养护制度对特种水泥砂浆性能影响研究

宋 福，兰英静，孙成晓，高 萌

（1.神华新准铁路公司，鄂尔多斯 017000；2.内蒙古科技大学，包头 014010）

特种水泥砂浆具有早期强度发展快、耐久性好、和易性好、适应性强等优点，具有广泛的应用领域，可用作高强修补砂浆、加固、粘结材料、高强预制构件、墙体、屋面板板底抹面、填充绝缘子使之永久连接，还可用做灌浆砂浆。

我国的砂浆与国外相比，强度低、耐久性差，目前国外一些研究人员仍在不断进行高强砂浆的力学性能研究以及高强高性能砂浆的研究，而我国对高强混凝土的研究方兴未艾，对高强高性能砂浆的研究还远远不够。因此该文研究了特种砂浆在不同养护制度下强度发展变化规律以及不同养护制度对砂浆后期收缩性能的影响。

1 试验材料与试验方法

1.1 试验材料

1）水泥：大连小野田PⅡ52.5R，水泥的物理性能见表1。

表1 小野田水泥的物理性能

2）硅灰：产于宁夏，28d活性指数94%，SiO2含量93%。

3）砂子：产于达旗，粒径为0.6～1.2mm。

4）水：普通自来水，符合JGJ63—2006标准要求。

5）外加剂：产于包头市钢鹿建材公司的聚羧酸，性能良好，符合GB 8076—2008标准要求。

1.2 试验方法

试验采用胶砂比2∶1，水胶比0.28，具体配合比如表2所示，用砂浆搅拌机搅拌均匀后装入40mm×40mm×160mm的试模中，24h脱模后将试件放入温度为（20±2）℃、相对湿度为95%的养护室中养护。

表2 特种砂浆配合比 kg/m3

烘养是将成型1h后的试件包膜放入60℃烘箱中烘制养护。

水养是将烘养后拆模的试块放入60℃水中养护。

表面密封养护是24h拆模后用石蜡将试件的四周密封，在实验室环境（温度20℃左右，湿度30%左右）中养护。

收缩率的测定按照GB 23493—2009的试验方法进行。试件尺寸为25mm×25mm×280mm，终凝2 h后拆模测初始长度。

2 试验结果与分析

2.1 烘制时间对水泥砂浆的影响

烘制养护是通过提高养护温度来激发胶凝材料的活性，促进水化进程，使强度在短时间内快速提高。烘制养护的时间决定了砂浆强度的最终结果，因此，该文研究不同烘制时间下砂浆的强度增长规律、特点，确定合理的快速养护方式。试验结果如图1、表3所示。

表3 养护制度对砂浆强度的影响

由图1及表3的试验数据可以看出：

1）烘制时间从4h到6h时，试件的抗折、抗压强度成倍增加，6h后砂浆强度增长减缓。

2）在相同养护温度、相同养护时间条件下，随着早期烘制时间的增加砂浆抗折强度降低，烘养5h水养39h的抗折、抗压强度较高。

3）砂浆在60℃中养护44h的强度能达到标准养护11d强度，达到标准养护28d强度的90%左右。

以上试验数据表明，随烘制时间的增加，砂浆强度迅速增长，这是因为高温时水泥水化加速，水化产物增加，砂浆强度迅速提高。早期烘制时间越长砂浆抗折强度越低，这是因为砂浆内部的水转变成气态并形成气泡，在砂浆内部形成贯穿空隙，从而影响砂浆的抗折强度。为减少烘制时间对砂浆抗折强度的影响可以延长砂浆成型后的静养时间，静养时间延长可以减少砂浆内部空隙，从而减少强度损失。

2.2 养护制度对水泥砂浆收缩的影响

试验研究了标准转自然养护、自然养护、先烘养后标养3种养护方式对特种砂浆后期收缩的影响，试验结果如表4所示。

表4 养护制度对砂浆收缩的影响

由表4的试验数据可以看出：

1）在水中养护时试件膨胀，水中7d的膨胀率最大，7d从水中取出后自然养护时试件膨胀率减小，到21d时试件已有收缩，30d后试件收缩速度减少。

2）自然养护的试件从一开始就出现收缩，在30d前收缩速度较快，30d后收缩基本趋于平稳。自然养护56d的收缩值是标准转自然养护的2倍。说明如果构件成型后不及时养护构件会出现较大收缩，增加出现裂缝的机会，因此我们应该注重构件的早期养护。

3）先烘养后标养的试件膨胀率小，30d、56d的收缩率比标准养护的收缩率大，说明早期烘养影响膨胀率，且后期收缩较大。

由于文中采用胶砂比2∶1，因此试验测得的自由收缩率较大。砂浆、混凝土的收缩主要集中在终凝之前，该文限于实验室条件仅测定了砂浆硬化后的收缩，其他数据有待进一步完善研究。

2.3 表面密封养护对水泥砂浆收缩的影响

该文又研究了表面密封养护对砂浆收缩率的影响，试验对比了自然养护和表面密封养护砂浆的收缩率，试验结果如图2所示。

由图2可以看出：1）标准养护与表面密封养护试件28 d前的收缩较大，28d后收缩增加幅度减小。2）试件表面密封后砂浆收缩率明显降低，且随着龄期的增加密封养护比自然养护的收缩率降低越多。

表面密封养护减少收缩的主要原因是表面封蜡后减弱了内部水分通过毛细孔向外蒸发，因此减弱了由于毛细管张力引起的不可逆干燥收缩。同时试块封蜡后阻碍了大气中的CO2与水泥的水化产物发生化学反应产生的碳化收缩。

在小构件工程中，有条件的话可以封蜡密封养护减少小构件的收缩等问题，增加构筑物的耐久性，减少由于结构耐久性不足带来的损失，保证结构物的使用寿命，减少修补、加固等经济损失。

3 结 论

a.烘养时间增加，水泥砂浆强度迅速增长，在总养护时间相同时，烘养时间增加砂浆的抗折强度下降。

b.自然养护的收缩率最大，是标准养护的2倍。

c.先烘养后标养的试件膨胀率小，30d、56d的收缩率比标准养护的收缩率大。

d.表面密封养护可以明显减小水泥砂浆的收缩率。

［1］ 杨 娟.高强度水泥砂浆的试验［J］.电瓷避雷器，2005.

［2］ 谢建国，钱端芬.超高强度硅酸盐水泥砂浆［J］.电瓷避雷器，1996（4）：21－28.

［3］ 庄其昌，金祖权.高强砂浆制备技术研究［J］.混凝土与水泥制品，2010（1）：50－52.