蒸养参数对水泥净浆水化性能的影响.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流蒸养参数对水泥净浆水化性能的影响.精品文档.蒸养参数对水泥净浆水化性能的影响2010年第4期(总第246期)Number4in2010(TotalNo.246)混凝土Concrete理论研究THEoRETICALRESEARCHdoi:10.39698.issn.10023550.2010.04.009蒸养参数对水泥净浆水化性能的影响赵兴英,刘宝举.江南宁(中南大学土木建筑学院,湖南长沙410075)摘要:研究了在蒸汽养护条件下蒸养参数(静养时间,恒温时间及恒温温度)对水泥净浆水化性能的影响,揭示上述各因素与水泥净浆化学结合水量之间的关系,并

2、且提出各蒸养参数的参考指标值;试验结果表明,在其他条件相同的情况下,预养阶段是蒸养过程必不可少的环节,且预养时间不宜低于2h;为避免胶凝材料的后期水化性能遭到破坏,恒温阶段的恒温时间不宜超过8h,恒温温度不宜超过6O.关键词:蒸养参数;水泥净浆;水化性能中图分类号:TU528.01文献标志码:A文章编号:10023550(2010)04002803EffectofthesteamcuringparamatersonthehydrationcharacteristicsofhardenedcementpasteZHAOXing-ying,LIUBaou,JIANGNan-ning(CivilEn

3、gineeringandArchitectureCollege,CentralSouthUniversity,Changsha410075,China)Abstract:Atsteamcuringconditions,effectofthesteamsuringparamaters(restperiod,thermostaticperiodandthermostatictemperature)onthehydrationcharacteristicsofhardenedcementpastewerestudied,therelationsbetweentheaforementionedfact

4、ersandthechemicallycombinedwaterwererevealed,andthereferenceindexvalueofthosesteamsuringparamaterswereadvanced.Theexperimentalresultsindicatethat,whentheotherconditionsarcsame,restperiodisaessentiallinkinthesteamcuringprocess,andtherestperiodshoudnotbeunder2hours;Inordertoaviodthelaterhydrationchara

5、cteristicsofthecementmaterialfrombeingdestroyed,thethermostaticperiodshoudnotexceed8hours,andthethermostatictemperatureshouldnotbeover60.Keywords:steamsuringparamaters;cementbinder;hydrationcharacteristics0引言计具有重要的指导意义.蒸汽养护主要是利用热湿作用缩短胶凝材料水化的潜伏期,以加速胶凝材料的水化硬化,蒸汽养护包括预养期,升温期,恒温期和降温期四个阶段.高温常压蒸汽养护与标准养护相比,

6、水化产物的组成并没有本质的区别,高温只是加快了水泥水化的速度,水泥水化的本质并没有变化.但是由于蒸养过程是一个多因素影响过程,如静养时问,升温速度,恒温时问及恒温温度等因素,其中任一因素的改变都可能会对水泥的水化性能产生显着的影响,因此探明蒸养参数(静养时间,恒温时间及恒温温度)变化对水泥净浆水化性能的影响,对蒸养参数设1试验1.1原材料水泥:湖南省湘乡水泥厂生产的韶峰P?042.5级水泥,其物理力学性能和化学成分分别如表1和表2所示;无水乙醇:天津市恒兴化学试剂制造有限公司生产;拌和水:自来水.表1水泥主要物理力学性能指标细度窨掌堕堑堡壁堡塑壁(80m)/%初凝终凝3d28d3d28d3.4

7、合格l181934.78.9624.248.7表2水泥的主要化学组成及物理性质1.2试验方法试验在40mmx40mmx40mm的模具中成型水胶比为0_3水泥净浆试件,预养结束后,立即放人蒸养箱内带模蒸养,蒸养结束后脱模,将部分试块破碎成5nltn左右,并立即浸泡无水乙醇中中止水化,以备试验用,其余试块在标养条件下继续养护至各测试龄期.蒸养制度的设计:基准蒸养制度为人模后预养2h,然后在2h内匀速升温至60,恒温8h,然后在1h内匀速降温至室温.为了考察蒸养参数变化对蒸养水泥净浆水化性收稿日期:201001-0528?能的影响,分别对预养时间,恒温时间,恒温温度进行了调整,具体试验方案包括:预养

8、时间系列(0,2,4,6h),恒温时间系列(6,8,10h),恒温温度系Y(4o,60,80).由于试验条件的限制,本文没有考察升降温速率不同所产生的影响.过快的升温速度尽管会加速胶凝材料的水化过程,但该种情况下形成的水化产物往往结晶粗大,并在混凝土内部分布不均,形成较多的孑L隙,造成孔隙率增大,孔结构变差,有害孔增多1,对水泥净浆微结构造成的损伤.因此,在升温和降温阶段,为避免升温过快对水泥净浆微结构造成的损伤,其升降温速度控制在(1520)m以内.化学结合水量的测试方法:本文采用普通升温法测试水泥净浆的化学结合水量.具体操作如下:对于到达试验龄期的试件,将其破碎,取适量碎块立即浸泡在无水乙

