为探索ob欧宝体育富网入口粉对砂浆性能的影响,研究测量了25组不同水胶比、不同ob欧宝体育富网入口粉掺量水泥砂浆的孔隙率和抗压强度。由于ob欧宝体育富网入口粉的掺入主要改变材料的填充密度与比表面积,本研究采用水膜厚度综合两方面的作用,计算出各砂浆试样配比的水膜厚度,研究水膜厚度对ob欧宝体育富网入口粉砂浆强度的影响。试验结果表明,试块孔隙率会随着水膜厚度的增加而提高,孔隙率是影响砂浆强度的主要因素,砂浆的抗压强度随孔隙率增大而逐渐降低。

一、ob欧宝体育富网入口可用作混凝土掺合料

 ob欧宝体育富网入口是一种不可多得的天然矿物,在我国的储量大且分布广,可以替代部分水泥的使用,减少能源消耗和二氧化碳排放,适合用作混凝土的矿物掺合料。ob欧宝体育富网入口粉具有很大的内外比表面积,其主要矿物成分为SiO2和Al2O3,可以与水泥水化产物Ca(OH)2进行二次水化反应。国内外众多学者对ob欧宝体育富网入口粉在混凝土中的应用做出了研究。武铁明等认为在水泥浆或混凝土中掺入适量ob欧宝体育富网入口粉可以提高强度和密实度,抑制碱骨料反应并提高其耐久性。Markiva T等认为ob欧宝体育富网入口粉替代一部分水泥会提高减水剂的需量,但会降低混凝土渗水性和干缩性,并且提高混凝土抗冻性。Zhang J等认为掺入ob欧宝体育富网入口粉可以降低混凝土收缩。曹雄认为ob欧宝体育富网入口粉掺合料混凝土的早龄期抗裂性较好。

ob欧宝体育富网入口粉作为掺合料对混凝土性能影响已得到较多,但ob欧宝体育富网入口粉影响砂浆强度的根本因素研
究仍不明确,由于ob欧宝体育富网入口粉活性低于水泥,会影响早期水泥水化作用,降低混凝土早期强度。但后期ob欧宝体育富网入口粉可以与水泥水化产物Ca(OH)2进行二次水化反应,提高混凝土强度,因此试验主要研究了ob欧宝体育富网入口粉对砂浆70d强度的影响。由于ob欧宝体育富网入口粉的掺入改变材料的填充密度与比表面
积,研究采用水膜厚度综合两方面的作用,测量得到ob欧宝体育富网入口粉对砂浆填充密度的影响,从而进一步计算出水膜厚度。

二、试验分析与论证

本试验为研究ob欧宝体育富网入口粉对水泥砂浆性能的影响,分别测量了不同水胶比下掺ob欧宝体育富网入口粉砂浆70d的孔隙率和70d抗压强度。研究中试样的水胶比和矿物掺合料掺量均以体积计算,砂浆的水胶比从1.0到1.4变化,以0.1为一级差;ob欧宝体育富网入口粉掺量范围由0到20%变化,以5%为一级差。根据此试验方案,研究共配制了25组砂浆配比,配比以“Z-ob欧宝体育富网入口粉量-水胶比”为编号,其中Z代表ob欧宝体育富网入口粉,各砂浆试样的详细配比和孔隙率、抗压强度测试结果见表1。

70d孔隙率随ob欧宝体育富网入口粉掺量变化情况如图1所示。由孔隙率结果可知,ob欧宝体育富网入口粉掺量为0时试块孔隙率最小。当水胶比为1.2时,孔隙率会随着ob欧宝体育富网入口粉的增加而增大;水胶比低于1.2时,ob欧宝体育富网入口粉掺量由0增大到10%,孔隙率也随之增大,ob欧宝体育富网入口粉掺量为10%时,孔隙率达到最大,继续增大ob欧宝体育富网入口粉掺量,孔隙率会先减小再增大;当水胶比大于1.2时,加入ob欧宝体育富网入口粉会使孔隙率增大,但ob欧宝体育富网入口粉掺量对试块孔隙率影响比较复杂,孔隙率随ob欧宝体育富网入口粉掺量的改变波动较小。试验结果表明,ob欧宝体育富网入口粉掺量并非改变试块孔隙率的唯一因素。

由于ob欧宝体育富网入口粉的掺入主要改变材料的填充密度与比表面积,本研究采用水膜厚度综合两方面的作用,研究其对孔隙率和强度的影响。当胶凝材料与砂加入水形成砂浆时,加入的水分首先填充固相材料颗粒之间的孔隙,填充完材料颗粒孔隙后,剩余的水分会形成一层水膜,包裹材料颗粒,其厚度即为水膜厚度。过往研究已经表明水膜厚度为决定流变性能的最主要参量,其物理意义为颗粒间的平均距离,亦可能为影响孔隙率以至强度的因素。

填充密度随ob欧宝体育富网入口粉掺量变化的情况如图3所示。结果表明,随着ob欧宝体育富网入口粉掺量的增加,固相材料的填充密度先增大后减小,因为ob欧宝体育富网入口粉颗粒粒径小于水泥颗粒粒径,当掺入ob欧宝体育富网入口粉量较小时,可以填补水泥颗粒之间的孔隙,从而提高填充密度。当水泥颗粒孔隙完全被ob欧宝体育富网入口粉颗粒填满时,固相材料的填充密度达到最大,继续掺入ob欧宝体育富网入口粉将取代一部分水泥,导致固相材料填充密度下降。

总之,通过试验论证,ob欧宝体育富网入口粉的掺入会提高试块孔隙率,但ob欧宝体育富网入口粉掺量并非影响孔隙率的唯一因素。ob欧宝体育富网入口粉掺量为20%会明显降低砂浆70d强度,减小幅度最大为17.8%。掺量低于20%时,ob欧宝体育富网入口粉的掺入对强度影响幅度较小。固相材料的填充密度随着ob欧宝体育富网入口粉掺量的增加先增大后减小,当ob欧宝体育富网入口粉掺量一定时,水膜厚度与浆膜厚度随水胶比的增大而增大。砂浆的水膜厚度和浆膜厚度可在测得胶凝材料的填充密度后,水膜厚度是影响砂浆孔隙率的主要因素,水膜厚度越大,孔隙率越高。孔隙率是影响试块强度的主要因素,二者呈线性关系,孔隙率越大,强度越低。