掺合料对蒸养混凝土水化活性影响的研究★

许　晨　蒋元海　傅海伦　胡光耀　沈界伶

(嘉兴学院南湖学院，浙江 嘉兴　314001)

蒸汽养护在我国应用十分广泛，但国内外实践都表明，蒸养条件虽然可以加速水泥的水化，但也会造成水化产物不均匀、空隙结构粗化，对蒸养混凝土品质、力学性能和耐久性造成一定的影响[1]。蒸养混凝土力学性能的影响因素有很多，其中包括水胶比、矿物掺合料和养护参数等[2]。粉煤灰、矿渣等矿物掺合料具有潜在活性，能改善混凝土的耐久性，可以部分取代水泥[3]。然而在目前预制品行业的实际生活中，矿物掺合料掺量不高。矿物掺合料能与水泥的水化产物氢氧化钙发生二次水化反应，且高温蒸养有利于水化反应的进行。因此矿物掺合料在蒸养混凝土中的掺量有较大的提升空间[4]。

1　原材料与试验方法

1.1　原材料

水泥：P.O42.5R普通硅酸盐水泥(“双狮”牌水泥)强度42.5 MPa，比表面积300 m2/kg，密度为3 130 kg/m3；

掺合料：1)无锡金木土科技有限公司(以下简称无锡金木土);2)镇江益杰特新材料科技有限公司(以下简称镇江益杰特)；

标准砂。

1.2　试验方法

1.2.1实验方法

按照表1设计的胶砂配合比成型40 mm×40 mm×160 mm胶砂试块，试块在成型后放入25 ℃的环境下静置5 h，然后在2 h内升温至85 ℃，恒温5 h，自然冷却至室温，最后放入20 ℃的标准养护箱中养护至相应龄期进行性能测试。

表1　胶砂配合比　g

1.2.2水泥砂浆抗压强度试验

胶砂试块的抗压强度按GB/T 17671—1999进行，设定蒸养混凝土制品用掺合料胶砂试块蒸养的3 d,7 d,28 d的抗压强度为R3,R7,R28和对比试块的3 d,7 d,28 d的抗压强度为R03,R07,R028。

1.2.3水泥砂浆抗折试验

胶砂试体的抗压强度按GB/T 50081—2016进行，设定蒸养混凝土制品用掺合料胶砂试块蒸养的3 d,7 d,28 d的抗折强度为F3，F7，F28和对比试块的3 d,7 d,28 d的抗压强度为F03，F07，F028。

1.2.4水泥胶砂流动度试验

水泥胶砂流动度的测定采用水泥胶砂流动度测定仪，按GB/T 2419—2005进行。将拌好的胶砂试样分两层装入试模，第一层高度为2/3，用小刀在相互垂直的两个方向各划5次，共计10次，然后用捣棒由外至内均匀捣压10次，完毕刮平试模。将试模垂直轻轻提起，开动跳桌，(25±1)s内完成25次跳动。跳动完毕后，用卡尺测量胶砂底面直径及其垂直方向的直径，计算平均值，结果取整数。

2　试验结果与分析

2.1　水泥胶砂流动度

比较添加了掺合料的砂浆试块和对比试块，试验结果见表2，通过表中数据可以看出较对比试块的流动度，金木土试块流动度下降了8.8%，益杰特试块下降了6.8%。试验结果表明，胶砂试块添加了掺合料，掺合料会取代部分水泥，加强各成分之间的粘结性，降低了水泥胶砂的流动度。

表2　不同品种掺合料胶砂流动度值　mm

2.2　抗压强度

分别对比上述两种胶砂试块与对比试块的抗压强度及其随龄期的变化规律。不同掺合料下胶砂试块抗压强度检测结果见表3，图1。从表3中可以看出，各组试块3 d强度均达到标准胶砂抗压强度值，掺合料金木土和益杰特后对试块的抗压强度影响较大，且随着时间的增加，不同掺合料对试块强度增加较对比试块都有不同幅度的提高，但在养护到7 d时，两种掺合料的试块强度都小于对比试块，到达28 d时，强度又超过了对比试块(见图1)。试验结果表明，经过85 ℃常压蒸养再继续进行28 d标养后的胶砂试块抗压强度较对比试块有所提高，且金木土比益杰特的效果好。

