膠凝材料對硫鋁酸鹽水泥體系自流平砂漿強度影響的研究-

1、膠凝材料對硫鋁酸鹽水泥體系自流平砂漿強度影響的研究李樹東干粉砂漿課題組摘要：在不同的自流平砂漿體系中，使用硫鋁酸鹽水泥體系的自流平砂漿是一個比較復(fù)雜 的體系，普通硅酸鹽水泥與硫鋁酸鹽水泥復(fù)合后，水泥的礦物組成變的多而復(fù)雜，這種復(fù)合 體系水泥的水化硬化過程是一個多種礦物的水化硬化的多元復(fù)雜體系丄。通過將硫鋁酸鹽水 泥、普通硅酸鹽水泥、無水硬石膏以合適的比例混合，通過實驗，分析三種膠凝材料在白流 平配方小不同的比例對id和24d強度的影響，從而得出最佳比例。關(guān)鍵詞：硫鋁酸鹽水泥;膠凝材料;抗折強度;抗壓強度;1刖s本文研究的opc-csa-gyp三元復(fù)合體系中，其礦物組成既包括普通硅酸鹽水泥中的組

2、成 礦物，也包括硫鋁酸鹽水泥中的組成礦物，因此是多種礦物水化破化的多元復(fù)雜體系。而在 這個體系中，提供早期強度的主要是鈣磯石，鈣磯石的來源主要包括在有石膏存在的條件下 普硅水泥中g(shù)a的水化、硫鋁酸鹽水泥屮無水硫鋁酸鈣的水化。石膏摻量較高時,水泥屮cas 水化速度很快，形成了結(jié)晶結(jié)構(gòu)。結(jié)品的結(jié)構(gòu)網(wǎng)過早形成，雖對早期強度有利，但限制了隨 后生成的水化產(chǎn)物的順利擴散，在有限的空間內(nèi)水化產(chǎn)物大量堆積幾產(chǎn)生很大膨脹勢能，使 結(jié)構(gòu)受損傷，強度增長緩慢。導(dǎo)致硫鋁酸鹽水泥從某一齡期抗折強度倒縮的原因：從硫鋁 酸鹽水泥水化速度來看，其水化是比較快的，水化產(chǎn)物來不及擴散，包裹在未水化顆粒的表 面，肌止未水化顆粒的

3、繼續(xù)水化。同時，由于快速水化產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)網(wǎng)不合理，有許多薄弱環(huán) 節(jié)，加之水泥水化產(chǎn)生的熱量以很高的速率樣放出來，水泥是熱的不良導(dǎo)體，因此產(chǎn)生的熱 應(yīng)力使水泥石薄弱壞節(jié)形成許多微裂紋，此時裂紋寬度很小，不一定會引起抗折強度的倒縮 。隨著水化進行，cas進一步水化形成aft,此時生成的aft在有限空間內(nèi)具有很大的膨 脹勢能，使原來產(chǎn)生的微裂紋進一步擴展或產(chǎn)生新裂紋，水泥石結(jié)構(gòu)變得不密實，從而引起 抗折強度倒縮?？拐蹚姸鹊箍s的時間取決于包裹未水化顆粒表面的水化產(chǎn)物的厚度，裂紋產(chǎn) 生的時間及擴展悄況。所以硫鋁酸鹽水泥水化速度越快，水化熱集屮的越多，抗折強度的倒 縮就越人。本實驗在研究三元體系對硫鋁酸鹽體

4、系口流平砂漿強度影響的過程中，主要釆取固定膠 凝材料總量進行實驗。固定膠凝材料總® 360,同時固定普硅摻量，研究不同的gyp/csa比 例對砂漿強度的彩響。2實驗原材料和實驗方法2.1 實驗原材料的選擇膠凝材料：普通硅酸鹽水泥：選擇當?shù)貞?yīng)川授廣及公司生產(chǎn)所川的海螺p042.5,作 為水硬性粘結(jié)材料，主要提高砂漿的強度，能為各類原材料提高各種性能的保證；硫鋁酸鹽 水泥：國內(nèi)廠家，市場比較常用；無水碩石膏：安徽廠家，穩(wěn)定的原產(chǎn)礦石膏，質(zhì)量穩(wěn)定, 適用性廣；骨料：水洗砂40-70 fl和70140冃，選用市場常用水洗砂；合理的砂級配對提高砂 漿性能冇很好的幫助；粉料填料：細度為4oo n

5、的重鈣；聚合物可再分散乳膠粉：架克可再分散乳膠粉fx04,玻璃化溫度為18°c,良好的鋼性， 粘結(jié)強度及流平性；保水增稠劑：進口低粘度的400 mpa. s粘度hpmc,增稠保水性、抗沉降及減少泌水；減水劑：兆克高效聚竣酸減水劑c900,分散減水作用，增加砂漿的流動性及減低水灰 比，捉高一定的強度，緩凝劑：檸檬酸、匍萄糊酸鈉；使砂漿保持20min的流動度；消泡劑：選用徳高明凝化學的粉體消泡劑p803,消除部分由纖維素讎、膠粉及攪拌過 程中產(chǎn)牛:的氣泡，提髙砂漿表而的密實性；早強劑：碳酸鋰，提供早期強度；2. 2實驗方法2.2.1確定普硅水泥的摻量為160kg,變化硫鋁水泥與無水硬石膏

