粉煤灰掺量和水胶比对硬化水泥石干缩变形及保水性的影响
时间：2021-01-09 04:00:41 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要 本文研究了粉煤灰掺量、水胶比和养护条件对硬化水泥石的干缩变形及在干燥环境下重量损失的影响。研究结果表明，粉煤灰掺量越大，硬化水泥石的干缩变形越小，而失重越大；水胶比越大，硬化水泥石的干缩变形及失重都越大；随着干燥时间的增加，硬化水泥石的干缩变形及失重都增大。本文分析了产生这些现象的原因，指出硬化水泥石的干缩变形取决于在干燥环境下失水的数量及种类。随着粉煤灰掺量的增大，硬化水泥石中自由水增多而凝胶水减少，从而使得干缩变形减小而失水量增加。水胶比的影响主要归因于硬化水泥石中可失去水的数量的变化。养护条件的影响则与水的分布有关。
关键词 商品砂浆；粉煤灰；水胶比；干缩；失重
1.引言
商品砂浆是近年来在我国正在逐步兴起的一种新型建筑材料。与商品混凝土相类似，它是将砂浆的制备过程由原来在施工现场完成转变为由专门的生产商在工厂中完成。砂浆的商品化在建筑行业中将发挥显著的作用。因此，商品砂浆将成为建筑业的一个重要的发展方向，势在必行。
由于商品砂浆使用的特殊性，提高硬化水泥石的抗裂性能对商品砂浆的推广应用有着特别重要的意义。一些研究表明，引起砂浆开裂的最重要因素是干缩变形。然而，对于硬化水泥石的干缩变形性能，却未见有文章报导。本研究试图在这一方面开展一些工作，主要研究：
（1）粉煤灰掺量对硬化水泥石干缩变形及保水性的影响
（2）养护与非养护对硬化水泥石干缩变形及保水性的影响
2.试验概况
2.1 试验原材料
（1）水泥 普通硅酸盐水泥 新乡利华水泥厂生产
（2）粉煤灰 Ⅱ级粉煤灰 开封新源粉煤灰综合利用有限公司生产
（3）聚合物 乙烯—醋酸乙烯酯共聚物 国民淀粉生产
2.2 试验详情
试验采用10mm×10mm×40mm试件。表1给出试验所用配合比。
表1 试验配合比
干缩率计算公式：干缩率=（L0天-Li天）×100/0.35 其中i=2,3,8,14,21,28,
失重率计算=（G0天-Gi天）×100/G0天 其中i=2，3，8，14，21，28。
3.实验结果
图3-1给出不同粉煤灰掺量试件干缩变形及失重率依时性变化规律，图中聚合物掺量为6%，水胶比为0.5。从图中可以看出，硬化水泥石的干缩变形及失重率都随着干燥时间的增长而增加，基本上在第21天以后干缩率及失重率趋向于平稳。从干缩变形的图中可以同样印证了随着粉煤灰掺量的增加，干缩变形是逐渐变小的。从失重率的图中可以看出，随着粉煤灰掺量的增加硬化水泥石的失重率也是逐渐增长的。虽然在水中养护7天试块的初期失重率没有无养护试块的大，但在后期可以超过无养护试块。
同时从图3-1，无论是干缩率还是失重率，其养护的硬化水泥石初期变化量要大，即图中的曲线在8天之前的斜率都比非养护的硬化水泥石的大。
4.结果分析
4.1 粉煤灰掺入对硬化水泥石干缩及失重的影响结果分析
粉煤灰具有火山灰活性，它的活性成分二氧化硅和三氧化二铝与水泥水化产物氢氧化钙反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙成为凝胶材料的一部分，其微球状颗粒均匀分布在水泥浆中，填充孔五种水在硬化水泥石中存在的多少与硬化时间和水泥及粉煤灰掺量的多少有关，新拌浆体自由水存在于固体颗粒的空隙中，也是存在最多的水的形式而结构水不存在，随着时间的推移，浆体逐渐硬化，在自然条件下自由水从砂浆的空隙中逐渐失去，另一方面在水与水泥在产生水化反应的过程中使得自由水参与了水化反应，逐渐成为硬化水泥石的结构的组成部分存在于硬化水泥石中而形成了结晶水和结构水。等量掺入的粉煤灰取代了等量的水泥，水泥的量減少了相应的水化反应中所用到的水就减少了，同时粉煤灰也具有与水进行水化反应的特性，但是粉煤灰的活性远不如水泥的活性，粉煤灰水化速度没有水泥的速度快，这样粉煤灰的掺量越大硬化水泥石的水化反应在粉煤灰这一方面就越慢，所以大量的自由水在粉煤灰水泥石的硬化过程中逐渐丧失。这就解释了为什么粉煤灰的加入使得硬化水泥石的失重率增大，且随着粉煤灰掺量的增加失重率也随之增加。
干缩是由于砂浆中的毛细水和部分凝胶水的失去而产生的。随着粉煤灰掺量的增加，水泥被等量取代，用量减少，进行的水化反应的水的也相应的减少，这样凝胶水在的量是不多的，粉煤灰的颗粒均匀分布在水泥浆中减少了砂浆的空袭率，这样毛细水的量也很少，这就是为什么粉煤灰的掺量越大，干缩变形反而越小的原因。
5.结论
根据试验结果与分析可以得到以下结论：
粉煤灰掺量越多，硬化水泥石的干缩率越小而失重率越大。
参考文献：
[1] 王培铭，商品砂浆在中国的发展，《上海建材》2002年第5期，19-21
[2] 赵立群、樊钧，稠化粉在砂浆中的应用研究，《中国砂浆》
[3] 王培铭，纤维素醚和乳胶粉在商品砂浆中的作用，《硅酸盐通报》，2005年第5期，136-139
