養護制度對特種水泥砂漿性能影響研究

宋 福，蘭英靜，孫成曉，高 萌

（1.神華新準鐵路公司，鄂爾多斯 017000；2.內蒙古科技大學，包頭 014010）

特種水泥砂漿具有早期強度發展快、耐久性好、和易性好、適應性強等優點，具有廣泛的應用領域，可用作高強修補砂漿、加固、粘結材料、高強預制構件、墻體、屋面板板底抹面、填充絕緣子使之永久連接，還可用做灌漿砂漿。

我國的砂漿與國外相比，強度低、耐久性差，目前國外一些研究人員仍在不斷進行高強砂漿的力學性能研究以及高強高性能砂漿的研究，而我國對高強混凝土的研究方興未艾，對高強高性能砂漿的研究還遠遠不夠。因此該文研究了特種砂漿在不同養護制度下強度發展變化規律以及不同養護制度對砂漿后期收縮性能的影響。

1 試驗材料與試驗方法

1.1 試驗材料

1）水泥：大連小野田PⅡ52.5R，水泥的物理性能見表1。

表1 小野田水泥的物理性能

2）硅灰：產于寧夏，28d活性指數94%，SiO2含量93%。

3）砂子：產于達旗，粒徑為0.6～1.2mm。

4）水：普通自來水，符合JGJ63—2006標準要求。

5）外加劑：產于包頭市鋼鹿建材公司的聚羧酸，性能良好，符合GB 8076—2008標準要求。

1.2 試驗方法

試驗采用膠砂比2∶1，水膠比0.28，具體配合比如表2所示，用砂漿攪拌機攪拌均勻后裝入40mm×40mm×160mm的試模中，24h脫模后將試件放入溫度為（20±2）℃、相對濕度為95%的養護室中養護。

表2 特種砂漿配合比 kg/m3

烘養是將成型1h后的試件包膜放入60℃烘箱中烘制養護。

水養是將烘養后拆模的試塊放入60℃水中養護。

表面密封養護是24h拆模后用石蠟將試件的四周密封，在實驗室環境（溫度20℃左右，濕度30%左右）中養護。

收縮率的測定按照GB 23493—2009的試驗方法進行。試件尺寸為25mm×25mm×280mm，終凝2 h后拆模測初始長度。

2 試驗結果與分析

2.1 烘制時間對水泥砂漿的影響

烘制養護是通過提高養護溫度來激發膠凝材料的活性，促進水化進程，使強度在短時間內快速提高。烘制養護的時間決定了砂漿強度的最終結果，因此，該文研究不同烘制時間下砂漿的強度增長規律、特點，確定合理的快速養護方式。試驗結果如圖1、表3所示。

表3 養護制度對砂漿強度的影響

由圖1及表3的試驗數據可以看出：

1）烘制時間從4h到6h時，試件的抗折、抗壓強度成倍增加，6h后砂漿強度增長減緩。

2）在相同養護溫度、相同養護時間條件下，隨著早期烘制時間的增加砂漿抗折強度降低，烘養5h水養39h的抗折、抗壓強度較高。

3）砂漿在60℃中養護44h的強度能達到標準養護11d強度，達到標準養護28d強度的90%左右。

以上試驗數據表明，隨烘制時間的增加，砂漿強度迅速增長，這是因為高溫時水泥水化加速，水化產物增加，砂漿強度迅速提高。早期烘制時間越長砂漿抗折強度越低，這是因為砂漿內部的水轉變成氣態并形成氣泡，在砂漿內部形成貫穿空隙，從而影響砂漿的抗折強度。為減少烘制時間對砂漿抗折強度的影響可以延長砂漿成型后的靜養時間，靜養時間延長可以減少砂漿內部空隙，從而減少強度損失。

2.2 養護制度對水泥砂漿收縮的影響

試驗研究了標準轉自然養護、自然養護、先烘養后標養3種養護方式對特種砂漿后期收縮的影響，試驗結果如表4所示。

表4 養護制度對砂漿收縮的影響

由表4的試驗數據可以看出：

1）在水中養護時試件膨脹，水中7d的膨脹率最大，7d從水中取出后自然養護時試件膨脹率減小，到21d時試件已有收縮，30d后試件收縮速度減少。

2）自然養護的試件從一開始就出現收縮，在30d前收縮速度較快，30d后收縮基本趨于平穩。自然養護56d的收縮值是標準轉自然養護的2倍。說明如果構件成型后不及時養護構件會出現較大收縮，增加出現裂縫的機會，因此我們應該注重構件的早期養護。

3）先烘養后標養的試件膨脹率小，30d、56d的收縮率比標準養護的收縮率大，說明早期烘養影響膨脹率，且后期收縮較大。

由于文中采用膠砂比2∶1，因此試驗測得的自由收縮率較大。砂漿、混凝土的收縮主要集中在終凝之前，該文限于實驗室條件僅測定了砂漿硬化后的收縮，其他數據有待進一步完善研究。

2.3 表面密封養護對水泥砂漿收縮的影響

該文又研究了表面密封養護對砂漿收縮率的影響，試驗對比了自然養護和表面密封養護砂漿的收縮率，試驗結果如圖2所示。

由圖2可以看出：1）標準養護與表面密封養護試件28 d前的收縮較大，28d后收縮增加幅度減小。2）試件表面密封后砂漿收縮率明顯降低，且隨著齡期的增加密封養護比自然養護的收縮率降低越多。

表面密封養護減少收縮的主要原因是表面封蠟后減弱了內部水分通過毛細孔向外蒸發，因此減弱了由于毛細管張力引起的不可逆干燥收縮。同時試塊封蠟后阻礙了大氣中的CO2與水泥的水化產物發生化學反應產生的碳化收縮。

在小構件工程中，有條件的話可以封蠟密封養護減少小構件的收縮等問題，增加構筑物的耐久性，減少由于結構耐久性不足帶來的損失，保證結構物的使用壽命，減少修補、加固等經濟損失。

3 結 論

a.烘養時間增加，水泥砂漿強度迅速增長，在總養護時間相同時，烘養時間增加砂漿的抗折強度下降。

b.自然養護的收縮率最大，是標準養護的2倍。

c.先烘養后標養的試件膨脹率小，30d、56d的收縮率比標準養護的收縮率大。

d.表面密封養護可以明顯減小水泥砂漿的收縮率。

［1］ 楊 娟.高強度水泥砂漿的試驗［J］.電瓷避雷器，2005.

［2］ 謝建國，錢端芬.超高強度硅酸鹽水泥砂漿［J］.電瓷避雷器，1996（4）：21－28.

［3］ 莊其昌，金祖權.高強砂漿制備技術研究［J］.混凝土與水泥制品，2010（1）：50－52.