粉煤灰摻量和水膠比對硬化水泥石干縮變形及保水性的影響

摘 要 本文研究了粉煤灰摻量、水膠比和養(yǎng)護條件對硬化水泥石的干縮變形及在干燥環(huán)境下重量損失的影響。研究結(jié)果表明，粉煤灰摻量越大，硬化水泥石的干縮變形越小，而失重越大；水膠比越大，硬化水泥石的干縮變形及失重都越大；隨著干燥時間的增加，硬化水泥石的干縮變形及失重都增大。本文分析了產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因，指出硬化水泥石的干縮變形取決于在干燥環(huán)境下失水的數(shù)量及種類。隨著粉煤灰摻量的增大，硬化水泥石中自由水增多而凝膠水減少，從而使得干縮變形減小而失水量增加。水膠比的影響主要歸因于硬化水泥石中可失去水的數(shù)量的變化。養(yǎng)護條件的影響則與水的分布有關(guān)。

關(guān)鍵詞 商品砂漿；粉煤灰；水膠比；干縮；失重

1.引言

商品砂漿是近年來在我國正在逐步興起的一種新型建筑材料。與商品混凝土相類似，它是將砂漿的制備過程由原來在施工現(xiàn)場完成轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓪ｉT的生產(chǎn)商在工廠中完成。砂漿的商品化在建筑行業(yè)中將發(fā)揮顯著的作用。因此，商品砂漿將成為建筑業(yè)的一個重要的發(fā)展方向，勢在必行。

由于商品砂漿使用的特殊性，提高硬化水泥石的抗裂性能對商品砂漿的推廣應用有著特別重要的意義。一些研究表明，引起砂漿開裂的最重要因素是干縮變形。然而，對于硬化水泥石的干縮變形性能，卻未見有文章報導。本研究試圖在這一方面開展一些工作，主要研究：

（1）粉煤灰摻量對硬化水泥石干縮變形及保水性的影響

（2）養(yǎng)護與非養(yǎng)護對硬化水泥石干縮變形及保水性的影響

2.試驗概況

2.1 試驗原材料

（1）水泥 普通硅酸鹽水泥 新鄉(xiāng)利華水泥廠生產(chǎn)

（2）粉煤灰 Ⅱ級粉煤灰 開封新源粉煤灰綜合利用有限公司生產(chǎn)

（3）聚合物 乙烯—醋酸乙烯酯共聚物 國民淀粉生產(chǎn)

2.2 試驗詳情

試驗采用10mm×10mm×40mm試件。表1給出試驗所用配合比。

表1 試驗配合比

干縮率計算公式：干縮率=（L0天-Li天）×100/0.35 其中i=2，3，8，14，21，28，

失重率計算=（G0天-Gi天）×100/G0天 其中i=2，3，8，14，21，28。

3.實驗結(jié)果

圖3-1給出不同粉煤灰摻量試件干縮變形及失重率依時性變化規(guī)律，圖中聚合物摻量為6%，水膠比為0.5。從圖中可以看出，硬化水泥石的干縮變形及失重率都隨著干燥時間的增長而增加，基本上在第21天以后干縮率及失重率趨向于平穩(wěn)。從干縮變形的圖中可以同樣印證了隨著粉煤灰摻量的增加，干縮變形是逐漸變小的。從失重率的圖中可以看出，隨著粉煤灰摻量的增加硬化水泥石的失重率也是逐漸增長的。雖然在水中養(yǎng)護7天試塊的初期失重率沒有無養(yǎng)護試塊的大，但在后期可以超過無養(yǎng)護試塊。

同時從圖3-1，無論是干縮率還是失重率，其養(yǎng)護的硬化水泥石初期變化量要大，即圖中的曲線在8天之前的斜率都比非養(yǎng)護的硬化水泥石的大。

4.結(jié)果分析

4.1 粉煤灰摻入對硬化水泥石干縮及失重的影響結(jié)果分析

粉煤灰具有火山灰活性，它的活性成分二氧化硅和三氧化二鋁與水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣反應，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣成為凝膠材料的一部分，其微球狀顆粒均勻分布在水泥漿中，填充孔五種水在硬化水泥石中存在的多少與硬化時間和水泥及粉煤灰摻量的多少有關(guān)，新拌漿體自由水存在于固體顆粒的空隙中，也是存在最多的水的形式而結(jié)構(gòu)水不存在，隨著時間的推移，漿體逐漸硬化，在自然條件下自由水從砂漿的空隙中逐漸失去，另一方面在水與水泥在產(chǎn)生水化反應的過程中使得自由水參與了水化反應，逐漸成為硬化水泥石的結(jié)構(gòu)的組成部分存在于硬化水泥石中而形成了結(jié)晶水和結(jié)構(gòu)水。等量摻入的粉煤灰取代了等量的水泥，水泥的量減少了相應的水化反應中所用到的水就減少了，同時粉煤灰也具有與水進行水化反應的特性，但是粉煤灰的活性遠不如水泥的活性，粉煤灰水化速度沒有水泥的速度快，這樣粉煤灰的摻量越大硬化水泥石的水化反應在粉煤灰這一方面就越慢，所以大量的自由水在粉煤灰水泥石的硬化過程中逐漸喪失。這就解釋了為什么粉煤灰的加入使得硬化水泥石的失重率增大，且隨著粉煤灰摻量的增加失重率也隨之增加。

干縮是由于砂漿中的毛細水和部分凝膠水的失去而產(chǎn)生的。隨著粉煤灰摻量的增加，水泥被等量取代，用量減少，進行的水化反應的水的也相應的減少，這樣凝膠水在的量是不多的，粉煤灰的顆粒均勻分布在水泥漿中減少了砂漿的空襲率，這樣毛細水的量也很少，這就是為什么粉煤灰的摻量越大，干縮變形反而越小的原因。

5.結(jié)論

根據(jù)試驗結(jié)果與分析可以得到以下結(jié)論：

粉煤灰摻量越多，硬化水泥石的干縮率越小而失重率越大。

參考文獻：

[1] 王培銘，商品砂漿在中國的發(fā)展，《上海建材》2002年第5期，19-21

[2] 趙立群、樊鈞，稠化粉在砂漿中的應用研究，《中國砂漿》

[3] 王培銘，纖維素醚和乳膠粉在商品砂漿中的作用，《硅酸鹽通報》，2005年第5期，136-139