基于納米改性的水泥基材料內養護特性研究

帥琦 楊琳瓊 王果

摘要：本文對參入不同SAP（高吸水樹脂）的水泥構件，研究其參入不同SAP和分別養護3d 7d 14d 28d測試其扛折抗壓強度，并對其實驗結果進行分析。實驗結果表明：參入SAP可以提高其扛折強度，但并不會提高其抗壓強度。扛折強度在第28天達到峰值，抗壓強度在第7天達到峰值，但并不代表參入越多抗壓強度越大。

關鍵詞：SAP高吸水樹脂;扛折強度;抗壓強度

引言

混凝土是普遍存在的人造材料，其中水泥材料是混凝土用量最大的膠凝材料組分，在基礎設施建設中發揮著無可替代的作用。混凝土養護主要有內養護和外養護兩種辦法，目前混凝土的養護大部分采用了外養護，如直接噴灑水、覆塑料薄膜，或者表面噴灑養護劑等。這些方法不但消耗人力與資源，而且對于低水膠比混凝土來說，混凝土內部的水泥未能夠保證完全水化，若采用外部養護用水很難進入混凝土內部，后期即使經過長時間浸水也只能浸入幾毫米，無法提供內部未水化水泥顆粒繼續水化所需的水分。因此需要一種能夠在其需要水的時候補給水的一種外加劑，促使混凝土不開裂達到內養護的目的。

高吸水樹脂（Super-absorbent polymer，SAP）是一類呈現空間網絡結構的新型高分子材料，具有吸水率高，易失水的特點，是理想的內養護劑。為了保證能給混凝土內部的水泥水化補充水源，從根本上解決混凝土早期自收縮和開裂問題，可利用高吸水性樹脂材料的高吸水特性作為混凝土內養護劑，前期儲水后期釋水，保證水泥得以充分水化，使混凝土內部結構更致密，強度繼續增長，但摻入SAP的量對混凝土性能也有一定的影響。因此本文通過一系列實驗，研究不同SAP參量對水泥扛折抗壓的影響

1.實驗材料及實驗方法

1.1原材料和配合比

水泥采用山東某公司強度為32.5的礦渣硅酸鹽水泥，具體性能見。細集料采用iso水泥標準砂。SAP采用山東某公司生產的高吸水樹脂，水為自來水

1.2抗壓強度試驗

采用TYP-2000型壓力機進行抗壓強度試驗，其強度試驗的加載速率分別為0.5MPa/s，計算公式

Fcu=F/A

試中：F—破壞荷載，N

受壓面積，m^3

1.3扛折強度試驗

采用TYP-2000型壓力機進行抗壓強度試驗，其強度試驗的加載速率分別為0.5MPa/s，計算公式

Fcu=F/A

試中：F—破壞荷載，N

受壓面積，m^3

1.4試驗方法

分三組試

第一組未加SAP設置空白試驗，進行對照。稱取450g水泥，1350g砂子225g水。

第二組稱取450g水泥，1350g砂子，參入0.1%的SAP0.45g，225g水，附加水量6.75g。總水量231.75g

第三組水泥，砂子量不變，參入0.3%1.35gSAP，附加水量20.25g總水量245.25g

按條件稱取規定的水泥，砂子，SAP，與水，將其混入試驗試攪拌器中，將攪拌好的水泥混合物澆筑在提前抹油的模具中，放入養護箱，分別養護3d ?7d 14d ?28d。

2.實驗結果及分析

三天的，七天，十四，二十八天養護的扛折抗壓對比

由圖見未參SAP的水泥構件，其扛折強度隨養護時間的增加大致不發生改變，參入SAP的水泥構件隨時間的增長其強度依次增加，參入0.1%的SAP前七天強度穩定增強在第7天至14天中強度比較穩定不變，之后強度仍在增強。參入0.3%SAP的水泥構件其強度隨時間成線性規律增強，在第28天時，強度保持穩定。這說明SAP的加入有助于提高水泥構件的扛折強度。參入0.1%的效果顯著高于參入0.3%的效果。說明并不是SAP參入越多對其增加強度越有利

由圖2

水泥構件的抗壓強度，無論加入SAP與否，其強度都隨養護時間增加而依次增強，由圖知未參SAP的一組與其它兩組進行比較，可知其抗壓強度在養護前14天內都依次增強，但未參SAP的一組其增強速率比較大，但在第14天后強度下降，其他兩組速率在第14天后變得比較緩慢

3.結論

扛折

參入SAP對其提高扛折強度有顯著影響，但并不代表參入量越多越好

抗壓，其在養護第28天扛折強度達到峰值

抗壓

參入SAP并不會顯著提高水泥構件的抗壓強度，水泥構件抗壓強度峰值在養護第14天時達到峰值。

參考文獻

[1]馬先偉，張家科，劉劍輝. 高性能水泥基材料內養護劑用高吸水樹脂的研究進展[J]。硅酸鹽學報，2015，43（8），1099-1110.

[2]朱長華，李享濤，王保江，等. 內養護對混凝土抗裂性及水化的影響[J]. 建筑材料學報，2013，16（2）：221-225.

（作者單位：江蘇大學 土木工程與力學院）