摘要：研究養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)磷鋁酸鹽水泥混凝土抗壓強(qiáng)度、表面透氣和吸水性能影響，利用多種測(cè)定儀 對(duì)混凝土水化產(chǎn)物物相組成、微觀結(jié)構(gòu)形貌、電性能和孔結(jié)構(gòu)特性等進(jìn)行了分析.此外，還分析了 不同種類水泥早期水化特性，并解析了磷酸鹽水泥具有早強(qiáng)和高強(qiáng)特性的緣由.結(jié)果表明：養(yǎng)護(hù)齡 期對(duì)混凝土表觀性能和微觀結(jié)構(gòu)影響較大，混凝土表觀性能與微觀結(jié)構(gòu)之間存在密切聯(lián)系；隨著 養(yǎng)護(hù)齡期延長(zhǎng)，混凝土抗壓強(qiáng)度不斷增加，表面透氣和吸水系數(shù)不斷降低，其微觀結(jié)構(gòu)更加致密，
孔的分形維數(shù)降低，這是由于生成的水化產(chǎn)物不斷增多，減少了混凝土總孔隙含量造成的.磷鋁酸 鹽水泥混凝土性能優(yōu)于相同齡期的硅酸鹽水泥混凝土，這是由于2種水泥屬于不同體系，其水化生 成物和反應(yīng)機(jī)理不同.
關(guān)鍵詞：磷鋁酸鹽水泥；表面；透氣；吸水；連通孔；養(yǎng)護(hù)齡期；微觀結(jié)構(gòu)
混凝土的表觀性能和微觀結(jié)構(gòu)隨養(yǎng)護(hù)齡期不斷 發(fā)展變化，且表觀性能是微觀結(jié)構(gòu)的宏觀體現(xiàn).從宏 觀和微觀兩個(gè)層次把握其發(fā)展規(guī)律，對(duì)研究混凝土 耐久性具有十分重要的意義[12].混凝土結(jié)構(gòu)工程耐 久性失效主要是由于材料自身性能劣化和外界環(huán)境 侵蝕等因素綜合作用的結(jié)果.環(huán)境因素對(duì)混凝土的 物理、化學(xué)和生物侵蝕從表面開(kāi)始；混凝土材料性能 和微觀結(jié)構(gòu)是影響結(jié)構(gòu).工程耐久性能的直接因 素[3].養(yǎng)護(hù)齡期對(duì)混凝土性能發(fā)展具有重要的影響， 故探討它們之間的內(nèi)在聯(lián)系意義特殊M.
混凝土表面透氣和吸水性能是衡量其表面性能 的重要指標(biāo)之一[5—7]，在一定程度上反映了混凝土耐 久性的優(yōu)劣.參照Autodam自動(dòng)滲透性測(cè)試儀說(shuō) 明，定義表面透氣系數(shù)G)為氣體壓力自然對(duì)數(shù)與時(shí) 間之間線性擬合曲線斜率的絕對(duì)值；表面吸水系數(shù) (々）指約在500 mbar(l bar=100 kPa)壓力下滲水 量與時(shí)間平方根之間線性擬合曲線斜率的絕對(duì)值. 已有研究表明，混凝土性能除與摻和料種類及其摻 量、養(yǎng)護(hù)時(shí)間和外界環(huán)境等有關(guān)外，還受水泥品種的 影響[2].本文選擇了 2種不同特性的水泥，研究了養(yǎng) 護(hù)齡期對(duì)混凝土表觀性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響.硅酸 鹽水泥（PC)是最常用的膠凝材料，因具有生產(chǎn)成本 低、易于施工和適用性好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于土 木工程建造中；但其含有的氫氧化鈣(CH)易受硫酸 鹽侵蝕（與硫酸鹽反應(yīng)生成鈣礬石和石膏等）而引起 膨脹性破壞，且其早期強(qiáng)度偏低，這就限制了其在特 定環(huán)境和特殊工程中的使用[8].磷鋁酸鹽水泥 (PALC)是以P—0和Al—O基團(tuán)為主的陰離子型 特種水泥[9]，其主要膠凝性礦物是磷鋁酸鈣、L相、 改性CA和GP等，具有早強(qiáng)和高強(qiáng)等特性.水化生 成物主要為水化磷鋁酸鹽（C-A-P-H)、水化磷酸鹽 (C-P-H)以及相應(yīng)的水化微晶等，其自身體系適宜 的堿度以及特定的水化生成物（主要指磷酸鹽）使其 具有優(yōu)越的護(hù)筋性能，可以滿足特殊環(huán)境下結(jié)構(gòu)工 程對(duì)耐久性的要求.
本文利用X射線衍射儀（XRD)、交流阻抗譜 測(cè)定儀（EIS)、掃描電子顯微鏡（SEM)、全自動(dòng)孔 隙分析儀（MIP)和表面積與孔隙率測(cè)試儀（BET)， 對(duì)混凝土水化產(chǎn)物物相組成、電性能和孔結(jié)構(gòu)特 性等進(jìn)行了分析，并探討了其作用機(jī)理，為深入研 究混凝土耐久性提供理論依據(jù).此外，還采用水泥 水化熱測(cè)試儀（HHT)分析了不同種類水泥早期水 化特性，并解析了磷鋁酸鹽水泥具有早強(qiáng)和高強(qiáng) 特性的緣由.
1試驗(yàn)
1.2試驗(yàn)方法
按照J(rèn)TG E30—2005《'公路工程水泥及水泥混凝 土試驗(yàn)規(guī)程》和T0553—2005《水泥混凝土立方體抗 壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法》的力學(xué)性能試驗(yàn)要求安排試驗(yàn).混 凝土抗壓強(qiáng)度及表面透氣和吸水性試樣為100 mmX 100 mmX 100 mm立方體，每組3個(gè).混凝土成型后 置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室（（20±1)°C,相對(duì)濕度（90±4)%) 中，PC混凝土養(yǎng)護(hù)24 h后脫模，PALC混凝土養(yǎng)護(hù) 6h后脫模.混凝土試樣脫模后放人標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)池 (20 °C飽和石灰水）中養(yǎng)護(hù)至試驗(yàn)所需齡期.利用英 國(guó)女王大學(xué)研發(fā)的Autoclam自動(dòng)滲透性測(cè)試儀測(cè) 試混凝土表面透氣和吸水系數(shù)，測(cè)試過(guò)程中每隔 1 min記錄1次試件的透氣量（kPa)和吸水量（pL)， 分別測(cè)定15 min數(shù)據(jù).鑒于前4 min透氣量的數(shù)據(jù) 不穩(wěn)定，刪除前4 min數(shù)據(jù).
按照水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量拌制凈漿，并在標(biāo)準(zhǔn) 養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)至試驗(yàn)齡期.MIP和BET測(cè)試所需 樣品均為相應(yīng)齡期的混凝土樣塊，采取乙醇中止水 化.交流阻抗分析采用100 mmX 100 mmX 100 mm 尺寸試樣，全程均在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)，測(cè)試時(shí)可采 用中性濾紙拭去試樣表面凝結(jié)的水，確保每次測(cè)試
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