摘要： 研究了普通硅酸鹽水泥、化學(xué)外加劑和可再分散乳膠粉對硫鋁酸鹽水泥性能的影響，結(jié)果表明在硫鋁酸鹽水泥中摻入普通硅酸鹽水泥或化學(xué)外加劑或可再分散乳膠粉能調(diào)整硫鋁酸鹽水泥的凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度性能，可以根據(jù)不同的實(shí)際要求將改性后的硫鋁酸鹽水泥應(yīng)用于特殊工程。
關(guān)鍵詞： 硫鋁酸鹽水泥；普通硅酸鹽水泥；外加劑；可再分散乳膠粉
0 前言
硫鋁酸鹽水泥具有早強(qiáng)、高強(qiáng)、抗?jié)B、抗凍、耐蝕和低堿度等優(yōu)良特性，一般在冬季施工、水工工程、修補(bǔ)工程等特殊工程中應(yīng)用較多。在硫鋁酸鹽水泥的改性方面國內(nèi)外許多研究者對其進(jìn)行了研究，如硫鋁酸鹽水泥與硅酸鹽水泥、混合材料的復(fù)合水泥的研究；化學(xué)外加劑對硫鋁酸鹽水泥性能影響的研究等。為使硫鋁酸鹽水泥能在更多的工程中得到應(yīng)用必須對其性能進(jìn)行調(diào)整，本文根據(jù)其他研究者的研究成果以及作者對硫鋁酸鹽水泥的研究，采用硅酸鹽水泥、化學(xué)外加劑和可再分散乳膠粉對硫鋁酸鹽水泥性能進(jìn)行了調(diào)整，可為硫鋁酸鹽水泥在特殊工程中的應(yīng)用提供借鑒。
1 試驗(yàn)材料與方法
1.1試驗(yàn)材料
試驗(yàn)所用水泥取自華新水泥廠生產(chǎn)的42．5級普通硅酸鹽水泥(以下簡稱0PC)和孝感鳳凰水泥有限責(zé)任公司生產(chǎn)的42．5級快硬硫鋁酸鹽水泥(以下簡稱SAC)，其礦物成分見表l，砂采用中國IS0標(biāo)準(zhǔn)砂。化學(xué)試劑硫酸鈉(Na2S04)、碳酸鋰(Li2C03)、硼酸(H3B03)、硫酸鋁(A12S04)、亞硝酸鈉(NaN02)。聚合物乳膠粉為德國威凱公司生產(chǎn)的可再分散醋酸乙烯酯一乙烯共聚膠粉，外觀為白色粉末。
1.2試驗(yàn)方法
水泥凝結(jié)時(shí)間測定按GB／T l346—1989進(jìn)行；水泥膠砂抗折、抗壓強(qiáng)度測定參照GB／T l7671—1999規(guī)定的方法進(jìn)行，試件尺寸40mm x 40mm x l60mm。水泥凈漿強(qiáng)度測試使用4cm x 4cm x 4cm的小立方體試件，水灰比按標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。所有試件均在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)。
2試驗(yàn)結(jié)果
2.1硅酸鹽水泥對硫鋁酸鹽水泥性能的影響
本試驗(yàn)測試了不同0PC摻量的SAC水泥的性能，其中抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度均由水灰比為O．5，膠砂比為1：3的水泥砂漿測得，試驗(yàn)結(jié)果見表2。由表2可以看出，OPC對SAC的凝結(jié)時(shí)間影響很大，會縮短SAC的凝結(jié)時(shí)間且初凝和終凝間隔很短，當(dāng) OPC摻量為50％時(shí)SAC的初凝和終凝時(shí)間僅為7、11min，初凝和終凝的時(shí)間問隔為4min。本試驗(yàn)中OPC的摻人對SAC的強(qiáng)度性能有不利的影響。
2.2外加劑對硫鋁酸鹽水泥性能的影響