9、醇中3d,中止水化,取出磨细,过80izm的方孑L筛,取适量在105的烘箱中烘24h(至恒重),用分析天平称取1g左右(精确至0.0001g),置于马弗炉中,升温至1000并保持20min,待冷却至室温后,称重.以单位质量的胶凝材料表示,化学结合水量的计算公式为2】:Xl=(m广m2)/m2一XFA/(1-XT:A)(1)式中:单位质量胶凝材料的化学结合水水量(非蒸发水量),%;ml05烘干后试样的质量,g;m广l000烘干后式样的质量,g.X.XFfl(.其中和X.分别为粉煤灰和水泥的质量分数;XFA.和分别为粉煤灰和水泥的烧失量.由于本研究的是纯水泥净浆的水化性能,没有掺加粉煤灰等矿物掺合

10、料,因此,把式(1)做适当变换,得到式(2):Xl=(m广m2)/m2一cXc.I(2)2试验结果与讨论2.1预养时间对水泥净浆化学结合水的影响预养时间一般是指从试件成型之后到蒸汽升温之前在标准养护室内放置的时间.图1,2分别为蒸养过程中各阶段和蒸养后各龄期化学结合水量随预养时间变化的折线图.期蒸养各阶段图1预养时间不同对蒸养阶段化学结合水量的影响龄期/d图2预养时间不同对蒸养后化学结合水量的影响由图1可知,在蒸养各阶段,化学结合水量随预养时间的延长均有所增加.在预养期,预养0h的化学结合水量明显低于2,4,6h的化学结合水量;而预养2,4,6h的水泥浆体的化学结合水量增幅减小.这是由于,在初

11、始反应期,水泥的水化反应速度很快,逐渐在水泥颗粒的周围析出胶体和晶体,并形成一层水化物膜层;随着水泥颗粒水化的不断进行,包裹水泥颗粒表面的水化物膜层逐渐增厚,减缓了外部水分向内渗透和水化物向外扩散的速度,从而阻碍了水泥的水化.在升温期,随着温度的升高,包裹水泥颗粒的水化物膜层破裂,水泥水化的速度加快,化学结合水量增多.在恒温期,水泥水化进入凝结期,水化程度大大提高,化学结合水增长较快,由于此时,温度成为影响水泥水化的主要因素,因此,在恒温期不同预养时间水泥净浆的化学结合水量变化很小.在降温期,随着温度的降低,温度对水泥水化的影响减弱,不同预养期的水泥净浆的水化速度,随预养时间的缩短而减小,化学

12、结合水量也随之降低.由图2的试验结果可以看出,蒸养后,不同预养时间试件的化学结合水量都随龄期的延长而增加,但增长的趋势随龄期的延长而变缓;预养时间不同的试件在蒸养后各龄期的化学结合水量差别明显,无预养期的试件在蒸养后各龄期的化学结合水量比其他3组明显要低,且56d化学结合水量相比28d几乎没有增加;各组试件的化学结合水量后期增长缓慢,其中预养4,6h两类试件在28d和56d化学结合水量相差很小.由于预养期间试件被放置在标准养护室,生成的水化产物的晶粒细且分布均匀,这有利于蒸养时水化反应的充分进行,也宜于试件后期的进一步水化,因此,蒸养后试件的化学结合水量随预养时间的延长而增加.预养0h的试件在

13、蒸养后各龄期的化学结合水量和其他试件相比很低,这是因为无预养期的试件,水泥浆体还没有进行一定程度的水化,就直接升温蒸养,使水泥浆体短时间内迅速水化,水化产物聚集,分布很不均匀,对未水化水泥颗粒的进一步水化造成危害,阻碍了后期水化反应的有序进行.综合以上分析可以得出,在预养期,水泥净浆的初始反应有利于减弱蒸养对水泥石结构的破坏,对蒸养后水泥水化有序进行提供保障,是蒸养过程必不可少的环节,且预养时问不宜低于2h.2_2恒温时间对水泥净浆化学结合水的影响恒温时间和恒温温度是恒温期的两个重要参数.一般来说,恒温时间和恒温温度互有影响:恒温温度低,蒸汽养护所需恒温时间要适当延长;恒温温度高,则应适当缩短

14、恒温时间.蒸养各阶段图3恒温时间不同对蒸养阶段化学结合水量的影响图3是蒸养过程中恒温时间不同的试块化学结合水量测试结果.由图3可知,随着恒温时间的延长,恒温期和降温期的化学结合水量都明显增加;从图中各线的斜率可以看出,升温期化学结合水量增长迅速,而降温期增长变缓;在降温期,恒温时间8h的化学结合水量比6h的增加10.22%,恒温时间为10h的化学结合水量比8h的增加4.4%,前者增幅较大.以上说明恒温时间越长,蒸养过程中水泥胶凝材料的水化程度越高;降温期化学结合水增长缓慢可能是由于在持续高温的作用下,水泥胶凝材料的水化持续快速进行,水化产物迅速29?增多,自由水减少,一段时间后,少数未水化的水

