硫鋁酸鹽水泥混凝土與普通硅酸鹽水泥混凝土性能對比研究

黃姣姣

（中鐵三局集團(tuán)第五工程有限公司，山西 晉中 030600）

0 前言

硫鋁酸鹽水泥自誕生以來，以其早強(qiáng)、高強(qiáng)、高抗?jié)B、高抗凍、耐蝕、低堿度等特點(diǎn)在各種重大或特大或特殊工程（如水下工程、沿海大橋、寒冷地區(qū)、搶修路面等）中得到了推廣應(yīng)用[1-4]，比如在冬季施工、水工工程、修補(bǔ)工程等特殊工程中應(yīng)用，更發(fā)揮出了硫鋁酸鹽水泥優(yōu)良的特點(diǎn)。但是，目前硫鋁酸鹽水泥混凝土相關(guān)研究報道還是有限[5-8]。

本文主要研究硫鋁酸鹽水泥混凝土與普通硅酸鹽水泥混凝土性能（抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B性等性能）對比的試驗(yàn)研究，以便為硫鋁酸鹽水泥在工程中應(yīng)用提供一定的技術(shù)指導(dǎo)。

1 試驗(yàn)原材料與試驗(yàn)儀器

1.1 試驗(yàn)原材料

硫鋁酸鹽水泥（R·SAC42.5），天津市產(chǎn)；普通硅酸鹽水泥（P·O42.5），安徽合肥海螺水泥廠產(chǎn)；S95級礦渣，安徽馬鞍山鋼廠產(chǎn)；Ⅰ級粉煤灰，安徽合肥電廠產(chǎn)；黃砂，細(xì)度模數(shù)為2.5，含泥量1.6%，為安徽六安某砂廠產(chǎn)；石子，5～16mm 和16～31.5mm 兩級配碎石按一定比例搭配，安徽合肥某石料廠產(chǎn)；水為普通自來水。其硫鋁酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦物摻合料礦渣和粉煤灰的化學(xué)成分如表1所示；硫鋁酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的實(shí)測性能指標(biāo)如表2所示。

1.2 試驗(yàn)儀器

混凝土攪拌機(jī)、水泥安定性測定儀、水泥凝結(jié)時間測定儀、膠砂攪拌機(jī)、凈漿攪拌機(jī)、混凝土振動臺、抗壓強(qiáng)度試件試模、抗?jié)B試件試模、混凝土抗?jié)B儀、微機(jī)伺服抗折抗壓試驗(yàn)機(jī)、電液式壓力試驗(yàn)機(jī)等。

表1 膠凝材料化學(xué)成分分析

表2 兩種水泥的實(shí)測性能指標(biāo)

表3 硫鋁酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥混凝土配合比及初始坍落度

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

本文主要研究硫鋁酸鹽水泥基高性能混凝土抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B性與普通硅酸鹽水泥混凝土相應(yīng)性能比較。其硫鋁酸鹽水泥混凝土和普通硅酸鹽水泥混凝土配合比及初始坍落度見表3所示。

2.1 硫鋁酸鹽、普通硅酸鹽水泥混凝土抗壓強(qiáng)度對比

圖1是硫鋁酸鹽、普通硅酸鹽水泥混凝土抗壓強(qiáng)度對比的試驗(yàn)結(jié)果。

圖1 兩種水泥混凝土抗壓強(qiáng)度對比

在硫鋁酸鹽水泥混凝土中摻入礦物摻合料后，其混凝土早期和后期強(qiáng)度都降低，且后期（6月）強(qiáng)度也達(dá)不到空白樣的強(qiáng)度；而在普通硅酸鹽水泥混凝土中摻入礦物摻合料后，其混凝土早期強(qiáng)度會降低，但28d 強(qiáng)度會超過空白樣的強(qiáng)度。另外，從圖1中還可以看出：無論是否摻礦物摻合料，硫鋁酸鹽水泥混凝土的早期和后期強(qiáng)度都高于相應(yīng)普通硅酸鹽水泥能混凝土的強(qiáng)度。

2.2 硫鋁酸鹽、普通硅酸鹽水泥混凝土抗?jié)B性能對比

表4是硫鋁酸鹽、普通硅酸鹽水泥混凝土抗?jié)B性能對比的試驗(yàn)結(jié)果。

在硫鋁酸鹽水泥混凝土中，摻入礦物摻合料后，其混凝土滲水高度會增大；而在普通硅酸鹽水泥混凝土中摻入礦物摻合料后，其混凝土滲水高度降低，且降低比較明顯。從表4中還可以看出：在無礦物摻合料的情況下，相同水灰比情況下，硫鋁酸鹽水泥混凝土的抗?jié)B性高于普通硅酸鹽高性能混凝土抗?jié)B性，且比加礦物摻合料普通硅酸鹽水泥混凝土抗?jié)B性還要高；而在20% 礦物摻合料復(fù)摻和相同水灰比的情況下，硫鋁酸鹽水泥混凝土的抗?jié)B性卻低于普通硅酸鹽水泥混凝土的抗?jié)B性。

表4 兩種水泥混凝土抗?jié)B性能對比試驗(yàn)結(jié)果

圖2 兩種混凝土抗?jié)B性能對比

3 結(jié)論

（1）普通硅酸鹽水泥混凝土中摻入礦物摻合料后，其混凝土早期強(qiáng)度會降低，但28d 強(qiáng)度會超過空白樣的；在硫鋁酸鹽水泥混凝土中摻入礦物摻合料后，其混凝土早期和后期強(qiáng)度都降低，且混凝土后期（6月）強(qiáng)度也達(dá)不到空白樣。

（2）硫鋁酸鹽水泥混凝土中摻入礦物摻合料后，其抗?jié)B性能提高；而在普通硅酸鹽水泥混凝土中摻入礦物摻合料后，其混凝土抗?jié)B性能下降。在無礦物摻合料和相同水灰比情況下，硫鋁酸鹽水泥混凝土抗?jié)B性高于普通硅酸鹽高性能混凝土抗?jié)B性；而在20% 礦物摻合料復(fù)摻和相同水灰比情況下，硫鋁酸鹽水泥混凝土抗?jié)B性卻低于普通硅酸鹽水泥混凝土抗?jié)B性。