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 徐洪濤1，馮  虎2，高丹盈2

  （1．鄭州大學(xué)綜合設(shè)計研究院有限公司，河南  鄭州  450001;2．鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院，河南  鄭州  450001）

[摘要]通過系統(tǒng)試驗，研究了不同養(yǎng)護(hù)制度對聚合物改性水泥砂漿強度的影響。研究結(jié)果表明，隨著齡期的增長，養(yǎng)護(hù)制度對聚合物改性水泥砂漿強度有顯著影響。在各養(yǎng)護(hù)制度下，各齡期的普通水泥砂漿強度均高于聚合物改性水泥砂漿的相應(yīng)強度值；混合養(yǎng)護(hù)制度更利于聚合物改性水泥砂漿強度的增長；前21d采用混合養(yǎng)護(hù)、之后采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)對改善聚合物改性水泥砂漿的脆性有利。

[關(guān)鍵詞]混凝土；水泥砂漿；養(yǎng)護(hù)；強度；試驗

[中圖分類號]TU528. 064 [文章編號]1002-8498（2016）09-0057-03

0  引言

 聚合物改性水泥砂漿強度增長受多種因素影響，聚灰比、消泡劑、減縮劑和耦聯(lián)劑能增加其凝結(jié)時間，早期強度增長緩慢；對于水泥基膠凝材料，養(yǎng)護(hù)制度是影響聚合物改性水泥砂漿強度增長的一個重要因素。當(dāng)養(yǎng)護(hù)制度合適時，聚合物改性水泥砂漿中各組分處于相互補充、共同成長的環(huán)境中，可獲得相對較高的力學(xué)強度值；反之，聚合物改性水泥砂漿體系中各個組分處于一種互不協(xié)調(diào)的狀態(tài)，破壞平衡體系，便表現(xiàn)為強度的降低。鑒于養(yǎng)護(hù)制度直接影響聚合物改性水泥砂漿的水化程度以及聚合物乳液的存在形態(tài)及改性效果，本文從3種養(yǎng)護(hù)制度(標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)(C)、水中養(yǎng)護(hù)(S)和干濕混合養(yǎng)護(hù)(H》考察不同養(yǎng)護(hù)條件下聚合物改性水泥砂漿力學(xué)性能，包括抗折強度、抗壓強度及壓折比隨齡期(3，7，14，21，28，56d)的發(fā)展變化規(guī)律。

1試驗方案

1.1  試驗材料

 試驗用水泥為P．042.5普通硅酸鹽水泥；砂為最大控制粒徑2. 5mm，細(xì)度模數(shù)2.7的中級河砂；聚合物改性劑選擇水性環(huán)氧樹脂改性乳液，固含量50%，與固化劑按3:1的質(zhì)量比使用；減縮劑為混凝土減縮專用表面活性劑，屬醇醚類；消泡劑為機硅類消泡劑；礦粉為S95級礦渣微粉；硅微粉為硅灰超細(xì)粉，其中SO2的含量>95%；減水劑為JKH-1型高效減水劑，減水率為18. 5%；拌合水使用自來水。

1.2  拌制、養(yǎng)護(hù)制度及測試方法

1.2.1  拌制制度

 用感量為0. 01g的電子秤準(zhǔn)確量取各料，做好攪拌前的準(zhǔn)備工作，然后將稱量好的乳液（水性環(huán)氧樹脂乳液+固化劑+消泡劑）充分拌合至顏色均勻一致，加入砂漿攪拌鍋，用水泥砂漿攪拌機進(jìn)行拌制。

1.2.2  養(yǎng)護(hù)制度

 1)C養(yǎng)護(hù)制度（標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)）  成型后，放于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)至齡期（從加水?dāng)嚢栝_始計算）24h拆模，之后繼續(xù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)至各強度測試齡期。

 2)S養(yǎng)護(hù)制度（水中養(yǎng)護(hù)）  成型后，放于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)至齡期24h拆模，之后放于水中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，水的溫度與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中的溫度一樣，養(yǎng)護(hù)至各強度測試齡期。

