Al2O3微粉對水泥性能的影響研究

袁富榮 張 寧

1河北省建筑材料工業設計研究院（050051） 2河北建工集團有限責任公司（050051）

0 前言

隨著水泥工業的快速發展，提高水泥性能的技術成為水泥基材料研究的重點。利用氧化鋁超微細粉體技術對水泥的改性是其中一個有效的研究途徑，該方法不僅是高性能水泥基材料發展的必要方向，而且對進一步推動高性能水泥及高性能混凝土技術的發展具有十分重大的意義。

1 研究試驗

1.1 試驗采用的原材料

水泥:42.5普通硅酸鹽水泥；Al2O3微粉:粒徑:20 nm；比表面積:280m2/g。

砂:ISO標準砂。水:潔凈的自來水。

1.2 試驗方案

本試驗將Al2O3微粉按不同比例（0%、1%、2%、4%、6%、8%）摻入水泥中，凈漿實驗空白配比為：水泥250 g,水100 ml；砂漿試驗空白配比為:水泥450 g，標準砂1 350 g，水225ml。保持水灰比不變，按不同微粉摻量配制水泥凈漿試塊和砂漿試塊，分別研究Al2O3微粉不同摻量時，對水泥凈漿、砂漿的物理力學性能以及水泥的耐腐蝕性的影響規律。試驗安排共96組。

1.3 試驗方法

1.3.1 Al2O3微粉對水泥凈漿力學性能的影響實驗

試驗采用抗壓強度為測試指標，分別測定不同摻量的Al2O3微粉對水泥凈漿的物理力學性能的影響。試件成型脫模后放入標準養護室養護至相應的齡期，再分別測定其1 d、3 d、7 d和28 d的抗壓強度，并與空白試驗作比較。

1.3.2 Al2O3微粉對水泥膠砂力學性能的影響實驗

試驗采用抗壓強度和抗折強度為測試指標，分別測定不同摻量的Al2O3微粉對水泥砂漿的物理力學性能的影響。試塊脫模后放入標準養護室養護至相應的齡期，再分別測定1 d、3 d、7 d和28 d的抗壓強度和抗折強度，并與空白試驗作比較。

1.3.3 Al2O3微粉對水泥凈漿的耐腐蝕性的影響實驗

本實驗為研究微粉改性水泥的耐腐蝕性，把已做好的不同摻量的水泥凈漿試塊標養28 d后取出,再分別浸泡在5%HCl溶液、5%NaOH溶液和5%Na2SO4溶液中，浸泡齡期為28 d。浸泡至齡期后取出分別測其抗壓強度。此外，將一組試件浸泡在清水中做空白試驗。

2 實驗結果

2.1 Al2O3微粉對水泥凈漿的物理力學性能的影響結果

水化1 d、3 d、7 d和28 d的水泥凈漿的抗壓強度實驗結果見表1。

通過對上表分析得出:摻入氧化鋁微粉可以提高水泥凈漿的抗壓強度，4%為最佳摻量。

2.2 微粉Al2O3對水泥砂漿的物理力學性能的影響結果

Al2O3微粉對水泥砂漿的抗壓強度和抗折強度實驗結果見表2。

由表1分析得出:當氧化鋁摻量由0增加到4%時，砂漿的抗折強度和抗壓強度均增加，但摻量為6%和8%時，抗折強度和抗壓強度又降低，但仍高于空白試樣，4%為最佳摻量。

2.3 Al2O3微粉對水泥凈漿的耐腐蝕性的影響

Al2O3微粉對水泥凈漿的耐酸、堿、鹽腐蝕性的影響結果見表3。

表2 微粉對水泥砂漿的抗壓強度和抗折強度的影響

表3 耐腐蝕測試結果

通過表3的數據,對四組實驗的綜合分析發現，摻加氧化鋁微粉可提高水泥凈漿耐酸、堿和鹽的腐蝕性，其中最佳摻量為4%。當Al2O3微粉摻量由0增加到4%時，水泥的耐腐蝕性逐漸增強，但摻量由4%增加到8%時，耐腐蝕性又有所降低。并且在摻量為4%的情況下，耐鹽溶液腐蝕性好，而耐酸腐蝕性較差。

3 結論

1）摻入Al2O3微粉的水泥試樣所有齡期的凈漿抗壓強度都高于相應空白水泥試樣;摻量為4%的情況下，摻入Al2O3微粉的水泥試樣的凈漿抗壓強度高于其他摻量的凈漿抗壓強度。2）Al2O3微粉能夠促進水泥的水化從而提高水泥砂漿各個齡期的強度,尤其是早期強度。但Al2O3微粉的摻量并非越多越好,在試驗中得出的Al2O3微粉最佳摻量為4%,且由數據可看出，Al2O3微粉對砂漿試件的抗折強度的改善要比抗壓強度的改善更明顯。3）Al2O3微粉對水泥水化釋放的Ca(OH)2從水化一開始就吸收，因此，摻有Al2O3微粉的水泥石中Ca(OH)2含量很少，結構均勻、密實，從而使水泥石耐久性、耐腐蝕性更好。

[1] 高長明.21世紀水泥工業的歷史使命[J].水泥,1997,1～5.

[2] 吳中偉.高性能混凝土及其礦物細摻料[J].建筑技術,1999,30(3):160～163.