15、泥颗粒被水化产物包裹,反应界面减少,使自由水难以通过包裹层与未水化的水泥颗粒反应;此外恒温期过长可能不利于水泥浆体的水化,致使化学结合水的增幅降低.龄期/d图4恒温时间不同对蒸养后化学结合水量的影响从图4的测试结果可以看出,水泥净浆在蒸养之后再放在标准养护室中,化学结合水量在各龄期仍有所增加,但由于化学活性降低,增长较缓慢;对于恒温时间为8h和10h的试件而言,与恒温时间为6h的试样相比,脱模期化学结合水量分别增长16.87%和31.51%,28d则分别增长4.75%和6.54%,增长幅度明显下降,3组试件56d的化学结合水量并没有随恒温时间的延长而增加,而是有所下降,恒温10h的化学结合水量

16、低于恒温8h试件的化学结合水量.这说明,恒温期恒温时间不宜超过8h,否则会影响后期胶凝材料的水化性能,这可能是由于恒温期高温持续时间过长,对胶凝材料后期的水化造成危害.由以上分析可以看出,在预养时间为2h,恒温温度为60的条件下,为避免胶凝材料的后期水化性能遭到破坏,恒温时间不宜超过8h.23恒温温度对水泥净浆化学结合水的影响由图5的测试结果可以看出,在预养期和升温期3组试件的化学结合水量没有明显变化;在恒温期和降温期,随着恒温温度的升高,水泥净浆的化学结合水量显着提高,恒温温度为80试件的化学结合水量,与60和40相比,恒温期恒温降温期分别提高28.78%,44.79%和11.46%,42.

17、28%.这是由于,在蒸养过程中,随着温度的升高,水泥硬化的潜伏期缩短,水泥水化被加速,水泥水化程度加大,有资料表明:80时的水化反应速度比20增加了5倍,而100时的水化反应速度比20.增加了9倍3_.由图6可知,脱模期蒸养试件的化学结合水量随恒温温度的提高而明显增加,这主要是因为蒸养过程中,在湿热蒸汽的作用下,水泥水化反应速度随温度的升高而增大,水化产物也随之增多.不同恒温温度条件下,试件蒸养后化学结合水量均随龄期的延长而增加,但增加趋势随龄期减缓,龄期为56d时,3种恒温温度下的试件的化学结合水量相差不大,但恒温温度为80的试件的化学结合水量,与60相比降低2.54%.这可蒸养各阶段图5恒

18、温温度不同对蒸养各阶段化学结合水的影响龄期,d图6恒温温度不同对蒸养后化学结合水的影响快,但尺寸变得粗大,且分散速度减慢,导致新生物胶膜逐渐增厚密实,阻碍了游离水的渗入,使试件的后期水化受到危害,水化速度降低.因此,在预养时间为2h,恒温时间为8h的条件下,恒温阶段的温度不宜超过60.3结论(1)在预养期,水泥净浆的初始反应,有利于减弱蒸养对水泥石结构的破坏,对蒸养后水泥水化有序进行提供保障,是蒸养过程必不可少的环节,且预养时间不宜低于2h.(2)为避免胶凝材料的后期水化性能遭到破坏,在预养时间为2h的条件下,恒温阶段的恒温时间不宜超过8h,恒温温度不宜超过60.参考文献:1】赵铁军.混凝土渗

19、透性【M.E京:科学技术出版社,2006.2ZHANGYM,WEIS,DONGYH.HydrationofhighvolumeflyashcementpastesJ.CementandConcreteComposites,2000,30(6):445_452.3】刘友华.蒸汽养护对水泥净浆和砂浆性能的影响D】.长沙:中南大学,2oo8(5).作者简介:赵兴英(1984一),女,研究生.单位地址:湖南省长沙市中南大学铁道学院14舍307(410075)能是因为高温时水泥的水化速度加快,新生物析出速度随之加联系电话l58740823l8重脚南方路机亮相厦门工程机械展2010厦门国际工程机械暨建材机械展览会于2010年4月8日至11日举办,本届展会上,南方路机携带主打产品水泥,沥青,干混砂浆搅拌设备等六套模型亮相,来南方路机展台参观的观众络绎不绝,许多客户看到南方路机的产品模型,非常惊讶,并且称赞.同时询问产品的细节和配置情况.南方路机现场接待人员,对照模型耐心细致的解答客户提出的各种问题.许多客户纷纷要求到南方路机参观访问,现场的工作人员为了满足客户的需求,分批次派专车安排了60多位中外客户来南方路机参观指导.南方路面机械有限公司作为行业的知名企业,其先进可靠的设备成众多客户关注的焦点.3O?