6、的比例表1、普硅固定為1601-1#1-2#1-3#1-4#1-5#普硅水泥160硫鋁水泥154143133125118無水硬石膏4657677582gyp/csa 水泥0.30.40.50.60.7重鈣（800 h）20070-140水洗砂440檸檬酸0.8葡鈉0.6hpmc(500mpa s)1.0sd600ph0.6碳酸鋰0. 3p8031.0膠粉6015l10用水量/%25初始流動度/nrni14815014915014920min流動度/mm1451461461471461d/mpa抗折2.612. 862. 993. 052. 62抗壓12. 5915. 2815. 9815. 6

7、913.0328d/mpa抗折6.26.36.25.75.2抗壓24.027. 028. 12& 729. 06.46.20.6gyp/csa65.85.45.25gyp/csa圖1.普硅摻量為160kg時,gyp/ （csa水泥）對體系強度的影響2.2.2確定普硅水泥的摻量為200kg,變化硫鋁水泥與無水硬石膏的比例表2、普硅固定為2002-1#2-2#2-3#2-4#2-5#普硅水泥200硫鋁水泥12311410710094無水硬石膏3746536066gyp/csa 水泥0.30.40.50.60.7重鈣（800目）20070-140水洗砂440檸檬酸0.8葡鈉0.6hpmc(5

8、00mpa s)1.0sd600ph0.6碳酸鋰0. 3p8031.0膠粉6015l10用水量/%25初始流動度/mm14814714814814820min流動度/mm145144145144145ld/mpa抗折2.412. 702. 822. 832. 74抗壓10. 0912. 6912. 5912. 9611. 5928d/mpa抗折5. 335. 424. 555. 385.07抗壓20. 6223. 9823.4125. 5426. 045.45.254.84.64.44.2gyp/csa圖2.普硅摻量為200kggyp/ （csa水泥）對體系強度的影響2.2.3確定普硅水泥的摻

9、量為240kg,變化硫鋁水泥與無水硬石膏的比例表3、普硅同定為2403-1#3-2#3-3#3-4#3-5#普硅水泥240硫鋁水泥9286807570無水硬石膏2834404550gyp/csa 水泥0.30.40. 50.60.7重鈣（800冃）20070-140水洗砂440檸檬酸0.8葡鈉0.6hpmc(500mpa s)1. 0sd600ph0. 6碳酸鋰0. 3p8031. 0膠粉6015l10用水量/%25初始流動度/nun13514014014014120min流動度/mm1341391361371391d/mpa抗折2.342.692. 662.772.91抗壓8. 2410.

10、0510. 7111. 3511. 1828d/mpa抗折5.445. 274. 694. 994. 55抗壓17. 7619. 591& 7819. 5320. 840.30.40.50.60.7gyp/csa.5.3j.9.7.55.5.5.4.4.4.21520.20599187edwisfp看gyp/csan5 0 59 5 8&£0、年2.9.s.76.5 z 2 2 22.4232211圖3.普硅摻量為240kg時,gyp/ （csa水泥）對體系強度的影響2. 2. 4確定普硅水泥的摻量為280,變化硫鋁水泥與無水硬石膏的比例表4.普硅固定為2804-1#

11、4 2#4 3#4-4#4-5#普硅水泥280硫鋁水泥6257535047無水駛石膏1823273033gyp/csa 水泥0. 30.40.50.60. 7重鈣（800目）20070-140水洗砂440檸檬酸0.8葡鈉0.6hpmc(soompa s)1.0sd600ph0.6碳酸鋰0.3p8031.0膠粉6015l10用水量/%25初始流動度/mm14814915215315320niin流動度/mm1451461491501521d/mpa抗折1.01. 782. 001.901.84抗壓3.216. 137. 646. 746. 6028d/mpa抗折3. 193. 583. 433.

