復(fù)合水泥凈漿化學(xué)收縮影響因素研究.pdf

1、繼礦物摻合材與外加劑雙摻技術(shù)日趨成熟后，混凝土又引入納米級超細(xì)組分，其早期體積變形是現(xiàn)代混凝土材料的關(guān)鍵性基礎(chǔ)問題之一，而化學(xué)收縮行為無疑更加復(fù)雜。本文以水泥凈漿的化學(xué)收縮為主題，采用ASTMC1608實驗方法（恒溫水浴環(huán)境密閉小容器絕對體積法），系統(tǒng)研究復(fù)合水泥凈漿化學(xué)收縮的影響因素，包括:水泥品種及細(xì)度、水膠比、礦物摻合材、外加劑、納米材料以及養(yǎng)護(hù)溫度等。主要結(jié)論如下:
　　 1、水泥熟料含量對水泥凈漿化學(xué)收縮值起決定性作用

2、。在四種礦物熟料成分中，C3A收縮最大，C2S早期反應(yīng)較慢，所引起的早期化學(xué)收縮相應(yīng)較小。細(xì)度越大，水泥顆粒早期水化越快，引起早期化學(xué)收縮值越大。
　　 2、水泥凈漿化學(xué)收縮隨著水灰比/水膠比增大而增大，如水灰比為0.38水泥漿7d化學(xué)收縮值較0.26水灰比的增加48％。不同水膠比復(fù)合水泥漿早期化學(xué)收縮差異非常顯著。
　　 3、采用粉煤灰、礦渣、硅粉和石膏，按不同比例等質(zhì)量取代水泥，制備復(fù)合水泥凈漿，研究礦物摻合材對其化

3、學(xué)收縮的影響:
　　 (1)粉煤灰由于其微集料密實填充作用，對早期化學(xué)收縮表現(xiàn)出極強(qiáng)的抑制效果。摻加45％Ⅰ級粉煤灰3d收縮值較水泥凈漿收縮值減小41％;而粉煤灰后期參與二次水化，對化學(xué)收縮抑制作用顯著減小。摻加Ⅱ級粉煤灰復(fù)合水泥漿對早期收縮的抑制效果明顯小于Ⅰ級粉煤灰。
　　 (2)硅粉的加入使復(fù)合水泥漿早期化學(xué)收縮值較水泥凈漿略有增加，且隨著摻量增大，收縮值增大。如:硅粉摻量為12％時，3d化學(xué)收縮值較水泥凈漿增長1

4、2％。而摻8％納米SiO2復(fù)合水泥漿28d化學(xué)收縮值較水泥凈漿降低19％。顯然，摻納米SiO2復(fù)合水泥漿后期化學(xué)收縮增長速度明顯降低。
　　 (3)礦渣復(fù)合水泥漿早期化學(xué)收縮值較水泥凈漿顯著減小，且收縮值隨著礦渣摻量的增大而減小。摻45％礦渣復(fù)合水泥漿3d化學(xué)收縮值比同水灰比凈漿收縮值減少53％。隨著齡期增長，礦渣參與水化反應(yīng)，抑制收縮的作用逐漸減緩。
　　 (4)粉煤灰與脫硫石膏復(fù)摻時，粉煤灰在30％摻量不變的條件下，

5、石膏摻量越大，化學(xué)收縮值越小，這與石膏在水泥水化過程中結(jié)晶自膨脹有關(guān)。采用Ⅰ、Ⅱ級粉煤灰與脫硫石膏復(fù)摻，3d化學(xué)收縮值較水泥凈漿分別減小11％和37％。
　　 (5)粉煤灰與礦渣復(fù)摻復(fù)合水泥漿早期化學(xué)收縮較水泥凈漿明顯降低，復(fù)摻比例在一定范圍內(nèi)波動對收縮值的影響不顯著。如:25％粉煤灰和15％礦渣復(fù)合水泥漿3d化學(xué)收縮較水泥凈漿降低超過35％，中后期化學(xué)收縮增長速率加快，至28d收縮值達(dá)3.15ml/100g。
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6、、采用三種納米材料:活性材料納米SiO2、功能型材料納米TiO2、惰性材料納米CaCO3。在同摻量同水膠比條件下，摻不同納米材料復(fù)合水泥漿化學(xué)收縮值排序為:SiO2＞TiO2＞CaCO3。其中，低摻量(1-3％)納米SiO2增加化學(xué)收縮，且收縮值隨著摻量增加而增長。高摻量(4-8％)SiO2對中后期化學(xué)收縮有明顯抑制作用。納米材料與礦物摻合材復(fù)摻能顯著降低化學(xué)收縮值，如在粉煤灰和礦渣雙摻體系中摻5％納米CaCO3，復(fù)合水泥漿3d收縮值較

7、同齡期水泥凈漿減少46％，較未摻納米材料粉煤灰和礦渣復(fù)合水泥漿減小11％。這與納米材料的摻入使得復(fù)合粉體形成更緊密堆積狀態(tài)納米效應(yīng)有關(guān)。
　　 5、在實驗采用的外加劑及其摻量范圍內(nèi)，緩凝劑摻量為0.15％水泥漿3d化學(xué)收縮較水泥凈漿減少63％，這說明摻緩凝劑水泥漿早期化學(xué)收縮發(fā)展緩慢，中后期化學(xué)收縮發(fā)展迅速，甚至超過水泥凈漿;萘系減水劑由于含膨脹劑成分，導(dǎo)致早期出現(xiàn)細(xì)微膨脹現(xiàn)象，且整個齡期內(nèi)收縮值都非常小。引氣劑與早強(qiáng)劑在常用摻

8、量范圍內(nèi)對化學(xué)收縮值影響不顯著。
　　 6、養(yǎng)護(hù)溫度顯著影響水化速率，進(jìn)而顯著影響水泥漿體的化學(xué)收縮。較高溫度養(yǎng)護(hù)條件下，水泥凈漿早期化學(xué)收縮增長迅速。40℃恒溫水浴環(huán)境養(yǎng)護(hù)與15℃養(yǎng)護(hù)相比，水泥漿早期(7d前)化學(xué)收縮值增長超過50％，后期(7-28d)不同養(yǎng)護(hù)溫度引起的差異減小。
　　 此外，本文通過自創(chuàng)等效堆積密度及流動度實驗，探索不同粒度分布干態(tài)復(fù)合粉體顆粒堆積狀態(tài)及其對填充水和吸附水的影響，進(jìn)而分析顆粒堆積對水