堿式硫酸鎂水泥混凝土性能影響因素研究

王申進

（江蘇蘇博特新材料股份有限公司，江蘇 南京 211103）

0 引言

在現代土木工程中，普通混凝土是重要的結構材料，但是，抗拉強度低，易開裂是混凝土比較常見的缺陷[1]。堿式硫酸鎂水泥具有較多優點，如抗腐蝕性能好；力學強度高，早強、高強、高抗折；具有高可塑性和特殊的親和性；在特種混凝土和新型節能建筑材料方面具有廣闊的應用前景。目前還沒有系統制定堿式硫酸鎂水泥混凝土生產應用技術規范，近年來，相關實驗研究發現，可以借鑒混凝土的配制原則，對堿式硫酸鎂水泥混凝土進行配制[2][3]。

1 水膠比對堿式硫酸鎂水泥混凝土抗壓性能的影響

水膠比是影響混凝土抗壓強度的主要因素之一，以BMSC52.5SG(A)為例，實驗設定1m2混凝土中，各種材料的用量為：水泥530kg、沙子718.6kg、石子1078.3kg，水膠比控制在0.23～0.37之間。實驗研究水泥混凝土的抗壓強度和膠水比之間的關系，混凝土抗壓強度值如下表1所示。

表1 不同水膠比的混凝土抗壓強度值

實驗研究 3d，7d，28d三種不同天數，水膠比與堿式硫酸鎂水泥混凝土抗壓強度之間的變化關系如下圖1所示。

圖1 水膠比與抗壓強度之間的關系

從圖中可知：混凝土的抗壓強度之間呈反比關系。在混凝土拌合物中，隨著水膠比的增大，自由水增多，導致混凝土的粘度降低，流動性提高；在混凝土成型后，一部分水通過混凝土表面蒸發。增大水膠比后，由于化學反應和吸附的水分有限，大量水分只能通過混凝土表面蒸發，導致在混凝土中留下較多孔隙，降低了混凝土密實度，使得混凝土強度下降。

2 水灰比對堿式硫酸鎂水泥混凝土抗壓強度的影響

參照堿式硫酸鎂水泥混凝土配合比設計[4]，設計七個強度等級堿式硫酸鎂水泥混凝土，其配合比如下表2所示。

表2 堿式硫酸鎂水泥混凝土的配合比

圖2所示為28d抗壓強度與水灰比與抗壓強度之間的關系。在一定范圍內，堿式硫酸鎂水泥混凝土抗壓強度與水灰比呈反比。當灰水比在 0.2 ～0.45時，水灰比和混凝土的抗壓強度之間呈現線性關系；當水灰比為0.5時，混凝土的強度降低。由于水泥早期水化程度較低，后期繼續水化，混凝土內應力增加，破壞了內部結構，強度降低。

圖2 堿式硫酸鎂水泥水灰比與抗壓強度的關系

3 結語

在混凝土抗壓、抗拉、抗彎、抗剪強度中，抗壓強度最大，因此，主要使用混凝土承受壓力作用。混凝土的抗壓強度與其他強度特征和性能之間，具有一定相關性，因此，在混凝土結構配比設計中，抗壓強度是主要參數，是對混凝土進行質量評定的指標。本文參照普通混凝土試驗方法，從水膠比，水灰比對堿式硫酸鎂水泥混凝土的抗壓性能影響進行研究。