本試驗(yàn)中抗壓強(qiáng)度的試件采用4cm x 4cm x 4cm的小立方體凈漿試件，水灰比按標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。幾種外加劑對硫鋁酸鹽水泥性能的影響試驗(yàn)結(jié)果見表3。由結(jié)果可知Li2C03對硫鋁酸鹽水泥凝結(jié)時(shí)間的影響很大，能縮短SAC的凝結(jié)時(shí)間并提高 SAC的小時(shí)強(qiáng)度；將四種早強(qiáng)促凝組分與H3B03復(fù)合的復(fù)合外加劑都能使得SAC的初凝時(shí)間延長，但是初凝和終凝時(shí)間間隔縮短，這樣既保證了較充足的施工時(shí)間，又獲得了較高的小時(shí)強(qiáng)度。相對而言，復(fù)合外加劑中H3B03和Na2S04的組合獲得了較高的6h強(qiáng)度和3d強(qiáng)度，H3B03和Li2C03的組合獲得了較高的3h強(qiáng)度。因此，H3B03和哪一種早強(qiáng)促凝組分復(fù)合，應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)及其需要進(jìn)行選擇，如果以3h強(qiáng)度為主，選擇 Li2C03的效果最好，如果以6h強(qiáng)度為重，則應(yīng)選擇Na2S04。
2.3可再分散乳膠粉對硫鋁酸鹽水泥性能的影響
在摻人聚合物乳膠粉后，快硬硫鋁酸鹽水泥砂漿的l、7d抗壓強(qiáng)度發(fā)生了明顯的下降，隨聚灰比增大，降低幅度增加。其1、7d的抗折強(qiáng)度(聚灰比0．045的1d抗折強(qiáng)度除外)以及7d抗拉強(qiáng)度均隨聚灰比增大而增加，7d的抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度比值隨聚灰比增大而降低，即脆性下降。
2.4硫鋁酸鹽水泥的應(yīng)用探討
硫鋁酸鹽水泥具有凝結(jié)時(shí)問短、早期強(qiáng)度較高的特性，但是要將其應(yīng)用于某些特殊工程還要調(diào)整其物理力學(xué)性能。從以上的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在硫鋁酸鹽水泥中摻入硅酸鹽水泥能使硫鋁酸鹽水泥的凝結(jié)進(jìn)一步加快，初凝和終凝間隔時(shí)問大大縮短；微量的Li2C03便能使硫鋁酸鹽水泥速凝，而復(fù)合外加劑能推遲硫鋁酸鹽水泥的初凝，但初凝和終凝的間隔時(shí)間很短；可再分散乳膠粉能降低硫鋁酸鹽水泥砂漿的脆性。因此可試想將以上材料中的一種或幾種同時(shí)摻人硫鋁酸鹽水泥中來調(diào)整水泥的性能，各種材料之間的比例以及外加劑的摻量應(yīng)根據(jù)工程要求合理選擇，這方面的相關(guān)報(bào)道有J．P6ra和J．Ambroise將硫鋁酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥按適當(dāng)比例混合并摻加減水劑和Li2C03等外加劑制成了自流平地坪和自流平修補(bǔ)砂漿，該砂漿具有早強(qiáng)微膨脹的特性；符平和趙衛(wèi)全等將鋁酸鹽水泥與硅酸鹽水泥的混合體制成速凝灌漿材料，該堵漏灌漿材料凝結(jié)快，早期強(qiáng)度發(fā)展迅速。以上硅酸鹽水泥、外加劑、乳膠粉對硫鋁酸鹽水泥性能的調(diào)節(jié)試驗(yàn)可為相關(guān)研究提供借鑒，根據(jù)各工程要求的不同選擇哪幾種材料有待進(jìn)一步研究。
3 結(jié)論
(1)在硫鋁酸鹽水泥中摻人硅酸鹽水泥能縮短硫鋁酸鹽水泥的凝結(jié)時(shí)間，且初凝和終凝間隔很短，但在本試驗(yàn)中硅酸鹽水泥的摻人對硫鋁酸鹽水泥的強(qiáng)度性能有不利的影響。
