关键组分对高早强自流平修补砂浆的影响

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1、材料研究与应用广东建材2013年第10期关键组分对高早强自流平修补砂浆的影响柯刚(中山市宏基混凝土有限公司)摘要：以硅酸盐一硫铝酸盐二元复合水泥为基本胶凝材料体系，通过掺入减水剂，矿粉，石膏来研究它们对自流平砂浆的流变性、小时强度以及凝结时间的影响。研究表明：聚羧酸减水剂能明显改善砂浆流变性，其最佳掺量为0．30％；硅酸盐一硫铝酸盐水泥最佳比例是1：l；矿粉因需水量低，能提高砂浆的流动度，同时会降低砂浆的强度；二水石膏能使砂浆的强度提高，同时起到了缓凝作用，但会降低砂浆的流动度；当矿粉掺量较低时，石膏延缓了硅酸盐水泥的水化，主要起缓凝作用；当矿粉掺量较高且石膏掺量大于

2、2％时，部分石膏用于补充水泥中石膏组分的不足，所以缓凝效果不明显。关键词：高早强；自流平砂浆；修补砂浆；综合性能1前言在胶凝材料中，水泥占有突出的地位，它是基本建设的主要原材料之一，广泛用于工业、农业、国防、交通、城市建设、水利以及海洋开发等工程建设。其中通用水泥由于其原料来源广、价格便宜、应用广泛等优点而被大量应用。但通用水泥由于自身的特性限制了其在某些特殊场合或特殊用途的应用，如抗灾抢险的道路抢修、军事工程的抢修等。高早强自流平修补砂浆是为了满足抗灾抢险工程以及军事抢修工程等要求小时强度高的紧急抢修工程而研制出来的一种新型砂浆。该砂浆具有较大的流动度，施工时可以自

3、流平，不需要对砂浆进行人工摊铺或机器振捣，即可流成密实平整的平面。近年来，随着我国对硫铝酸盐水泥的研究和生产有了很大进展，因其具有早强、高强和低碱等突出特点，在不同程度上满足了高早强的要求，但由于硫铝酸盐水泥生产相对于硅酸盐来说成本较高，从经济上考虑是不适宜的。根据硅酸盐早期强度不高而后期具有较高的强度，同时硫铝酸盐水泥具有早高强、高抗渗、抗冻等优点，可将这两种水泥进行混合组成二元水泥体系，既能达Nd,时强度，又具有经济性。本实验所研究的是以混合二元水泥体系为基础，通过添加减水剂及矿粉、石膏等矿物掺合料来配制高早强自流平修补砂浆的组分。2高早强自流平砂浆影响因素分析2

4、．1减水剂的最佳掺量高早强自流平砂浆要求砂浆具有大的流动度，施工时可以不用工人摊铺或机器振捣即可流平成平整、密实的平面。但由于该砂浆采用小的水灰比，硫铝酸盐水泥，石膏等，根据硫铝酸钙与石膏的反应机理可知生成的AFt使砂浆的流动度减小，因此应掺入较大量的高效减一22一水剂。在众多的高性能减水剂中，具有梳形分子结构的聚羧酸类减水剂，具有高减水率、掺量低、混凝土坍落度经时损失小、与水泥适应性好等特点，故选用聚羧酸作为本次试验减水剂。根据生产经验，水灰比取0．28，胶砂比为1：1，聚羧酸减水剂掺量分别取0．27％、0．28％、0．29％、0．30％，编号分别为1#、2#、3#

5、、4#，测定它对砂浆流动度的影响，结果如表l。表1不同掺量的聚羧酸减水剂对砂浆流动度的影响编号流动度(mm)1280229533154340从表1中可以看出随着聚羧酸减水剂掺量的增加，砂浆的流动度也随之增加。自流平砂浆一般要求其流动度大于230ram，考虑到方便施工本实验控制流动度大于300ram，综合考虑其经济效益，确定聚羧酸掺量为0．30％。2．2SAC与PC的最佳比例硫铝酸盐水泥性能具有早强、高强、低碱度等特点，但其生产成本较高。硅酸盐系列水泥具有性能稳定、生产成本低等优点，并可掺入较大比例矿渣、粉煤灰等混合材料，但其早期强度发展缓慢。因此，运用少量硫铝酸盐水泥

6、(或硫铝酸钙熟料矿物)与硅酸盐水泥复合以获得性能更为优异的复合硅酸盐水泥。在减水剂掺量确定为0．30％的基础上，采用水灰比0．28，胶砂比为lo．1，选定五组不同比例(按照SAC和PC的质量相对增减lOOg的方法配制5组复合水泥组分)的SAC与PC成型试件，测得2h强度如表2。广东建材2013年第10期材料研究与应用表2不同比例的SAG与PG对砂浆强度的影响要求，确定矿粉掺量为10％。从表2中可以看出当SAC与Pc用量相等时砂浆的抗折强度与抗压强度均出现峰值，表明在一定范围内随着硫铝酸盐水泥在两种水泥中的比值增加抗压强度随之增加，主要是由于硫铝酸盐中的硫铝酸钙与水泥中

7、的石膏水化反应生成大量的钙矾石[2]。钙矾石具有一定的强度，所以硫铝酸盐水泥越多，发生反应生成的钙矾石会越多，从而使得强度随着硫铝酸盐水泥的含量增加而增加。但是随着硫铝酸盐水泥的含量增加，其含量出现降低趋势，由于硅酸盐水泥中的石膏相对于硫铝酸盐水泥的含量降低，不足以生成钙矾石来维持强度，当硫铝酸盐水泥的含量进一步增加时其强度有所提高，硫铝酸盐水泥本身具有早高强的特点，其强度得到进一步提高。2．3矿粉对砂浆强度的影响用矿粉取代部分水泥，既能降低成本，又能显著改善混凝土性能，具有很大的实际应用价值。矿粉用作水泥的混合材料或混凝土的掺合料均能改善或提高混凝