 3)H養(yǎng)護(hù)制度（混合養(yǎng)護(hù)）  成型后，放于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)至齡期24h拆模，之后放于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)至齡期2d，然后放于水中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)5d，水的溫度與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中的溫度一樣，水中養(yǎng)護(hù)期滿后放于實驗室內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)至強度測試齡期。

 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)保持恒溫恒濕環(huán)境，相對濕度為95%（含以上），溫度為(20±3)℃。

1.2.3性能指標(biāo)測試

 聚合物改性水泥砂漿抗折強度及抗壓強度測試均依照《聚合物改性水泥砂漿試驗規(guī)程》DL/T5126-2001進(jìn)行。

1.3  配合比設(shè)計

 試驗配合比如表1所示。表中灰為水泥，不包括礦渣與硅灰；聚灰比是聚合物改性劑固含量與水泥質(zhì)量的比；減水劑和減縮劑摻量為水泥質(zhì)量的百分比；消泡劑摻量以質(zhì)量計，且以聚合物改性劑和水的質(zhì)量和為基準(zhǔn)。

2試驗結(jié)果與分析

2.1  養(yǎng)護(hù)制度對砂漿抗折強度的影響

 圖1為養(yǎng)護(hù)制度對普通水泥砂漿及聚合物改性水泥砂漿抗折強度的影響，通過分析可以得到以下結(jié)論。

 1)無論采用何種養(yǎng)護(hù)制度，抗折強度隨齡期基本呈現(xiàn)單調(diào)一致的增長趨勢。說明在各種養(yǎng)護(hù)制度下，無論是普通水泥砂漿還是聚合物改性水泥砂漿水化進(jìn)程沒有停止。

 2)普通水泥砂漿在各養(yǎng)護(hù)制度下各齡期的抗折強度普遍高手聚合物改性水泥砂漿。其原因是對普通水泥砂漿而言，影響抗折強度隨齡期變化的主要因素是水泥水化的程度及快慢，而對聚合物改性水泥砂漿而言，其影響因素不限于此，還與聚合物在水泥砂漿中的成膜及膜強度有關(guān)，因聚合物的存在前期會影響水泥的水化（聚合物在水泥顆粒表面形成附著層，對水與水泥顆粒接觸的充分程度產(chǎn)生影響），表現(xiàn)為早期強度較低，而隨著齡期的增長，聚合物改性水泥砂漿的水化程度變大，且膜強度也隨之增加，與普通砂漿強度的差值相對縮小。

 3)3種養(yǎng)護(hù)制度比較，對普通砂漿的抗折強度而言，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)要好于水中養(yǎng)護(hù)（DPC對應(yīng)的抗折強度平均值高出DPS相應(yīng)值3.22MPa）；對聚合物改性水泥砂漿而言，混合養(yǎng)護(hù)制度略好于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)制度，而水中養(yǎng)護(hù)最差（DJTS對應(yīng)的抗折強度平均值與DJTC和DJTH的對應(yīng)值相比分別降低了0. 85MPa和2.55MPa），這與研究結(jié)論基本一致。

 4)對聚合物改性水泥砂漿而言，水中養(yǎng)護(hù)和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)時抗折強度隨齡期增長表現(xiàn)為早期發(fā)展快，后期發(fā)展慢，其中水中養(yǎng)護(hù)時這種現(xiàn)象最為突出；在混合養(yǎng)護(hù)制度下抗折強度則表現(xiàn)為較為平穩(wěn)的增長。這一現(xiàn)象說明前期在濕度較高的環(huán)境下利于水泥水化，后期在濕度較小的環(huán)境有利于聚合物成膜及膜強度的增長。混合養(yǎng)護(hù)制度之所以表現(xiàn)為在各個階段強度增長均較快，是因為這種養(yǎng)護(hù)制度在前期利于水泥水化，在后期利于聚合物成膜和膜強度的增長。

