(shù)等。粉煤灰、礦渣等礦物摻合料具有潛在活性，能改善混凝土的耐久性，可以部分取代水泥。礦物摻合料能與水泥的水化產(chǎn)物氫氧化鈣發(fā)生二次水化反應(yīng)，且高溫蒸養(yǎng)有利于水化反應(yīng)的進(jìn)行。因此礦物摻合料在蒸養(yǎng)水泥膠砂中的摻量有較大的提升空間。本文主要研究不同摻合料品種對蒸養(yǎng)水泥膠砂水化活性的影響。

1 膠砂試驗(yàn)原材料

水泥：P.O42.5R普通硅酸鹽水泥(“雙獅”牌水泥)強(qiáng)度42.5 MPa，比表面積300 m2/kg，密度為3.13 g/cm3。

砂:標(biāo)準(zhǔn)砂。

摻合料：1)無錫金木土科技有限公司(以下簡稱“金木土”)；2)鎮(zhèn)江益杰特新材料科技有限公司(以下簡稱“益杰特”)。

2 摻合料活性指數(shù)試驗(yàn)方法

2.1 水泥膠砂抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

膠砂試體的抗壓強(qiáng)度按國家標(biāo)準(zhǔn)水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(ISO法)GB/T 17671—1999進(jìn)行。

試驗(yàn)中試塊制作、成型、破型采用ISO法，養(yǎng)護(hù)采用“2.1.4蒸養(yǎng)活性指數(shù)檢驗(yàn)方法、2.1.5 試件制作及養(yǎng)護(hù)方法”。

設(shè)定蒸養(yǎng)水泥膠砂制品用摻合料膠砂試件蒸養(yǎng)的3 d，7 d，28 d的抗壓強(qiáng)度為R3，R7，R28和對比試塊的3 d，7 d，28 d的抗壓強(qiáng)度為R03，R07，R028。

2.2 水泥膠砂抗折試驗(yàn)

膠砂試體的抗壓強(qiáng)度按水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法GB/T 17671—1999進(jìn)行，設(shè)定蒸養(yǎng)水泥膠砂制品用摻合料膠砂試件蒸養(yǎng)的3 d，7 d，28 d的抗折強(qiáng)度為F3，F(xiàn)7，F(xiàn)28和對比試件的3 d，7 d，28 d的抗壓強(qiáng)度為F03，F(xiàn)07，F(xiàn)028。

2.3 水泥膠砂流動度試驗(yàn)

水泥膠砂流動度的測定采用水泥膠砂流動度測定儀，按水泥膠砂流動度測定方法GB/T 2419—2005進(jìn)行。將拌好的膠砂試樣分兩層迅速裝入試模，第一層裝至截錐圓模高度的2/3處，用小刀在相互垂直的兩個(gè)方向各劃5次，然后用搗棒由邊緣至中心均勻搗壓15次；隨后裝第二層膠砂，裝至高出截錐圓模約20 mm，用小刀在相互垂直的兩個(gè)方向各劃5次，然后用搗棒由邊緣至中心均勻搗壓10次，搗壓后膠砂應(yīng)略高于試模；搗壓深度：第1層搗至膠砂高度的1/2，第2層搗實(shí)不應(yīng)超過已搗實(shí)底層表面，裝膠砂和搗壓時(shí)不要使其移動。完畢刮平試模。將試模垂直輕輕提起，立刻開動跳桌，以每秒鐘一次的頻率(25±1)s內(nèi)完成25次跳動。跳動完畢后，用卡尺測量膠砂底面直徑及其垂直方向的直徑，計(jì)算平均值，結(jié)果取整數(shù)。

2.4 蒸養(yǎng)活性指數(shù)檢驗(yàn)方法

蒸養(yǎng)活性指數(shù)是指按GB/T 17671水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(ISO法)有關(guān)要求制備40 mm×40 mm×160 mm膠砂試體，采用90 ℃飽和水蒸氣養(yǎng)護(hù)5 h后，測定并計(jì)算受檢膠砂與對比膠砂同齡期的抗壓強(qiáng)度之比。

2.5 試件制作及養(yǎng)護(hù)方法

膠砂攪拌按GB/T 17671 的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，攪拌完成后，進(jìn)行膠砂成型標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，24 h后脫模，然后放入蒸汽養(yǎng)護(hù)箱。試件蒸養(yǎng)程序：升溫期(2 h)→恒溫期(90 ℃恒溫養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間5 h)→降溫期(2 h)三個(gè)階段，蒸養(yǎng)的熱介質(zhì)為飽和水蒸氣。冷卻至室溫后，放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)。

3 膠砂配合比

對比膠砂和試驗(yàn)?zāi)z砂配比如表1所示。

表1 膠砂配比 g

4 試驗(yàn)結(jié)果與分析

4.1 抗壓強(qiáng)度

90 ℃蒸養(yǎng)膠砂抗壓強(qiáng)度見表2。

表2 90 ℃ 蒸養(yǎng)膠砂抗壓強(qiáng)度

分別對比上述兩種膠砂試件與對比試塊的抗壓強(qiáng)度及其隨齡期的變化規(guī)律。

根據(jù)表2，圖1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以看出蒸汽養(yǎng)護(hù)后標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)3 d時(shí)沒 有加入摻合料的空白對比組的樣品試塊的抗壓強(qiáng)度最大。隨著標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的時(shí)間增加，到了第7天時(shí)，各組試塊強(qiáng)度均有增加。其中益杰特的強(qiáng)度增加的最多，其強(qiáng)度已經(jīng)高于對比樣品。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)到28 d時(shí)，加入摻合料的兩組試塊強(qiáng)度均大于對比試塊，且強(qiáng)度提升明顯。

