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硫铝酸盐水泥的性能调整与应用研究

陈娟  
【摘要】:通用硅酸盐水泥所具备的性能可满足一般建筑工程施工的需要,但由于其凝结硬化速度和早期强度发展慢等原因,使其不能满足抢修抢险、止水堵漏等快速施工的特殊工程的使用要求。近年来,我国对以C_4A_3(?)—β-C_2S为主要矿物硫铝酸盐水泥的研究和生产有了很大进展,它具有早强、高强、抗冻、抗渗、耐蚀和低碱等突出特点,显示出十分乐观的发展前景。这种水泥凝结速度较快,在某些工程中(如修补、灌浆工程),若凝结时间太短则不利于施工,但在另一些工程中(如止水堵漏工程)又要求硫铝酸盐水泥有更快的凝结硬化速度,发挥出很高的小时强度。因此,为了充分发挥硫铝酸盐水泥的潜能,扩大其应用范围,有必要基于工程性质对其凝结硬化速度等性能进行适当的调整。 本文首先研究了硅酸盐水泥掺量对硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥混合体系(OPC-SAC混合水泥)性能的影响,接着探讨了不同化学外加剂对SAC性能的影响,并运用XRD、SEM和水化微量热仪测试了OPC和一种三元酸缓凝剂A、一种速凝早强剂B对SAC水化的影响,从中发现了一些对某种修补加固用途具有特别性能的SAC与OPC混掺的配比及具有良好性能调节型的外加剂,由此开发研究了硫铝酸盐水泥的新用途。 实验结果表明:SAC与OPC混合,将使混合水泥的凝结加快,强度下降。随OPC掺入比例的不同,混合水泥的凝结和强度性能有很大差别。当OPC掺量在10%~20%时,其凝结时间显著缩短,早期抗折强度略有增加,后期强度略有降低,且在干燥养护条件下的强度和收缩性能得到改善:当OPC掺量在40%~50%时,水泥发生了速凝,且强度降低明显。水化热、XRD和SEM测试显示,在SAC中掺入OPC后,由于水泥浆碱度的提高,以及两种水泥的矿物在水化时的相互促进作用,加快了SAC的初期水化速度,使水泥的水化放热提前,初期水化产物生成迅速,但并没有产生新的水化产物。化学外加剂能很大程度改善硫铝酸盐水泥的物理力学性能,萘系高效减水剂与SAC相容性较好;三元酸缓凝剂A对SAC的缓凝效果不稳定,但能提高SAC的后期强度;适量的速凝早强剂B能显著缩短SAC的凝结时间,提高小时强度;通过在SAC中复掺早强或促凝组分,能改善缓凝剂A对SAC的缓凝不稳定性和小时强度降低的问题,其中以速凝早强剂B和早强剂NS效果较佳。乳胶粉RE5040N降低了SAC的抗压强度,但增加了抗折和抗拉强度,使脆性下降,


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