摻合料對蒸養混凝土水化活性影響的研究★

許　晨　蔣元海　傅海倫　胡光耀　沈界伶

(嘉興學院南湖學院，浙江 嘉興　314001)

蒸汽養護在我國應用十分廣泛，但國內外實踐都表明，蒸養條件雖然可以加速水泥的水化，但也會造成水化產物不均勻、空隙結構粗化，對蒸養混凝土品質、力學性能和耐久性造成一定的影響[1]。蒸養混凝土力學性能的影響因素有很多，其中包括水膠比、礦物摻合料和養護參數等[2]。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[3]。然而在目前預制品行業的實際生活中，礦物摻合料摻量不高。礦物摻合料能與水泥的水化產物氫氧化鈣發生二次水化反應，且高溫蒸養有利于水化反應的進行。因此礦物摻合料在蒸養混凝土中的摻量有較大的提升空間[4]。

1　原材料與試驗方法

1.1　原材料

水泥：P.O42.5R普通硅酸鹽水泥(“雙獅”牌水泥)強度42.5 MPa，比表面積300 m2/kg，密度為3 130 kg/m3；

摻合料：1)無錫金木土科技有限公司(以下簡稱無錫金木土);2)鎮江益杰特新材料科技有限公司(以下簡稱鎮江益杰特)；

標準砂。

1.2　試驗方法

1.2.1實驗方法

按照表1設計的膠砂配合比成型40 mm×40 mm×160 mm膠砂試塊，試塊在成型后放入25 ℃的環境下靜置5 h，然后在2 h內升溫至85 ℃，恒溫5 h，自然冷卻至室溫，最后放入20 ℃的標準養護箱中養護至相應齡期進行性能測試。

表1　膠砂配合比　g

1.2.2水泥砂漿抗壓強度試驗

膠砂試塊的抗壓強度按GB/T 17671—1999進行，設定蒸養混凝土制品用摻合料膠砂試塊蒸養的3 d,7 d,28 d的抗壓強度為R3,R7,R28和對比試塊的3 d,7 d,28 d的抗壓強度為R03,R07,R028。

1.2.3水泥砂漿抗折試驗

膠砂試體的抗壓強度按GB/T 50081—2016進行，設定蒸養混凝土制品用摻合料膠砂試塊蒸養的3 d,7 d,28 d的抗折強度為F3，F7，F28和對比試塊的3 d,7 d,28 d的抗壓強度為F03，F07，F028。

1.2.4水泥膠砂流動度試驗

水泥膠砂流動度的測定采用水泥膠砂流動度測定儀，按GB/T 2419—2005進行。將拌好的膠砂試樣分兩層裝入試模，第一層高度為2/3，用小刀在相互垂直的兩個方向各劃5次，共計10次，然后用搗棒由外至內均勻搗壓10次，完畢刮平試模。將試模垂直輕輕提起，開動跳桌，(25±1)s內完成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，計算平均值，結果取整數。

2　試驗結果與分析

2.1　水泥膠砂流動度

比較添加了摻合料的砂漿試塊和對比試塊，試驗結果見表2，通過表中數據可以看出較對比試塊的流動度，金木土試塊流動度下降了8.8%，益杰特試塊下降了6.8%。試驗結果表明，膠砂試塊添加了摻合料，摻合料會取代部分水泥，加強各成分之間的粘結性，降低了水泥膠砂的流動度。

表2　不同品種摻合料膠砂流動度值　mm

2.2　抗壓強度

分別對比上述兩種膠砂試塊與對比試塊的抗壓強度及其隨齡期的變化規律。不同摻合料下膠砂試塊抗壓強度檢測結果見表3，圖1。從表3中可以看出，各組試塊3 d強度均達到標準膠砂抗壓強度值，摻合料金木土和益杰特后對試塊的抗壓強度影響較大，且隨著時間的增加，不同摻合料對試塊強度增加較對比試塊都有不同幅度的提高，但在養護到7 d時，兩種摻合料的試塊強度都小于對比試塊，到達28 d時，強度又超過了對比試塊(見圖1)。試驗結果表明，經過85 ℃常壓蒸養再繼續進行28 d標養后的膠砂試塊抗壓強度較對比試塊有所提高，且金木土比益杰特的效果好。

