養護溫度對高摻量粉煤灰硅酸鹽水泥砂漿干縮性能的影響

胡曉穎

摘 要：文章主要介紹了養護溫度對高摻量粉煤灰硅酸鹽水泥砂漿干縮性的影響。同時采用結合水法以及壓汞法監測研究水泥水化后程度，水泥石孔徑結構和分布情況。經過試驗的研究，表明高摻量粉煤灰硅酸鹽水泥砂漿的干縮性受養護溫度的影響較大，同時在標準養護的情況下摻粉煤灰的硅酸鹽水泥的干縮性要比不摻或是少摻粉煤灰硅酸鹽水泥砂漿的干縮性要小同時砂漿進入穩定期的時間也比較早。當水泥砂漿使用的是摻粉煤灰的硅酸鹽水泥時通過摻量的多少采取是高溫養護還是標準養護。對于不摻粉煤灰的硅酸鹽水泥溫度只是影響砂漿的CSH凝膠的微觀結構，對水泥的影響主要體現在水泥石的孔徑分布和水化程度。

關鍵詞：水泥砂漿；粉煤灰；干縮性；孔徑分布；溫度

經濟的快速發展，城市建設不斷擴大，建筑行業發展迅速，對于施工混凝土的使用量也不斷增加，為適應建筑技術的提高，降低混凝土的生產成本，開發研究新型的低成本混凝土的要求迫切眉睫。混凝土行業提倡綠色混凝土，充分利用工業廢渣取代水泥熟料，減少對環境的污染降低成本提高經濟效益，走可持續發展的道路。在混凝土中摻加工業廢渣需要進行一系列的實驗研究后方可進行定論。

1 實驗

1.1 原料

實驗中我們使用的國際通用的標準砂和硅酸鹽水泥作為實驗使用的基礎原料。將水泥以及要摻的粉煤灰進行平均分份，同時對摻量不同的水泥樣品進行標注，根據不同的取代量選擇不同的標注。水泥是某廠的硅酸鹽水泥，摻料為某廠的一級粉煤灰。

1.2 方法

1.2.1 測試干縮及質量損失。在實驗中取出一定的砂漿膠凝材料，確定砂子和膠凝材料的配比率，使用三聯試模成型試件，目的是保證實驗的結果更加準確。試件的尺寸為標準試件尺寸。將成型的試塊放入溫度為特定溫度和特定的濕度的養護室進行養護，一定時間后在轉入標準的養護適中進行養護，到達實驗的規定時間后方可進行試塊的相關數據的測量提取同時對數據進行計算分析并記錄相應的計算結果。分析在實驗養護過程當中水泥試塊的干縮率變形以及質量的損失情況。

1.2.2 結合水法測定水泥水化速度。將摻有不同質量的粉煤灰硅酸鹽水泥按一定的水灰比進行攪拌調成凈漿后放入容器當中同時對容器進行密封養護，當養護時間結束后對實驗試品進行研細、抽濾，在進行烘干灼燒達到質量恒定，通過公式計算試品的質量損失率和結合水量，記錄實驗結果同時核對數據進行分析。研究計算水泥在不同摻料量的情況下水化速度如何。

1.2.3 水泥砂漿孔徑分布的測定。實驗要求將摻有粉煤灰的硅酸鹽水泥砂漿制成標準的小石塊后進行空氣中的養護，達到一定時間后放入水中進行養護。養護工作完成后對試塊進行分割成同樣體積的顆粒然后用先進的壓汞儀測定水泥砂漿規定時間內的孔徑的分布狀況，記錄實驗數據同時進行數據分析研究。