試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過90 ℃常壓蒸養(yǎng)再繼續(xù)進(jìn)行28 d標(biāo)養(yǎng)后的膠砂試件抗壓強(qiáng)度較對比試塊有所提高，且益杰特比金木土的效果好。

4.2 抗折強(qiáng)度

表3 90 ℃ 蒸養(yǎng)膠砂抗折強(qiáng)度

不同摻合料下膠砂試塊抗折強(qiáng)度檢測結(jié)果如表3,圖2所示。從表 3中可以看出，各組試塊3 d強(qiáng)度均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)膠砂抗折強(qiáng)度值，且隨著時(shí)間的增加，不同摻合料對試塊強(qiáng)度增加較對比試塊都有不同幅度的提高，益杰特開始時(shí)影響較小，強(qiáng)度提高較少。隨著時(shí)間的推移提升益杰特的強(qiáng)度增長加快。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d后益杰特的抗折強(qiáng)度最好。

試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過90 ℃常壓蒸養(yǎng)再繼續(xù)進(jìn)行28 d標(biāo)養(yǎng)后的膠砂試件抗折強(qiáng)度較對比試塊有所提高。

4.3 活性指數(shù)

表4 90 ℃ 溫度下?lián)胶狭夏z砂蒸養(yǎng)活性指數(shù)

不同摻合料下膠砂試塊蒸養(yǎng)活性指數(shù)結(jié)果如表4所示。對比90 ℃下兩種不同摻合料的膠砂及對比膠砂分別在3 d,7 d,28 d時(shí)的蒸養(yǎng)活性指數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，添加了摻合料膠砂試塊蒸養(yǎng)活性指數(shù)均有提升，通過蒸養(yǎng)活性指數(shù)可以看出益杰特的活性均高于金木土的實(shí)驗(yàn)樣品。

4.4 摻合料膠砂流動度

國標(biāo)GB/T 2419—2005代替GB/T 2419—94中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn):水泥膠砂流動度測定方法介紹了關(guān)于水泥膠砂流動度測定方法，其中表示：水泥膠砂流動性的一種量度，在一定加水量下，流動度取決于水泥的需水性。流動度以水泥膠砂在流動桌上擴(kuò)展的平均直徑(mm)表示。測定水泥膠砂流動度可以由水泥膠砂流動度測定儀來測定水泥的需水性。

4.5 膠砂流動度比

表5 摻合料膠砂流動度值 mm

膠砂流動度比=水泥膠砂流動度對照組/水泥膠砂流動度標(biāo)準(zhǔn)組×100%。

表6 品種摻合料膠砂流動度比

比較添加了摻合料的砂漿試塊和對比試塊，試驗(yàn)結(jié)果見表5，表6，通過表中數(shù)據(jù)可以看出較對比試塊的流動度，金木土試塊流動度下降了6.1%，益杰特試塊下降了4.3%。試驗(yàn)結(jié)果表明，膠砂試塊添加了摻合料，摻合料會取代部分水泥，加強(qiáng)各成分之間的粘結(jié)性，降低了水泥膠砂的流動度。

5 結(jié)語

在試驗(yàn)和理論分析的基礎(chǔ)上，本文通過對膠砂試驗(yàn)來分析膠砂試塊的抗壓強(qiáng)度，抗折強(qiáng)度，活性指數(shù)，膠砂流動性結(jié)果的數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，得出的主要結(jié)論如下：

1)本文實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是合理的。

a.通過實(shí)驗(yàn)獲得的抗壓強(qiáng)度，抗折強(qiáng)度，流動性數(shù)據(jù)有效幫助試驗(yàn)分析數(shù)據(jù)并歸納總結(jié)；

b.隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加，益杰特?fù)胶狭蠈箟簭?qiáng)度、抗折強(qiáng)度的影響都較金木土摻合料大一些；

c.加入摻合料的蒸養(yǎng)膠砂試件的抗壓強(qiáng)度，抗折強(qiáng)度均有提高，膠砂流動性有所降低，有利于水化活性的提升。

2)本試驗(yàn)所制的蒸養(yǎng)膠砂試塊均符合水泥膠砂配合比及養(yǎng)護(hù)制度且通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求。

3)通過不同摻合料的膠砂試塊的試驗(yàn)研究，驗(yàn)證了不同摻合料對蒸養(yǎng)水泥膠砂水化活性的影響，對實(shí)驗(yàn)取得了一定成果，但摻合料在蒸養(yǎng)水泥膠砂的研究應(yīng)用上還有很多的空間，例摻合料最優(yōu)配合比、不同摻合料的養(yǎng)護(hù)條件等，這些方面都是不同摻合料蒸養(yǎng)水泥膠砂實(shí)用性研究的關(guān)鍵，需要我們不斷探索。

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