摻合料對(duì)蒸養(yǎng)混凝土水化活性影響的研究★

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(嘉興學(xué)院南湖學(xué)院，浙江 嘉興　314001)

蒸汽養(yǎng)護(hù)在我國應(yīng)用十分廣泛，但國內(nèi)外實(shí)踐都表明，蒸養(yǎng)條件雖然可以加速水泥的水化，但也會(huì)造成水化產(chǎn)物不均勻、空隙結(jié)構(gòu)粗化，對(duì)蒸養(yǎng)混凝土品質(zhì)、力學(xué)性能和耐久性造成一定的影響[1]。蒸養(yǎng)混凝土力學(xué)性能的影響因素有很多，其中包括水膠比、礦物摻合料和養(yǎng)護(hù)參數(shù)等[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(yù)制品行業(yè)的實(shí)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(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)混凝土中的摻量有較大的提升空間[4]。

1　原材料與試驗(yàn)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(qiáng)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(jiǎn)稱無錫金木土);2)鎮(zhèn)江益杰特新材料科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱鎮(zhèn)江益杰特)；

標(biāo)準(zhǔn)砂。

1.2　試驗(yàn)方法

1.2.1實(shí)驗(yàn)方法

按照表1設(shè)計(jì)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(huán)境下靜置5 h，然后在2 h內(nèi)升溫至85 ℃，恒溫5 h，自然冷卻至室溫，最后放入20 ℃的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)至相應(yīng)齡期進(jìn)行性能測(cè)試。

表1　膠砂配合比　g

1.2.2水泥砂漿抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

膠砂試塊的抗壓強(qiáng)度按GB/T 17671—1999進(jìn)行，設(shè)定蒸養(yǎng)混凝土制品用摻合料膠砂試塊蒸養(yǎng)的3 d,7 d,28 d的抗壓強(qiáng)度為R3,R7,R28和對(duì)比試塊的3 d,7 d,28 d的抗壓強(qiáng)度為R03,R07,R028。

1.2.3水泥砂漿抗折試驗(yàn)

膠砂試體的抗壓強(qiáng)度按GB/T 50081—2016進(jìn)行，設(shè)定蒸養(yǎng)混凝土制品用摻合料膠砂試塊蒸養(yǎng)的3 d,7 d,28 d的抗折強(qiáng)度為F3，F(xiàn)7，F(xiàn)28和對(duì)比試塊的3 d,7 d,28 d的抗壓強(qiáng)度為F03，F(xiàn)07，F(xiàn)028。

1.2.4水泥膠砂流動(dòng)度試驗(yàn)

水泥膠砂流動(dòng)度的測(cè)定采用水泥膠砂流動(dòng)度測(cè)定儀，按GB/T 2419—2005進(jìn)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(gè)方向各劃5次，共計(jì)10次，然后用搗棒由外至內(nèi)均勻搗壓10次，完畢刮平試模。將試模垂直輕輕提起，開動(dòng)跳桌，(25±1)s內(nèi)完成25次跳動(dòng)。跳動(dòng)完畢后，用卡尺測(cè)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　試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1　水泥膠砂流動(dòng)度

比較添加了摻合料的砂漿試塊和對(duì)比試塊，試驗(yàn)結(jié)果見表2，通過表中數(shù)據(jù)可以看出較對(duì)比試塊的流動(dòng)度，金木土試塊流動(dòng)度下降了8.8%，益杰特試塊下降了6.8%。試驗(yàn)結(jié)果表明，膠砂試塊添加了摻合料，摻合料會(huì)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(dòng)度。

表2　不同品種摻合料膠砂流動(dòng)度值　mm

2.2　抗壓強(qiáng)度

分別對(duì)比上述兩種膠砂試塊與對(duì)比試塊的抗壓強(qiáng)度及其隨齡期的變化規(guī)律。不同摻合料下膠砂試塊抗壓強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果見表3，圖1。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)膠砂抗壓強(qiáng)度值，摻合料金木土和益杰特后對(duì)試塊的抗壓強(qiáng)度影響較大，且隨著時(shí)間的增加，不同摻合料對(duì)試塊強(qiáng)度增加較對(duì)比試塊都有不同幅度的提高，但在養(yǎng)護(hù)到7 d時(shí)，兩種摻合料的試塊強(qiáng)度都小于對(duì)比試塊，到達(dá)28 d時(shí)，強(qiáng)度又超過了對(duì)比試塊(見圖1)。試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過85 ℃常壓蒸養(yǎng)再繼續(xù)進(jìn)行28 d標(biāo)養(yǎng)后的膠砂試塊抗壓強(qiáng)度較對(duì)比試塊有所提高，且金木土比益杰特的效果好。

表3　85 ℃ 蒸養(yǎng)膠砂試塊抗壓強(qiáng)度　MPa

2.3　抗折強(qiáng)度

不同摻合料下膠砂試塊抗折強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果如表4和圖2所示。從表4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，摻合料金木土和益杰特試塊的抗折強(qiáng)度均大于對(duì)比試塊，且隨著時(shí)間的增加，不同摻合料對(duì)試塊強(qiáng)度增加較對(duì)比試塊都有不同幅度的提高，金木土在最初的時(shí)候?qū)拐蹚?qiáng)度的影響較大，隨著時(shí)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(shí)影響較小，隨著時(shí)間的推移提升效果增強(qiáng)。

試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過85 ℃常壓蒸養(yǎng)再繼續(xù)進(jìn)行28 d標(biāo)養(yǎng)后的膠砂試塊抗折強(qiáng)度較對(duì)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(yǎng)膠砂試塊抗折強(qiáng)度　MPa

2.4　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5所示。對(duì)比了在85 ℃下添加兩種不同摻合料的膠砂和對(duì)比膠砂在3 d,7 d,28 d下的蒸養(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)可以看出摻合料為金木土的膠砂試塊的水化活性指數(shù)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(shù)大于摻合料為金木土膠砂試塊。

表5　85 ℃ 蒸養(yǎng)活性指數(shù)　%

3　結(jié)語

在試驗(yàn)和理論分析的基礎(chǔ)上，本文通過對(duì)蒸養(yǎng)膠砂替代蒸養(yǎng)混凝土在添加不同摻合料在不同齡期混凝土的抗壓強(qiáng)度，抗折強(qiáng)度，活性指數(shù)，膠砂流動(dòng)性結(jié)果的數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，主要結(jié)論如下：1)本文的實(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(dòng)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，金木土摻合料對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響較大，益杰特對(duì)抗折強(qiáng)度的影響較大；c.加入摻和料的蒸養(yǎng)膠砂制品的抗壓強(qiáng)度，抗折強(qiáng)度均有提高，膠砂流動(dòng)性有所降低，有利于水化活性的提升。2)本試驗(yàn)獲得多組蒸養(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(duì)蒸養(yǎng)混凝土水化活性的影響，對(duì)實(shí)驗(yàn)取得了一定成果，但摻合料在蒸養(yǎng)混凝土的研究應(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)混凝土實(shí)用性研究的關(guān)鍵，需要我們不斷探索。

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