表3　85 ℃ 蒸养胶砂试块抗压强度　MPa

2.3　抗折强度

不同掺合料下胶砂试块抗折强度检测结果如表4和图2所示。从表4中可以看出，各组试块3 d强度均达到标准胶砂抗折强度值，掺合料金木土和益杰特试块的抗折强度均大于对比试块，且随着时间的增加，不同掺合料对试块强度增加较对比试块都有不同幅度的提高，金木土在最初的时候对抗折强度的影响较大，随着时间的推移提升效果慢慢减弱。益杰特恰恰和金木土相反，它是在开始时影响较小，随着时间的推移提升效果增强。

试验结果表明，经过85 ℃常压蒸养再继续进行28 d标养后的胶砂试块抗折强度较对比试块有所提高，刚开始金木土比益杰特的效果好，在7 d之后益杰特的效果就大大超过了金木土。

表4　85 ℃ 蒸养胶砂试块抗折强度　MPa

2.4　活性指数

不同掺合料下胶砂试块蒸养活性指数结果如表5所示。对比了在85 ℃下添加两种不同掺合料的胶砂和对比胶砂在3 d,7 d,28 d下的蒸养活性指数。试验结果表明，添加了掺合料胶砂试块蒸养活性指数均有提升，通过蒸养活性指数可以看出掺合料为金木土的胶砂试块的水化活性指数大于掺合料为益杰特胶砂试块，但在7 d之后掺合料为益杰特的胶砂试块水化活性指数大于掺合料为金木土胶砂试块。

表5　85 ℃ 蒸养活性指数　%

3　结语

在试验和理论分析的基础上，本文通过对蒸养胶砂替代蒸养混凝土在添加不同掺合料在不同龄期混凝土的抗压强度，抗折强度，活性指数，胶砂流动性结果的数据分析的基础上，主要结论如下：1)本文的实验方案的实验结果是合理的。a.通过实验获得的抗压强度，抗折强度，流动性数据有效帮助试验分析数据并归纳总结；b.随着养护龄期的增加，金木土掺合料对抗压强度的影响较大，益杰特对抗折强度的影响较大；c.加入掺和料的蒸养胶砂制品的抗压强度，抗折强度均有提高，胶砂流动性有所降低，有利于水化活性的提升。2)本试验获得多组蒸养胶砂试块，均符合水泥胶砂配合比及养护制度且通过实验验证各项指标均符合要求。3)通过不同掺合料的胶砂试块的试验研究，验证了不同掺合料对蒸养混凝土水化活性的影响，对实验取得了一定成果，但掺合料在蒸养混凝土的研究应用上还有很多的空间，例掺合料最优配合比、不同掺合料的养护条件等，这些方面都是不同掺合料蒸养混凝土实用性研究的关键，需要我们不断探索。

参考文献:

[1]吴建华，刘运兰，邓少桢.蒸养混凝土早期强度影响因素研究[J].宁波大学学报(理工版)，2010，23(4):112-116.

[2]李晓，梁磊，刘振东，等.蒸养后补充养护方式对混凝土性能的影响[J].硅酸盐通报，2015，34(2):555-558.

[3]刘光明.矿渣对预制混凝土构件用蒸养混凝土抗渗性的影响[J].山西建筑,2015，41(15):113-114.

[4]张贤哲，何延树，胡延燕.不同矿物掺合料对蒸养和压蒸养混凝土力学性能的影响[J].硅酸盐通报,2014，3(33):686-696.

[5]辛运来，李晓，牛晚扬.UEA对冬期制备蒸养混凝土抗冻性的影响研究[J].混凝土,2016(5):121-131.

[6]GB 50010—2016,混凝土结构设计规范[S].

[7]孙建伟，陈忠辉.钢铁渣粉在蒸养混凝土中的应用[J].混凝土与混凝土制品，2016(9):82-85.