(2)Li2C03能顯著縮短硫鋁酸鹽水泥的凝結(jié)時(shí)間，微量的 Li2C03便能使水泥發(fā)生急凝，提高小時(shí)強(qiáng)度，但較大幅度地降低了水泥的中、后期強(qiáng)度。復(fù)合外加劑能使得SAC的初凝時(shí)間延長，但是初凝和終凝時(shí)間間隔縮短，水泥初凝后能很快終凝?？筛鶕?jù)不同的要求選擇凝結(jié)時(shí)間及小時(shí)強(qiáng)度都適合的復(fù)合外加劑。
(3)可再分散乳膠粉可提高硫鋁酸鹽水泥砂漿的抗折及抗拉強(qiáng)度，降低脆性，但是會使硫鋁酸鹽水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度降低。
(4)硫鋁酸鹽水泥具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能，用化學(xué)外加劑、可再分散乳膠粉或硅酸鹽水泥等調(diào)節(jié)硫鋁酸鹽水泥的性能能使其用于特殊的工程。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉曉存，李艷君．粉煤灰配料燒制阿利特一硫鋁酸鹽水泥的試生產(chǎn)實(shí)踐[J]．水泥，l998(5)：34—35．
[2]蘭明章，崔素萍，王亞麗，等．摻硫鋁酸鹽水泥熟料的富硅酸鹽水泥體系的性能研究[J]．水泥，2004(7)：12—14．
[3]王復(fù)生，楊海艷，湯仕發(fā)．硫鋁酸鹽水泥與硅酸鹽水泥混合對復(fù)合水泥性能的影響[J]．北京建材，l996(2)：17—22．
[4]王復(fù)生，楊海艷，湯仕發(fā)．復(fù)合硫鋁酸鹽水泥的試驗(yàn)研究[J]．山東建材，l997(6)：4-6．
[5]許仲梓，鄧敏，藍(lán)祥輝，等．鐵鋁、硫鋁酸鹽混合水泥的研究?；炷僚c混凝土施工，1996(6)：8—15．
[6]劉曉存，李艷君鄺可利特一硫鋁酸鹽水泥與硅酸鹽水泥復(fù)合性能的研究【J]．水泥．l998(2)：10—12．
[7]王亞麗．摻粉煤灰的硅酸鹽和硫鋁酸鹽復(fù)合水泥的性能研究[D]．北京：北京工業(yè)大學(xué)，2003．
[8]1．Janotka，L．Kraj6i，A．Ray．The hydrateon phase and pore structure for—mation in the blends of sulphoaluminate—belite cement with Portlandcement[J]．Cement and Concrete Research．2003，33：489—497．
[9]陳陽如，付德．硫鋁酸鹽水泥凝結(jié)性能的研究[J]．江西建材，l999(1)： 20—27．
[10]胡二中，彭振斌，劉鐵雄．硫鋁酸鹽水泥速凝早強(qiáng)復(fù)合外加劑的試驗(yàn)研究[J]．巖土工程界，2001，4(10)：49—50．
[11]付興華，侯文萍，楊春霞，等．幾種外加劑對硫鋁酸鹽水泥性能的影響叨．水泥工程，2002(1)：7—10．
[12]侯文萍，付興華，黃世峰，等．外加劑在硫鋁酸鹽水泥系統(tǒng)中的應(yīng)用．濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，16(1)：6—10．．
[13]J．P6ra，J．Ambroise．New applications of calcium sulphoaluminate ce—ment[J]．Cement and Concrete Research．2004，34：671—676．
[14]符平，趙衛(wèi)全，鄭亞平，等．水泥基速凝灌漿材料研究[J]．水利水電技術(shù)，2004，35(4)：85—87．
