溫度對(duì)新拌水泥瀝青漿體流動(dòng)性和水化速率的影響分析

張奧 陳政

摘要：新拌水泥瀝青漿體在多種工程活動(dòng)中取得了重要應(yīng)用，在工程實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)環(huán)境溫度對(duì)該材料的漿體流動(dòng)性與水化速率的影響較大，導(dǎo)致水泥砂漿的品質(zhì)下降。本文探討了不同溫度環(huán)境下，新拌水泥瀝青漿體的流動(dòng)性和水化速率參數(shù)，在探討了這兩類信息綜合影響的基礎(chǔ)上，方可在該材料的后續(xù)使用過(guò)程中，通過(guò)對(duì)周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)與處理，以更好提高水泥砂漿的品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：溫度參數(shù);新版水泥瀝青漿體;流動(dòng)性;水化速率

引言：新拌水泥瀝青漿體在使用過(guò)程，要嚴(yán)格控制該材料的流動(dòng)性與水化速率，為取得更為精確的結(jié)果，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法探究這兩個(gè)參數(shù)。在專業(yè)性的工作過(guò)程中，要借助專業(yè)的實(shí)驗(yàn)手段和工作方法，通過(guò)測(cè)量工作參數(shù)的模式，測(cè)量這兩個(gè)參數(shù)，之后方可給出最終結(jié)果。

1溫度對(duì)新拌水泥瀝青漿體流動(dòng)性和水化速率影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1?? 材料配置工作

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要根據(jù)新拌水泥瀝青漿體的使用參數(shù)，確定該材料中的原料類型、外加劑類型、水灰比參數(shù)等，并按照選擇的材料類型綜合配置原材料。在材料的配置過(guò)程，對(duì)于基準(zhǔn)水泥，選用純硅酸鹽水泥，化學(xué)成分為氧化鈣（62.83%）、二氧化硅（21.65%）、三氧化二鋁（4.44%）、三氧化硫（3.14%）、三氧化二鐵（2.78%），在所有化學(xué)元素的共同作用下，該材料的細(xì)度模數(shù)確定為0.5，且其比表面積為341m2/kg。

在配置的乳化瀝青結(jié)構(gòu)中，使用未改性的陰離子型的乳化瀝青與陽(yáng)離子型的乳化瀝青，加入的消泡劑為 RHODOLINE DF642消泡劑。在該結(jié)構(gòu)的處理過(guò)程中，整個(gè)結(jié)構(gòu)中還需要科學(xué)精準(zhǔn)地配置水灰比參數(shù)，在配置過(guò)程中，將該參數(shù)確定為0.4，并且在水灰比參數(shù)的計(jì)算過(guò)程中，已經(jīng)核算了該結(jié)構(gòu)中的水資源含量[1]。

1.2?? 樣品取得工作

在樣品的取得過(guò)程中，需要將所有的原材料按照相應(yīng)的比例，配置在溫度與濕度都可控的環(huán)境試驗(yàn)箱中，且在該材料的配置階段，也需要同時(shí)使用攪拌鍋材料。其中試驗(yàn)箱的溫度范圍保持在 -40℃～150℃范圍，溫度參數(shù)的波動(dòng)量為±0.5℃。在具體的試驗(yàn)過(guò)程中，將該設(shè)備的溫度控制在0℃、20℃和40℃狀態(tài)下，并且原材料需要保持靜置狀態(tài)，時(shí)間為24h，在完成了該步試驗(yàn)之后，需要將其他的各類材料配置到已經(jīng)經(jīng)過(guò)靜置處理的新拌水泥瀝青漿體中，并在攪拌鍋中持續(xù)攪拌4min，以混合均勻。

1.3?? 樣品測(cè)量工作

在樣品的測(cè)量工作中，需要測(cè)量?jī)蓚€(gè)參數(shù)，即流動(dòng)性參數(shù)和水化熱參數(shù)。對(duì)于流動(dòng)性測(cè)定參數(shù)，要根據(jù)相關(guān)制度的要求，分析混凝土外加劑的均勻性，當(dāng)確定均勻度下降時(shí)，則可確定該結(jié)構(gòu)的均勻度不足。在測(cè)量過(guò)程，要把獲取的漿體配置到0℃、20℃和40℃，并且在不同的溫度環(huán)境下，分別靜置5min、30min、60min 和120min，在達(dá)到了靜置處理時(shí)間之后，對(duì)該新拌水泥瀝青漿體進(jìn)行測(cè)量，只需要從中選擇一部分的漿體，在室溫環(huán)境下測(cè)量該樣本的擴(kuò)展直徑。該項(xiàng)工作中，從材料的攪拌均勻處理一直到測(cè)試過(guò)程，總處理時(shí)間要控制在2min 之內(nèi)，且每次測(cè)試處理完畢之后的砂漿不回收處理，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別記錄。另外在測(cè)量過(guò)程中，溫度也會(huì)對(duì)乳化瀝青的粘度造成一定的影響，為了可以提高測(cè)量效率，也需要使用流變儀分別測(cè)量乳化瀝青在不同溫度參數(shù)下的粘度參數(shù)，溫度參數(shù)分別為0℃、20℃和40℃，該設(shè)備的轉(zhuǎn)速保持為100r/min。

