养护温度对高掺量粉煤灰硅酸盐水泥砂浆干缩性能的影响

胡晓颖

摘 要：文章主要介绍了养护温度对高掺量粉煤灰硅酸盐水泥砂浆干缩性的影响。同时采用结合水法以及压汞法监测研究水泥水化后程度，水泥石孔径结构和分布情况。经过试验的研究，表明高掺量粉煤灰硅酸盐水泥砂浆的干缩性受养护温度的影响较大，同时在标准养护的情况下掺粉煤灰的硅酸盐水泥的干缩性要比不掺或是少掺粉煤灰硅酸盐水泥砂浆的干缩性要小同时砂浆进入稳定期的时间也比较早。当水泥砂浆使用的是掺粉煤灰的硅酸盐水泥时通过掺量的多少采取是高温养护还是标准养护。对于不掺粉煤灰的硅酸盐水泥温度只是影响砂浆的CSH凝胶的微观结构，对水泥的影响主要体现在水泥石的孔径分布和水化程度。

关键词：水泥砂浆；粉煤灰；干缩性；孔径分布；温度

经济的快速发展，城市建设不断扩大，建筑行业发展迅速，对于施工混凝土的使用量也不断增加，为适应建筑技术的提高，降低混凝土的生产成本，开发研究新型的低成本混凝土的要求迫切眉睫。混凝土行业提倡绿色混凝土，充分利用工业废渣取代水泥熟料，减少对环境的污染降低成本提高经济效益，走可持续发展的道路。在混凝土中掺加工业废渣需要进行一系列的实验研究后方可进行定论。

1 实验

1.1 原料

实验中我们使用的国际通用的标准砂和硅酸盐水泥作为实验使用的基础原料。将水泥以及要掺的粉煤灰进行平均分份，同时对掺量不同的水泥样品进行标注，根据不同的取代量选择不同的标注。水泥是某厂的硅酸盐水泥，掺料为某厂的一级粉煤灰。

1.2 方法

1.2.1 测试干缩及质量损失。在实验中取出一定的砂浆胶凝材料，确定砂子和胶凝材料的配比率，使用三联试模成型试件，目的是保证实验的结果更加准确。试件的尺寸为标准试件尺寸。将成型的试块放入温度为特定温度和特定的湿度的养护室进行养护，一定时间后在转入标准的养护适中进行养护，到达实验的规定时间后方可进行试块的相关数据的测量提取同时对数据进行计算分析并记录相应的计算结果。分析在实验养护过程当中水泥试块的干缩率变形以及质量的损失情况。

1.2.2 结合水法测定水泥水化速度。将掺有不同质量的粉煤灰硅酸盐水泥按一定的水灰比进行搅拌调成净浆后放入容器当中同时对容器进行密封养护，当养护时间结束后对实验试品进行研细、抽滤，在进行烘干灼烧达到质量恒定，通过公式计算试品的质量损失率和结合水量，记录实验结果同时核对数据进行分析。研究计算水泥在不同掺料量的情况下水化速度如何。

1.2.3 水泥砂浆孔径分布的测定。实验要求将掺有粉煤灰的硅酸盐水泥砂浆制成标准的小石块后进行空气中的养护，达到一定时间后放入水中进行养护。养护工作完成后对试块进行分割成同样体积的颗粒然后用先进的压汞仪测定水泥砂浆规定时间内的孔径的分布状况，记录实验数据同时进行数据分析研究。

2 结果与讨论

2.1 水泥砂浆的干燥特性

通过不同的几组实验数据的分析比对，各个编号的水泥砂浆试块在不同的养护时间，不同的温湿度的条件下，不同的粉煤灰掺量下都表现出不同的实验结果。这就说明粉煤灰作为掺料对硅酸盐水泥的性能有很大的影响。在标准的养护条件下高掺量硅酸盐水泥砂浆的比不掺或是少掺粉煤灰的硅酸盐水泥的干缩性系数要小很多。对于在不同温度下养护的粉煤灰砂浆表现出不同的干缩性变化和质量损失变化。掺量高且在高温度的情况下进行养护，水泥砂浆的干缩性加快，质量损失变大。掺量相同的情况下在标准养护的条件下水泥砂浆的干缩性比在高温养护的条件下要好很多，质量流失也不会很大。通过实验数据和结果的比对我们可以发现掺了粉煤灰的水泥砂浆的干缩性，质量流失的情况要比那些在标准养护条件下不掺粉煤灰的水泥砂浆的试块的干缩性要好很多。通过实验的结果和论断可以得出将粉煤灰掺入硅酸盐水泥中可以改变硅酸盐水泥砂浆的干缩率和试块经过养护期后的质量的损失。实验表明在硅酸盐水泥中添加粉煤灰是可以提升水泥的性能的。

2.2 水泥的化学结合水量

在已经硬化的水泥石中存在大量的化学结合水，它是水泥水化反应的产物，水泥在凝结硬化的过程中不断在产生化学结合水。化学结合水增加的快慢多少同时也反应水泥砂浆的水化速度和水化程度。在掺有粉煤灰的硅酸盐水泥实验中将试块放入不同温湿度的养护室中进行水化反应，可以看出不论养护温度是高温还是标准养护温度，伴随粉煤灰掺量的增加水泥试块的结合水量在不断地降低。水化程度也在不段的减少。另一方面我们也可以看出温度的大幅度提高水泥试块的水化程度不断加大，同时粉煤灰的掺量的加大也对水化反应起到助推的作用。

2.3 水泥石的孔径分布

掺有不同分量的粉煤灰的硅酸盐水泥砂浆试块在压汞法测量方法的测试下呈现出不同的实验结果，不同的养护条件有不同实验数据的产生，表现出不同的孔径分布结果。实验结果证实养护温度对不掺粉煤灰的水泥影响较小，对掺有粉煤灰的水泥砂浆试块影响较大。对于普通硅酸盐水泥养护温度增加，水泥石中的孔径并没有什么太大的变化，只有少数的大直径的孔径变少，小直径的孔径增加试块中的总的孔径体积减小。另一方面掺有粉煤灰的试块随着养护温度的增加，孔径大的向孔径小的不断转化，孔的体积总体上是不断加大的。

3 结论

3.1 实验表明在标准养护的情况下掺有粉煤灰的水泥砂浆试块的的干缩性出现明显的变化，在各个龄期监测发现试块的干缩性明显减少了水泥砂浆的性质也趋于稳定。当养护条件的变化，温度升高，时间变长时高掺量粉煤灰的水泥砂浆的干缩性变大了，砂浆不稳定试件的表面容易出现裂痕。

3.2 在相同的粉煤灰的掺量情况下当温度较低时，砂浆试件的干缩性小于低温养护的粉煤灰水泥砂浆试件。粉煤灰掺量一样，养护温度升高时高温试件的干缩性大于低温养护的水泥试件，这一实验结果说明当我们在施工中使用掺有粉煤灰的硅酸盐水泥时在成型养护的过程中只要采用标准养护就可以达到很好的养护效果。

3.3 实验的结果也同样证实当硅酸盐水泥中不掺加粉煤灰时提高养护的温度同样可以使试件的在各龄表现出较低的干缩性。

3.4 实验的结果也已经向我们展现了一个好的消息就是当我们将工业废渣粉煤灰掺入硅酸盐水泥中取代了水泥熟料降低了成本的同时达到了比原来更加的效果，不仅水泥的干缩性变小，水泥砂浆进入稳定性的时间变短提高工程的进度及质量实现了水泥绿色发展道路的开通。为企业提高了经济效益。

参考文献

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