宋 福，蘭英靜，孫成曉，高 萌

（1.神華新準鐵路公司，鄂爾多斯 017000；2.內(nèi)蒙古科技大學(xué)，包頭 014010）

特種水泥砂漿具有早期強度發(fā)展快、耐久性好、和易性好、適應(yīng)性強等優(yōu)點，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，可用作高強修補砂漿、加固、粘結(jié)材料、高強預(yù)制構(gòu)件、墻體、屋面板板底抹面、填充絕緣子使之永久連接，還可用做灌漿砂漿。

我國的砂漿與國外相比，強度低、耐久性差，目前國外一些研究人員仍在不斷進行高強砂漿的力學(xué)性能研究以及高強高性能砂漿的研究，而我國對高強混凝土的研究方興未艾，對高強高性能砂漿的研究還遠遠不夠。因此該文研究了特種砂漿在不同養(yǎng)護制度下強度發(fā)展變化規(guī)律以及不同養(yǎng)護制度對砂漿后期收縮性能的影響。

1 試驗材料與試驗方法

1.1 試驗材料

1）水泥：大連小野田PⅡ52.5R，水泥的物理性能見表1。

表1 小野田水泥的物理性能

2）硅灰：產(chǎn)于寧夏，28d活性指數(shù)94%，SiO2含量93%。

3）砂子：產(chǎn)于達旗，粒徑為0.6～1.2mm。

4）水：普通自來水，符合JGJ63—2006標準要求。

5）外加劑：產(chǎn)于包頭市鋼鹿建材公司的聚羧酸，性能良好，符合GB 8076—2008標準要求。

1.2 試驗方法

試驗采用膠砂比2∶1，水膠比0.28，具體配合比如表2所示，用砂漿攪拌機攪拌均勻后裝入40mm×40mm×160mm的試模中，24h脫模后將試件放入溫度為（20±2）℃、相對濕度為95%的養(yǎng)護室中養(yǎng)護。

表2 特種砂漿配合比 kg/m3

烘養(yǎng)是將成型1h后的試件包膜放入60℃烘箱中烘制養(yǎng)護。

水養(yǎng)是將烘養(yǎng)后拆模的試塊放入60℃水中養(yǎng)護。

表面密封養(yǎng)護是24h拆模后用石蠟將試件的四周密封，在實驗室環(huán)境（溫度20℃左右，濕度30%左右）中養(yǎng)護。

收縮率的測定按照GB 23493—2009的試驗方法進行。試件尺寸為25mm×25mm×280mm，終凝2 h后拆模測初始長度。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 烘制時間對水泥砂漿的影響

烘制養(yǎng)護是通過提高養(yǎng)護溫度來激發(fā)膠凝材料的活性，促進水化進程，使強度在短時間內(nèi)快速提高。烘制養(yǎng)護的時間決定了砂漿強度的最終結(jié)果，因此，該文研究不同烘制時間下砂漿的強度增長規(guī)律、特點，確定合理的快速養(yǎng)護方式。試驗結(jié)果如圖1、表3所示。

表3 養(yǎng)護制度對砂漿強度的影響

由圖1及表3的試驗數(shù)據(jù)可以看出：

1）烘制時間從4h到6h時，試件的抗折、抗壓強度成倍增加，6h后砂漿強度增長減緩。

2）在相同養(yǎng)護溫度、相同養(yǎng)護時間條件下，隨著早期烘制時間的增加砂漿抗折強度降低，烘養(yǎng)5h水養(yǎng)39h的抗折、抗壓強度較高。

3）砂漿在60℃中養(yǎng)護44h的強度能達到標準養(yǎng)護11d強度，達到標準養(yǎng)護28d強度的90%左右。

以上試驗數(shù)據(jù)表明，隨烘制時間的增加，砂漿強度迅速增長，這是因為高溫時水泥水化加速，水化產(chǎn)物增加，砂漿強度迅速提高。早期烘制時間越長砂漿抗折強度越低，這是因為砂漿內(nèi)部的水轉(zhuǎn)變成氣態(tài)并形成氣泡，在砂漿內(nèi)部形成貫穿空隙，從而影響砂漿的抗折強度。為減少烘制時間對砂漿抗折強度的影響可以延長砂漿成型后的靜養(yǎng)時間，靜養(yǎng)時間延長可以減少砂漿內(nèi)部空隙，從而減少強度損失。

