復(fù)合外加劑對水泥凈漿水化熱及砂漿強(qiáng)度的影響

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normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>關(guān)鍵詞：復(fù)合外加劑；水化熱；強(qiáng)度

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>水泥水化熱的大小直接影響混凝土的強(qiáng)度、耐久性等使用性能。商用混凝土的配制，根據(jù)工程需要會加入各種化學(xué)外加劑如：減水劑、引氣劑、調(diào)凝劑等，以改善混凝土的施工條件、養(yǎng)護(hù)時間并提高混凝土的強(qiáng)度。此外，混凝土中會加入各種礦物外加劑如：粉煤灰、礦渣等，以利用工業(yè)廢渣并降低成本。明確各種外加劑的作用及相互影響，對于節(jié)約資源，有效使用材料具有重要意義。本文系統(tǒng)考察了復(fù)合外加劑對水泥凈漿水化熱的影響以及對水泥砂漿強(qiáng)度的影響，為高性能混凝土的生產(chǎn)提供科學(xué)的依據(jù)。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>1 實(shí)驗(yàn)

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>1.1 復(fù)合外加劑組分設(shè)計(jì)及砂漿配比設(shè)計(jì)

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>為了考察礦物外加劑和化學(xué)外加劑組成復(fù)合外加劑時對水泥水化熱和強(qiáng)度發(fā)展的影響，首先設(shè)計(jì)了如表1所示的復(fù)合外加劑的配方組成，砂漿配比見表2。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>1.2 水化熱測量

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>實(shí)驗(yàn)所用原料為525號水泥，Ⅱ級磨細(xì)粉煤灰，礦渣，F(xiàn)DN-5型減水劑，糖蜜，硫酸鈉、碳酸鈉、乙二醇、三乙醇胺、硫酸鋁銨等化學(xué)純試劑。采用直接測定法測定水泥凈漿的水化熱，即在熱量計(jì)周圍溫度不變條件下，直接測定熱量計(jì)內(nèi)水泥凈漿溫度的變化，計(jì)算熱量計(jì)內(nèi)積蓄和散失熱量的總和，求得水泥水化7d內(nèi)各齡期的水化熱。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>1.3 砂漿強(qiáng)度測量

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>根據(jù)表2配比制備砂漿試塊，測定試塊不同齡期的抗壓強(qiáng)度，結(jié)果見表4。

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>

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normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>2 結(jié)果與討論

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>2.1 礦物-化學(xué)復(fù)合外加劑對水化熱的影響

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>nth="12" Day="30" IsLunarDate="False" IsROCDate="False" w:st="on">2.1.1 粉煤灰與化學(xué)外加劑復(fù)合對水化熱的影響

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>從表3、圖1可以看出，摻加30%的磨細(xì)粉煤灰及其它化學(xué)外加劑后，3d水化熱都比未摻粉煤灰的低，其水化熱相對百分?jǐn)?shù)為不摻粉煤灰的77.6% - 91.3%，表明摻粉煤灰能明顯降低水化熱和溫升。同時，由于復(fù)合外加劑中含有1.2%的， FDN-5型減水劑，它本身能夠降低水化熱的數(shù)量并延緩熱峰出現(xiàn)時間。摻4#復(fù)合外加劑比摻2#外加劑的水化熱高，這是因?yàn)槿掖及肪哂性鐝?qiáng)作用，能夠提高水化速率并提前熱峰出現(xiàn)時間，結(jié)果使水化熱升高。摻3#復(fù)合外加劑與摻2#外加劑的水泥凈漿的水化熱差不多，說明激發(fā)劑硫酸鋁銨對水化初期的粉煤灰沒有發(fā)生明顯作用。5#復(fù)合外加劑中含有緩凝劑糖蜜與早強(qiáng)劑Na2SO4，摻入后水泥凈漿的水化熱最低，水化熱相對百分?jǐn)?shù)僅為摻1#外加劑的水化熱的77.6%，說明同時添加能夠提高水化熱的早強(qiáng)劑與能夠降低水化熱的緩凝劑時，其效應(yīng)基本相互抵消，這兩種不同的外加劑復(fù)合后對水泥凈漿水化熱不會造成很大的影響。其水化熱最低的原因仍然主要是礦物外加劑粉煤灰的貢獻(xiàn)。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>nth="12" Day="30" IsLunarDate="False" IsROCDate="False" w:st="on">2.1.2 礦渣與化學(xué)外加劑復(fù)合對水化熱的影響

