膨胀剂对水泥-PCE浆体流变及水化特性影响研究

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加入适量膨胀剂配制成补偿收缩混凝土是控制混凝土开裂最常用的技术措施之一。随着高性能混凝土和其他先进水泥基复合材料的发展,减水剂作为商品混凝土不可或缺的化学外加剂,掺加适量高性能减水剂后配制的补偿收缩混凝土能达到良好的工作性、匀质性及密实性。目前,有关膨胀剂和减水剂的理论中关于补偿收缩胶凝材料体系对高性能减水剂影响的研究较少,影响机理尚不系统,理论研究落后于工程应用。本文主要研究不同种类和掺量的膨胀剂对水泥-PCE(聚羧酸减水剂)浆体的流变性、水化特性、水泥-PCE硬化浆体的力学性能及膨胀性能的影响,得到的主要结论如下:(1)水泥-PCE浆体流动度随PCE掺量增加而增大,但流动度增长幅度先增加而后减小。膨胀剂掺加后对净浆和砂浆体系下水泥-PCE浆体流动度的影响有所不同,对于净浆体系,两种膨胀剂均对净浆流动度影响较小。对于砂浆体系,两种膨胀剂对砂浆流动度影响较大,且膨胀剂掺量越大对流动度降低程度越大,对比两种膨胀剂,硫铝酸钙-氧化钙膨胀剂(AC)对浆体流动性造成的损失大于硫铝酸钙膨胀剂(A)。流变参数能够相对较好的表征膨胀剂对浆体流动性的影响。(2)掺加膨胀剂后,PCE吸附量随膨胀剂掺量增加而降低,随时间推移先增加后减小,与浆体流动性变化规律一致,可以较好地解释膨胀剂对水泥-PCE浆体流变性影响的微观机理。Zeta电位与电导率随膨胀剂掺量变化规律与流变性变化规律不一致,经时变化规律与流动性变化规律一致,可能原因为Zeta电位尽管是影响水泥浆体分散性的重要影响因素,但并不是唯一的影响因素,故无法对水泥-PCE浆体流变性能进行全面且充分的解释。(3)掺加膨胀剂会缩短水泥水化诱导期的时间,使第二放热峰出现时间提前;PCE会降低水泥浆体的水化放热量与水化放热速率,且呈现出PCE掺量越高,浆体水化放热量和水化放热速率相对应降低幅度越大的规律。两种膨胀剂均能促进水泥的水化,随膨胀剂掺量增加,促进程度加大;膨胀剂对浆体水化过程的促进作用会被PCE的缓凝作用所削弱,虽然随着PCE掺量的增加,缓凝作用被进一步放大,但不会掩盖膨胀剂对水泥水化的促进效果。(4)掺加膨胀剂,均会降低硬化浆体的抗压抗折强度,强度降低程度随膨胀剂掺量增加而增大,与基准组相比,A组强度降低程度大于AC组。掺加PCE基本不影响膨胀砂浆的膨胀速率、膨胀规律和膨胀量。
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