表3　85 ℃ 蒸養膠砂試塊抗壓強度　MPa

2.3　抗折強度

不同摻合料下膠砂試塊抗折強度檢測結果如表4和圖2所示。從表4中可以看出，各組試塊3 d強度均達到標準膠砂抗折強度值，摻合料金木土和益杰特試塊的抗折強度均大于對比試塊，且隨著時間的增加，不同摻合料對試塊強度增加較對比試塊都有不同幅度的提高，金木土在最初的時候對抗折強度的影響較大，隨著時間的推移提升效果慢慢減弱。益杰特恰恰和金木土相反，它是在開始時影響較小，隨著時間的推移提升效果增強。

試驗結果表明，經過85 ℃常壓蒸養再繼續進行28 d標養后的膠砂試塊抗折強度較對比試塊有所提高，剛開始金木土比益杰特的效果好，在7 d之后益杰特的效果就大大超過了金木土。

表4　85 ℃ 蒸養膠砂試塊抗折強度　MPa

2.4　活性指數

不同摻合料下膠砂試塊蒸養活性指數結果如表5所示。對比了在85 ℃下添加兩種不同摻合料的膠砂和對比膠砂在3 d,7 d,28 d下的蒸養活性指數。試驗結果表明，添加了摻合料膠砂試塊蒸養活性指數均有提升，通過蒸養活性指數可以看出摻合料為金木土的膠砂試塊的水化活性指數大于摻合料為益杰特膠砂試塊，但在7 d之后摻合料為益杰特的膠砂試塊水化活性指數大于摻合料為金木土膠砂試塊。

表5　85 ℃ 蒸養活性指數　%

3　結語

在試驗和理論分析的基礎上，本文通過對蒸養膠砂替代蒸養混凝土在添加不同摻合料在不同齡期混凝土的抗壓強度，抗折強度，活性指數，膠砂流動性結果的數據分析的基礎上，主要結論如下：1)本文的實驗方案的實驗結果是合理的。a.通過實驗獲得的抗壓強度，抗折強度，流動性數據有效幫助試驗分析數據并歸納總結；b.隨著養護齡期的增加，金木土摻合料對抗壓強度的影響較大，益杰特對抗折強度的影響較大；c.加入摻和料的蒸養膠砂制品的抗壓強度，抗折強度均有提高，膠砂流動性有所降低，有利于水化活性的提升。2)本試驗獲得多組蒸養膠砂試塊，均符合水泥膠砂配合比及養護制度且通過實驗驗證各項指標均符合要求。3)通過不同摻合料的膠砂試塊的試驗研究，驗證了不同摻合料對蒸養混凝土水化活性的影響，對實驗取得了一定成果，但摻合料在蒸養混凝土的研究應用上還有很多的空間，例摻合料最優配合比、不同摻合料的養護條件等，這些方面都是不同摻合料蒸養混凝土實用性研究的關鍵，需要我們不斷探索。

參考文獻:

[1]吳建華，劉運蘭，鄧少楨.蒸養混凝土早期強度影響因素研究[J].寧波大學學報(理工版)，2010，23(4):112-116.

[2]李曉，梁磊，劉振東，等.蒸養后補充養護方式對混凝土性能的影響[J].硅酸鹽通報，2015，34(2):555-558.

[3]劉光明.礦渣對預制混凝土構件用蒸養混凝土抗滲性的影響[J].山西建筑,2015，41(15):113-114.

[4]張賢哲，何延樹，胡延燕.不同礦物摻合料對蒸養和壓蒸養混凝土力學性能的影響[J].硅酸鹽通報,2014，3(33):686-696.

[5]辛運來，李曉，牛晚揚.UEA對冬期制備蒸養混凝土抗凍性的影響研究[J].混凝土,2016(5):121-131.

[6]GB 50010—2016,混凝土結構設計規范[S].

[7]孫建偉，陳忠輝.鋼鐵渣粉在蒸養混凝土中的應用[J].混凝土與混凝土制品，2016(9):82-85.