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>從表3、圖2可以看出，摻加50%的磨細(xì)礦渣及其它化學(xué)外加劑后，水泥凈漿的3d水化熱都比未摻復(fù)合外加劑的水泥凈漿的水化熱低得多，其水化熱值為不摻礦渣的65.3% - 78.0%，主要原因是礦渣取代了50%的水泥用量，制品中參與水化的礦物總量顯著降低，因而水化熱和溫升相應(yīng)地降低。在同時摻50%礦渣和1.2% ， FDN-5型減水劑的條件下，隨著緩凝劑糖蜜的減少和早強(qiáng)劑的增加，緩凝劑降低水化熱和推遲熱峰出現(xiàn)時間的效應(yīng)逐漸被早強(qiáng)劑提高水化熱和提前熱峰出現(xiàn)時間的效應(yīng)所代替，早強(qiáng)劑的效應(yīng)逐漸占主導(dǎo)地位，導(dǎo)致水化熱相對百分?jǐn)?shù)逐漸提高。摻9#復(fù)合外加劑的水化熱高于摻6#的水化熱，這是由于早強(qiáng)劑. Na2SO4 摻量提高并掩蓋了緩凝效應(yīng)的緣故，而Na2SO4能夠明顯提高3d水化熱。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>2.2 復(fù)合外加劑對砂漿強(qiáng)度的影響

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>與摻1#外加劑的水泥砂漿的強(qiáng)度相比較，摻加礦物外加劑以后，砂漿的早期強(qiáng)度都比未摻礦物外加劑的要低，但后期強(qiáng)度增長較快，有的甚至28d就超過了未摻礦物外加劑的砂漿的強(qiáng)度。這是因?yàn)镕DN-5型減水劑的引入能夠提高水泥制品各齡期的強(qiáng)度，尤其是早期強(qiáng)度。而摻入大量的粉煤灰代替水泥以后，在水化早期，水泥凝膠體的強(qiáng)度和密實(shí)性都要比未摻粉煤灰的水泥石差一些。由于粉煤灰的活性激發(fā)需要一定時間，在水化早期粉煤灰活性還沒有充分發(fā)揮出來，粉煤灰顆粒與水泥凝膠體之間存在著空隙，需要進(jìn)一步水化生成凝膠體來填充。經(jīng)過較長齡期后，粉煤灰顆粒表面發(fā)生大量的水化反應(yīng)，使水泥石結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，砂漿強(qiáng)度隨齡期延長而迅速增加。球形粉煤灰顆粒在水泥石中作為微細(xì)填料填充水泥凝膠體的微孔中，減少Ca(OH)2晶體的數(shù)量，從而提高水泥石的體積穩(wěn)定性和密實(shí)性。礦渣的作用原理與粉煤灰相類似。比較摻2#、3#、4#、6#、8#、9#復(fù)合外加劑砂漿強(qiáng)度數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，隨著激發(fā)劑硫酸鋁銨含量的增加，粉煤灰的活性被激發(fā)，28d強(qiáng)度比依次提高。而隨著早強(qiáng)劑的引入及含量增加，摻加50%礦渣的砂漿28d強(qiáng)度已經(jīng)接近或超過未摻礦渣的強(qiáng)度。由此可見，在混凝土中摻入一定量的礦物外加劑，不僅能減少水泥用量，降低水化熱和溫升，而且可以改善水泥硬化體結(jié)構(gòu)的密實(shí)度，提高混凝土的后期強(qiáng)度，這對提高混凝土的耐久性等均有良好的作用。

normal style="TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none" align=left>3 結(jié)論

normal style="TEXT-INDENT: 18pt; TEXT-ALIGN: left; mso-layout-grid-align: none; mso-char-indent-count: 2.0" align=left>粉煤灰和礦渣等礦物外加劑都能降低水泥的水化熱和溫升，與減水劑、激發(fā)劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑等構(gòu)成復(fù)合外加劑時，能更有效地降低水化熱和溫升。緩凝劑和早強(qiáng)劑同時使用時，緩凝劑降低水化熱和溫升，延緩熱峰出現(xiàn)時間的效應(yīng)與早強(qiáng)劑提高水化熱和溫升，提前熱峰出現(xiàn)時間的效應(yīng)在一定程度上相互抵消，但相對而言早強(qiáng)劑對水化熱的影響更為敏感，通過調(diào)整兩者的比例，可以控制熱峰出現(xiàn)的時間。激發(fā)劑能夠激發(fā)礦物外加劑的活性，對砂漿的強(qiáng)度發(fā)展有益。合理摻加礦物外加劑和化學(xué)外加劑不僅能降低水化熱和溫升，而且可以提高混凝土的后期強(qiáng)度。