第4章中已经讨论了掺入减缩剂一定程度上能减少碱矿渣水泥混凝土的干缩。除了减缩剂外,掺入某些减水剂、引气剂、石膏等都有降低收缩的作用[5]。此外,像硫铝酸钙型和CaO型膨胀剂也能有效地降低碱激发矿渣砂浆的干缩[6]。
本研究以碱激发矿渣(AAS)水泥砂浆为对照组,研究了明矾、石膏、聚丙二醇和2-甲基2,4-戊二醇对AAS砂浆收缩性能的影响,并和普通硅酸盐水泥(OPC)砂浆的干缩进行了对比。试验采用模数为1.0的水玻璃,水胶比0.45,胶砂比1∶3。结果如图10-2所示。
图10-2 不同外加剂对砂浆收缩率的影响[7](www.xing528.com)
由图10-2(a)可知,当明矾掺量为6%~9%时,随着掺量的增加,AAS砂浆的干缩减小,当掺量为6%、7%、8%、9%,120天时干缩比对照组分别降低15.5%、23.3%、27.6%和37.9%。这可能是因为明矾的掺入,产生了钙矾石,能填充于AAS砂浆的胶凝孔隙中,使砂浆内部微观结构及孔隙率得到改善所致。但是,掺明矾的碱矿渣砂浆干缩仍然高于普通硅酸盐水泥砂浆。
图10-2(b)为石膏对AAS砂浆干缩的影响。当掺入1%、2%、3%、4%的石膏时,AAS砂浆的干缩明显下降,120天的干缩比基准组分别降低10.3%、35.3%、57.8%和64.7%,而掺量为4%时,AAS砂浆的干缩与OPC砂浆相近。这是因为石膏和水化产物反应生成的钙矾石和单硫型硫铝酸钙产生了膨胀,抵消了收缩,但这一机理在大多数的碱激发体系中不一定适用[5]。
由图10-2(c)可知,掺入聚丙二醇对AAS砂浆也有明显的减缩作用,掺量为1%~3%时,随着掺量的增加,干缩减小。当掺量为1%时,AAS砂浆120天干缩降低39.7%;当掺量为3%时,AAS砂浆的干缩与OPC砂浆基本接近。试验过程中,同时研究了聚丙二醇对AAS砂浆流动性和强度的影响。结果发现,掺量为1%和3%时,砂浆的流动性分别增加6.4%和5.2%;掺量为1%时,AAS砂浆的28天抗压、抗折强度基本和对比组相同;当掺量为3%时,28天抗压、抗折强度分别下降10.5%和9.4%。
图10-2(d)为掺入2-甲基2,4-戊二醇对AAS砂浆干缩的影响。当掺量为0.5%以下时,对碱矿渣砂浆的干缩影响不大,只有掺量增加至0.75%以上,AAS砂浆的干缩才开始下降,当掺量为1%时,120天AAS砂浆的干缩较基准组下降61.2%,但对强度的测定发现,掺入2-甲基2,4-戊二醇对AAS砂浆的强度不利,当掺量为1%时,砂浆的28天抗折和抗压强度分别下降5.3%和8.8%。
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