新拌水泥瀝青漿體的水化熱測(cè)量過(guò)程，可以測(cè)量由于水泥水化現(xiàn)象導(dǎo)致的溫度變化參數(shù)，工作過(guò)程需要將設(shè)備放置于可以模擬高低溫環(huán)境的試驗(yàn)箱中，并從中選取200g 樣品攪拌均勻，之后放置到儀器匯總，并測(cè)量新拌水泥瀝青漿體的內(nèi)部溫度，當(dāng)漿體內(nèi)部的溫度保持恒定可認(rèn)為達(dá)到了恒定效果。另外也要探討在不同溫度環(huán)境下的新拌水泥瀝青漿體半絕熱溫度升高曲線。

2溫度對(duì)新拌水泥瀝青漿體流動(dòng)性和水化速率的具體影響

2.1?? 水化熱參數(shù)變化

從取得的試驗(yàn)結(jié)果上來(lái)看，半絕熱溫升儀在工作過(guò)程中，檢測(cè)了在不同溫度環(huán)境下，配置的新拌水泥瀝青漿體水化熱參數(shù)，此外也分析了在不同瀝青材料加入量的情況下，該材料的具體水化熱產(chǎn)生參數(shù)，從而更好理解該材料的水化速率。從反應(yīng)過(guò)程的溫度變化線來(lái)看，水化速率可以分為5個(gè)階段，即快速反應(yīng)期、誘導(dǎo)反應(yīng)期、加速反應(yīng)期、減速反應(yīng)期和衰退反應(yīng)期，其中不同的反應(yīng)周期中，該系統(tǒng)的反應(yīng)模式和代表的反應(yīng)時(shí)間之間存在差別。其中在同一個(gè)溫度環(huán)境下，發(fā)現(xiàn)當(dāng)新拌水泥瀝青漿體中瀝青材料的加入量越多，則材料的水化速率越低，而在瀝青的加入量相同時(shí)，若溫度降低，則該材料的誘導(dǎo)期也會(huì)延長(zhǎng)，代表著材料的水化速率降低。此外在瀝青的加入量增加時(shí)，則新拌水泥瀝青漿體的水化速率參數(shù)對(duì)溫度的敏感值下降，且含有陰離子的新拌水泥瀝青漿體中，其溫度敏感性相對(duì)于含有陽(yáng)離子的瀝青材料來(lái)說(shuō)更低。

新拌水泥瀝青漿體的水化速率分析過(guò)程，也要綜合分析該材料受到其他參數(shù)影響情況，其中在瀝青的摻入量較多時(shí)，則瀝青材料可以產(chǎn)生更好的水泥顆粒包裹效果，則從作用形式上來(lái)來(lái)看，對(duì)于水泥的水化速度減緩作用更為明顯，故而在高溫環(huán)境下，水化速率受到的溫度影響較低。另外對(duì)于漿體的流動(dòng)保持性能，實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，新拌水泥瀝青漿體的流動(dòng)性保持效果受到溫度的影響相對(duì)較高，成因是在高溫環(huán)境下，乳化瀝青的穩(wěn)定性下降。

2.2?? 流動(dòng)性參數(shù)變化

在流動(dòng)性的測(cè)量工作中，需要測(cè)算3個(gè)參數(shù)，首先是初始擴(kuò)展度，從測(cè)量結(jié)果來(lái)看，才來(lái)的所處環(huán)境溫度提高時(shí)，則漿體的初始擴(kuò)展速度降低，同時(shí)在新拌水泥瀝青漿體的配置中，瀝青材料與水泥材料的質(zhì)量比從0.1?提升至0.5時(shí)，則該材料的溫度敏感度逐漸下降[2]。

其次是流動(dòng)保持性，通過(guò)對(duì)取得的描述曲線分析，可以發(fā)現(xiàn)在不同的溫度環(huán)境下，在新拌水泥瀝青漿體自主反應(yīng)一定時(shí)間之內(nèi)，材料會(huì)出現(xiàn)水化作用，同時(shí)水化作用會(huì)對(duì)原有的材料結(jié)構(gòu)造成一定的影響，故而在該材料的后續(xù)作用中，擴(kuò)展度會(huì)發(fā)生一定程度上的下降，此外溫度的不斷提高，會(huì)讓漿體的流動(dòng)保持性能不斷下降。

最后是離子層面的影響，要分析陰離子和陽(yáng)離子分別加入情況下，不同溫度環(huán)境下的流動(dòng)性參數(shù)，可發(fā)現(xiàn)加入陰離子情況下，無(wú)論何種情況下，流動(dòng)性都相對(duì)較低。

結(jié)論：綜上所述，溫度對(duì)新拌水泥瀝青漿體流動(dòng)性和水化速率的影響過(guò)程中，要通過(guò)對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和使用，分析這類材料的作用參數(shù)。從取得的實(shí)驗(yàn)成果上來(lái)看，當(dāng)材料的溫度提高時(shí)，則該材料的水化速率提高，而在材料的流動(dòng)性方面，取得的參數(shù)表現(xiàn)正好相反。

參考文獻(xiàn)：

[1]??? 譚志鴻. 水泥瀝青復(fù)合膠結(jié)料硬化過(guò)程及硬化機(jī)制研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2018.

[2]??? 李煒. 水泥—乳化瀝青交互作用及其機(jī)理研究[D].東南大學(xué)，2018.