2.2 養(yǎng)護制度對水泥砂漿收縮的影響

試驗研究了標準轉(zhuǎn)自然養(yǎng)護、自然養(yǎng)護、先烘養(yǎng)后標養(yǎng)3種養(yǎng)護方式對特種砂漿后期收縮的影響，試驗結(jié)果如表4所示。

表4 養(yǎng)護制度對砂漿收縮的影響

由表4的試驗數(shù)據(jù)可以看出：

1）在水中養(yǎng)護時試件膨脹，水中7d的膨脹率最大，7d從水中取出后自然養(yǎng)護時試件膨脹率減小，到21d時試件已有收縮，30d后試件收縮速度減少。

2）自然養(yǎng)護的試件從一開始就出現(xiàn)收縮，在30d前收縮速度較快，30d后收縮基本趨于平穩(wěn)。自然養(yǎng)護56d的收縮值是標準轉(zhuǎn)自然養(yǎng)護的2倍。說明如果構(gòu)件成型后不及時養(yǎng)護構(gòu)件會出現(xiàn)較大收縮，增加出現(xiàn)裂縫的機會，因此我們應(yīng)該注重構(gòu)件的早期養(yǎng)護。

3）先烘養(yǎng)后標養(yǎng)的試件膨脹率小，30d、56d的收縮率比標準養(yǎng)護的收縮率大，說明早期烘養(yǎng)影響膨脹率，且后期收縮較大。

由于文中采用膠砂比2∶1，因此試驗測得的自由收縮率較大。砂漿、混凝土的收縮主要集中在終凝之前，該文限于實驗室條件僅測定了砂漿硬化后的收縮，其他數(shù)據(jù)有待進一步完善研究。

2.3 表面密封養(yǎng)護對水泥砂漿收縮的影響

該文又研究了表面密封養(yǎng)護對砂漿收縮率的影響，試驗對比了自然養(yǎng)護和表面密封養(yǎng)護砂漿的收縮率，試驗結(jié)果如圖2所示。

由圖2可以看出：1）標準養(yǎng)護與表面密封養(yǎng)護試件28 d前的收縮較大，28d后收縮增加幅度減小。2）試件表面密封后砂漿收縮率明顯降低，且隨著齡期的增加密封養(yǎng)護比自然養(yǎng)護的收縮率降低越多。

表面密封養(yǎng)護減少收縮的主要原因是表面封蠟后減弱了內(nèi)部水分通過毛細孔向外蒸發(fā)，因此減弱了由于毛細管張力引起的不可逆干燥收縮。同時試塊封蠟后阻礙了大氣中的CO2與水泥的水化產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的碳化收縮。

在小構(gòu)件工程中，有條件的話可以封蠟密封養(yǎng)護減少小構(gòu)件的收縮等問題，增加構(gòu)筑物的耐久性，減少由于結(jié)構(gòu)耐久性不足帶來的損失，保證結(jié)構(gòu)物的使用壽命，減少修補、加固等經(jīng)濟損失。

3 結(jié) 論

a.烘養(yǎng)時間增加，水泥砂漿強度迅速增長，在總養(yǎng)護時間相同時，烘養(yǎng)時間增加砂漿的抗折強度下降。

b.自然養(yǎng)護的收縮率最大，是標準養(yǎng)護的2倍。

c.先烘養(yǎng)后標養(yǎng)的試件膨脹率小，30d、56d的收縮率比標準養(yǎng)護的收縮率大。

d.表面密封養(yǎng)護可以明顯減小水泥砂漿的收縮率。

［1］ 楊 娟.高強度水泥砂漿的試驗［J］.電瓷避雷器，2005.

［2］ 謝建國，錢端芬.超高強度硅酸鹽水泥砂漿［J］.電瓷避雷器，1996（4）：21－28.

［3］ 莊其昌，金祖權(quán).高強砂漿制備技術(shù)研究［J］.混凝土與水泥制品，2010（1）：50－52.