12、 503. 58抗壓9. 1413. 6815. 0815. 5816. 1122.opc=280id抗扭4 5 33.opc=280030.40.50.60.7gyp/csa4 3 2 1 0 9s-1w51瀉和 1cdw'tepoce6 423328d抗壓0.30.40.50.60.7gyp/csa圖4.普硅摻量為280kg時,gyp/ （csa水泥）對體系強度的影響實驗結(jié)論：1）就整體而言，gyp/（csa水泥）為0. 3-0. 6時，無論普硅水泥摻量如何變化，砂漿的id 強度均gyp/（csa水泥）比例增加呈增人趨勢,gyp/（csa水泥）0. 6時，id強度降低；2）從28d

13、抗壓強度數(shù)據(jù)來看，隨gyp/（csa水泥）比例增人，強度呈增加趨勢，而2&1抗 折強度變化規(guī)律不明顯，普硅摻量低時基木隨gyp/（csa水泥）比例增大呈減小趨勢, 猜測與生成的鈣磯石數(shù)量有關(guān)。3）因此，在配方設(shè)計中，需綜合考慮砂漿的id、28d強度數(shù)據(jù)，建議gyp/（csa水泥） 的最佳比例為0. 4-0. 6o2. 2. 5gyp/csa對強度的影響總結(jié)表5、不同普硅摻量下，gyp/csa水泥比例對砂漿id抗折強度的影響（單位：mpa）0.30.40.50.60.71602.612.862.993. 052.622002.412. 702.822.832.742402. 342. 6

14、92. 662. 772.9128011.7821.91.84表6、不同普硅摻量下，gyp/csa水泥比例對砂漿id抗壓強度的影響（單位：mpa）0. 30.40. 50.60.716012. 5915. 2815. 9815. 6913. 0320010. 0912. 6912. 5912.9611. 59240& 2410. 0510. 7111.3511. 182803.216. 137.646. 746. 6普硅16()-普硅200tl普硅240普硅2800.30.40.50.60.7圖6.不同普硅摻最下，gyp/csa水泥比例對砂漿id抗壓強度的彩響gyp/csa表7、不同普

15、硅摻雖下，gyp/csa水泥比例對砂漿28d抗折強度的影響伸位：mpa)0. 30.40. 50. 60. 71606.26. 36.25. 75.22005. 335. 424. 555. 385. 072405. 445. 274. 694. 994. 552803. 193. 583. 433. 503. 58表8、不同普硅摻量卜gyp/csa水泥比例對砂漿28d抗壓強度的影響(單位：mpa)0.30.40.50.60.716024.027.028. 12& 729.020020. 6223. 9823.4125. 5426. 0424017. 7619. 5918. 7819.

16、 5320. 842809. 1413. 6815. 0815. 5816. 11普硅16（）t-普硅200t普硅240普硅2800.40.50.60.7gyp/csa圖7.不同普硅摻最下，gyp/csa水泥比例對砂漿28d抗折強度的影響一一普硅160普硅200普硅240普硅 28（）0.40.5gyp/csa0.60.7圖9不同普硅摻量下，gyp/csa水泥比例對砂漿28d抗壓強度的影響實驗結(jié)論：1）整體試驗是在固定膠凝材料總量的基礎(chǔ)上進行的，普硅水泥摻量低時，相對地石膏 和硫鋁水泥總量較高，由于實驗中采用的水泥強度較高，因此，隨普硅水泥摻量減 少砂漿的強度呈現(xiàn)增大趨勢，增長幅度較大。2）普

17、硅摻量較高時（試驗中為280,在膠凝材料中所占比例為78%）,石膏和硫鋁水泥 的總量較少，砂漿的id抗折強度不能滿足jc/t 985標準要求，普硅摻量w67%時, 砂漿的id強度均能滿足標準要求，因此硫鋁水泥和石膏的摻量對提高砂漿的早期強 度有重要的作用，另外也可以看出,gyp/（csa水泥）比例固定吋，體系的id強度隨普硅摻量增加而減??；3）在后期強度方面（試驗中主要為28d強度），普硅摻量較高時（為280）,砂漿的28d 強度較低，不能滿足標準要求；4）普硅摻量在200-240時，砂漿的2&1抗折強度相差較小，表明在此摻量范圍內(nèi)時， 普硅摻量對28d抗折影響敏感性較弱；3總結(jié)1）就

18、整體而言，gyp/ （csa水泥）為0. 3-0. 6時，無論普硅水泥摻量如何變化，砂漿的 id強度均gyp/（csa水泥）比例增加呈增大趨勢，比例0.6時，id強度降低，從28d 抗壓強度數(shù)據(jù)來看，強度隨gyp/ （csa水泥）比例增大呈增加趨勢，ifu28d抗折強度 變化與z不一致，普硅摻量低時棊本隨gyp/（csa水泥）比例增大呈減小趨勢；2）整體試驗是在固定膠凝材料總最的基礎(chǔ)上進行，普硅水泥摻最低時，由于實驗屮水 泥強度較高，因此，砂漿強度隨著普硅摻量減少呈現(xiàn)增人趨勢，且增長幅度較大， 普硅摻量較高吋（在膠凝材料中所占比例為78%）,石膏和硫鋁水泥的總量較少，砂 漿的id抗折強度不能滿足jc/t 985標準耍求，普硅摻量w67%時，砂漿的id強度 均能滿足標準要求，因此硫鋁水泥和石膏的摻量對提高砂漿的早期強度有重耍的作 用，另外也可以看出，g