2.2養(yǎng)護(hù)制度對抗壓強度的影響

 養(yǎng)護(hù)制度對普通水泥砂漿及聚合物改性水泥砂漿抗壓強度的影響如圖2所示。比較圖1，2發(fā)現(xiàn)，各養(yǎng)護(hù)制度下聚合物改性水泥砂漿抗壓強度隨齡期的變化規(guī)律與抗折強度很相似，表現(xiàn)為：①無論采用何種養(yǎng)護(hù)制度，普通水泥砂漿及聚合物改性水泥砂漿的抗壓強度隨齡期基本呈現(xiàn)單調(diào)一致的增長趨勢；②普通水泥砂漿抗壓強度在各養(yǎng)護(hù)制度下較聚合物改性水泥砂漿高；且普通水泥砂漿標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)時對應(yīng)各齡期的抗壓強度均高于水中養(yǎng)護(hù)，平均高出25. 54MPa；③普通水泥砂漿在兩種養(yǎng)護(hù)制度下抗壓強度的增長表現(xiàn)為前期快后期慢；④對聚合物改性水泥砂漿而言，3種養(yǎng)護(hù)制度下抗壓強度隨齡期增長比較平緩，且抗壓強度值混合養(yǎng)護(hù)最高，其次是標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，水中養(yǎng)護(hù)最差，水中養(yǎng)護(hù)對應(yīng)的抗壓強度平均值分別比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)和混合養(yǎng)護(hù)低3. 17MPa和8.86MPa。

2.3  養(yǎng)護(hù)制度對壓折比的影響

 圖3為養(yǎng)護(hù)制度對普通水泥砂漿及聚合物改性水泥砂漿壓折比的影響：①普通水泥砂漿的壓折比高于聚合物改性水泥砂漿，表明普通水泥砂漿的脆性要大于聚合物改性水泥砂漿；②普通水泥砂漿水中養(yǎng)護(hù)時前期的壓折比低于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的對應(yīng)值，而后期略高于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)時壓折比，這表明對普通水泥砂漿而言，采用前期水中養(yǎng)護(hù)后期標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的方法可以改善其脆性；③聚合物改性水泥砂漿水中養(yǎng)護(hù)的壓折比對應(yīng)值較其他兩種養(yǎng)護(hù)制度高，說明水中養(yǎng)護(hù)不利于聚合物改性水泥砂漿脆性的改善，這一點不同于普通水泥砂漿；④聚合物改性水泥砂漿的壓折比，前21d混合養(yǎng)護(hù)制度較低，之后標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)制度較低，這表明在前21d采用混合養(yǎng)護(hù)、21d之后采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的養(yǎng)護(hù)制度可能更有利于改善聚合物改性水泥砂漿的脆性。

3養(yǎng)護(hù)制度對聚合物改性水泥砂漿強度影響的機理分析

 推薦采用混合定律來論述復(fù)合材料強度與增強組分及基體的強度關(guān)系：

體材料和增強組分所占的比例。

 可以看出，決定復(fù)合材料強度大小的因素既有基體材料強度影響也有增強組分強度的影響，且與兩者所占的比例密切相關(guān)。就聚合物改性水泥砂漿而言，可以將聚合物改性劑對強度的貢獻(xiàn)看做σp，與其對應(yīng)的V p可以看做聚灰比，而另一部分強度σm可以認(rèn)為主要由水泥水化的水泥石來決定，而與其對應(yīng)的V可以認(rèn)為是與水灰比等有關(guān)的量。因為養(yǎng)護(hù)制度對聚合物改性水泥砂漿水泥水化進(jìn)程及聚合物空間網(wǎng)狀膜的生成及膜強度的增長有影響，即對σm及σp產(chǎn)生影響，必然會影響到聚合物改性水泥砂漿的強度。

4結(jié)語

 養(yǎng)護(hù)制度對普通水泥砂漿及聚合物改性水泥砂漿力學(xué)性能存在顯著影響。對普通水泥砂漿，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)好于水中養(yǎng)護(hù)；對聚合物改性水泥砂漿，混合養(yǎng)護(hù)制度優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)制度，水中養(yǎng)護(hù)最為不利。前21d齡期采用混合養(yǎng)護(hù)、21d后采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的養(yǎng)護(hù)制度更有利于改善聚合物改性水泥砂漿的脆性。