2 結果與討論

2.1 水泥砂漿的干燥特性

通過不同的幾組實驗數據的分析比對，各個編號的水泥砂漿試塊在不同的養護時間，不同的溫濕度的條件下，不同的粉煤灰摻量下都表現出不同的實驗結果。這就說明粉煤灰作為摻料對硅酸鹽水泥的性能有很大的影響。在標準的養護條件下高摻量硅酸鹽水泥砂漿的比不摻或是少摻粉煤灰的硅酸鹽水泥的干縮性系數要小很多。對于在不同溫度下養護的粉煤灰砂漿表現出不同的干縮性變化和質量損失變化。摻量高且在高溫度的情況下進行養護，水泥砂漿的干縮性加快，質量損失變大。摻量相同的情況下在標準養護的條件下水泥砂漿的干縮性比在高溫養護的條件下要好很多，質量流失也不會很大。通過實驗數據和結果的比對我們可以發現摻了粉煤灰的水泥砂漿的干縮性，質量流失的情況要比那些在標準養護條件下不摻粉煤灰的水泥砂漿的試塊的干縮性要好很多。通過實驗的結果和論斷可以得出將粉煤灰摻入硅酸鹽水泥中可以改變硅酸鹽水泥砂漿的干縮率和試塊經過養護期后的質量的損失。實驗表明在硅酸鹽水泥中添加粉煤灰是可以提升水泥的性能的。

2.2 水泥的化學結合水量

在已經硬化的水泥石中存在大量的化學結合水，它是水泥水化反應的產物，水泥在凝結硬化的過程中不斷在產生化學結合水。化學結合水增加的快慢多少同時也反應水泥砂漿的水化速度和水化程度。在摻有粉煤灰的硅酸鹽水泥實驗中將試塊放入不同溫濕度的養護室中進行水化反應，可以看出不論養護溫度是高溫還是標準養護溫度，伴隨粉煤灰摻量的增加水泥試塊的結合水量在不斷地降低。水化程度也在不段的減少。另一方面我們也可以看出溫度的大幅度提高水泥試塊的水化程度不斷加大，同時粉煤灰的摻量的加大也對水化反應起到助推的作用。

2.3 水泥石的孔徑分布

摻有不同分量的粉煤灰的硅酸鹽水泥砂漿試塊在壓汞法測量方法的測試下呈現出不同的實驗結果，不同的養護條件有不同實驗數據的產生，表現出不同的孔徑分布結果。實驗結果證實養護溫度對不摻粉煤灰的水泥影響較小，對摻有粉煤灰的水泥砂漿試塊影響較大。對于普通硅酸鹽水泥養護溫度增加，水泥石中的孔徑并沒有什么太大的變化，只有少數的大直徑的孔徑變少，小直徑的孔徑增加試塊中的總的孔徑體積減小。另一方面摻有粉煤灰的試塊隨著養護溫度的增加，孔徑大的向孔徑小的不斷轉化，孔的體積總體上是不斷加大的。

3 結論

3.1 實驗表明在標準養護的情況下摻有粉煤灰的水泥砂漿試塊的的干縮性出現明顯的變化，在各個齡期監測發現試塊的干縮性明顯減少了水泥砂漿的性質也趨于穩定。當養護條件的變化，溫度升高，時間變長時高摻量粉煤灰的水泥砂漿的干縮性變大了，砂漿不穩定試件的表面容易出現裂痕。

3.2 在相同的粉煤灰的摻量情況下當溫度較低時，砂漿試件的干縮性小于低溫養護的粉煤灰水泥砂漿試件。粉煤灰摻量一樣，養護溫度升高時高溫試件的干縮性大于低溫養護的水泥試件，這一實驗結果說明當我們在施工中使用摻有粉煤灰的硅酸鹽水泥時在成型養護的過程中只要采用標準養護就可以達到很好的養護效果。

3.3 實驗的結果也同樣證實當硅酸鹽水泥中不摻加粉煤灰時提高養護的溫度同樣可以使試件的在各齡表現出較低的干縮性。

3.4 實驗的結果也已經向我們展現了一個好的消息就是當我們將工業廢渣粉煤灰摻入硅酸鹽水泥中取代了水泥熟料降低了成本的同時達到了比原來更加的效果，不僅水泥的干縮性變小，水泥砂漿進入穩定性的時間變短提高工程的進度及質量實現了水泥綠色發展道路的開通。為企業提高了經濟效益。

參考文獻

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