納米二氧化硅改性SAP內(nèi)養(yǎng)護(hù)水泥基材料的力學(xué)性能研究

王豪杰，劉榮桂，崔釗瑋，蔡俊華，王振興，薛 江

(1.江蘇大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院，鎮(zhèn)江 212013；2.三明莆炎高速公路有限責(zé)任公司，三明 365000； 3.中交四公局第三工程有限公司，北京 100176)

0 引 言

目前，對于混凝土的發(fā)展，內(nèi)養(yǎng)護(hù)作為一種新的養(yǎng)護(hù)方式優(yōu)于外養(yǎng)護(hù)[1]。因?yàn)閮?nèi)養(yǎng)護(hù)不參與水泥的早期水化，當(dāng)自由水降至一定程度時(shí)，內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料存儲(chǔ)的水分逐漸被釋放，這種釋水的動(dòng)力來源于兩個(gè)方面：水泥石與內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料毛細(xì)管壓力差、內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料與水泥石內(nèi)部孔隙的濕度差，所以利用內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料中孔的尺寸大于水泥基材中毛細(xì)孔的尺寸，促使內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料中的水分逐漸向硬化水泥漿體遷移，形成微養(yǎng)護(hù)機(jī)制，是解決其耐久性降低的基本途徑之一。隨著1991年P(guān)hilleo首次提出了內(nèi)養(yǎng)護(hù)概念之后，國際材料與結(jié)構(gòu)研究實(shí)驗(yàn)聯(lián)合會(huì)(International Union of Laboratories and Experts in Construction Materials,Systems and Structures，簡稱RILEM)于2003年提出高吸水性樹脂(Super absorbent polymer，簡寫SAP)內(nèi)養(yǎng)護(hù)是最有效的方法[2]。由于SAP是一種含有羧基、羥基、酰胺基、磺酸基等親水性基團(tuán)的高分子電解質(zhì)，而且它具有極強(qiáng)的吸水性能和保濕性能，在混凝土內(nèi)養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用和研究十分活躍，并已逐漸形成研究的熱點(diǎn)。此外，納米材料近年來被廣泛應(yīng)用于混凝土的研究中。其中，納米二氧化硅(Nano-silica，簡稱NS)屬于無機(jī)非金屬納米材料，其粒徑大小在1～100 nm之間，具有吸附性強(qiáng)、可塑性良好、同時(shí)具有高磁阻性和低熱導(dǎo)性等特性[3]。由于具有極強(qiáng)的火山活性、微集料填充效應(yīng)和晶核作用，可以增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度和耐久性。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者對摻SAP混凝土的相關(guān)性能開展了相關(guān)的試驗(yàn)和理論分析。秦鴻根等[4]研究發(fā)現(xiàn)摻適量的SAP對膨脹混凝土(水膠比為0.38)抗壓強(qiáng)度的影響不大，但能夠提高5%～9%混凝土的抗折強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度。逢魯峰[5]系統(tǒng)地對硅酸鹽水泥體系混凝土(水膠比為0.28)進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)腟AP摻量(最佳摻量在0.1%～0.2%)和額外引水量(最佳引水量為15～25倍SAP摻量的質(zhì)量倍數(shù))能夠顯著提高混凝土強(qiáng)度，最大幅度可達(dá)15%，從而起到很好的內(nèi)養(yǎng)護(hù)效果。鐘佩華[6]通過改變SAP的摻量研究高強(qiáng)混凝土(水膠比為0.32)的力學(xué)性能，SAP主要影響混凝土的早期力學(xué)特性，使得7 d的抗壓強(qiáng)度出現(xiàn)微增，后期的力學(xué)特性變化不明顯。然而，呂興棟等[7]對比研究了SAP和陶粒對混凝土(水膠比0.38)抗壓強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明摻 SAP混凝土的抗壓強(qiáng)度降低較多，這可能是因?yàn)槲柡偷腟AP成為了混凝土內(nèi)部的薄弱點(diǎn)。王朦詩等[8]選用了0.32、0.35、0.38三種水膠比來研究膨脹混凝土的強(qiáng)度，研究發(fā)現(xiàn)水膠比不同，SAP在膨脹混凝土中的最優(yōu)摻量范圍不同，混凝土水膠比越低，SAP對膨脹混凝土強(qiáng)度的作用效果越明顯，但SAP的合理摻量范圍越小。Craeye等[9]還研究了不同粒徑的高吸水性樹脂和不同的額外引水量對混凝土(水膠比為0.32)強(qiáng)度的影響，發(fā)現(xiàn)28 d的抗壓強(qiáng)度隨著額外引水量增加而降低。Yao等[10]進(jìn)行了SAP在工程水泥基復(fù)合材料中的應(yīng)用研究，發(fā)現(xiàn)SAP單摻(摻量為0.2%～0.4%)入時(shí)，會(huì)使得水泥基復(fù)合材料(水膠比為0.25)的抗壓強(qiáng)度降低約5%～15%。關(guān)于NS對混凝土相關(guān)性能的影響，一些學(xué)者也開展了相關(guān)的試驗(yàn)。郭保林[11]、侯學(xué)彪[12]等研究發(fā)現(xiàn)適量的NS能夠提高混凝土(水膠比為0.25、0.34)的抗壓強(qiáng)度。胡建城等[13]研究發(fā)現(xiàn)NS能夠提高泡沫混凝土(水膠比為0.4)的力學(xué)性能。因此，關(guān)于這些學(xué)者們對SAP混凝土力學(xué)性能的研究還未形成統(tǒng)一的結(jié)論，而且Pourjavadi等[14]研究發(fā)現(xiàn)納米二氧化硅可以抵消SAP對混凝土(水膠比為0.45)抗壓強(qiáng)度的負(fù)面影響，從而提高抗壓強(qiáng)度。

為此，本文以SAP作為內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑，NS作為輔助改性材料，通過控制混凝土的水膠比從單摻SAP、單摻NS以及復(fù)摻三種情況來研究水泥基材料的基本力學(xué)性能，再利用SEM的方法對其養(yǎng)護(hù)機(jī)理進(jìn)行微觀層面的分析。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 原材料

水泥：P·O 42.5普通硅酸鹽水泥。

粗集料：碎石，粒徑5～20 mm。

細(xì)集料：混凝土試驗(yàn)采用天然中砂，細(xì)度模數(shù)為2.7；水泥膠砂試驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)砂。

減水劑：聚羧酸混凝土高效減水劑，摻量為膠凝材料總重量的0.3%。

高吸水性樹脂：徐州安居環(huán)?？萍脊舅峁┑膬?nèi)養(yǎng)護(hù)劑，粒徑為60～100目，其具體參數(shù)如表1所示。

表1 SAP的材料參數(shù)Table 1 Material parameters of SAP

納米二氧化硅(NS)：上海納米材料公司所提供的親水型納米材料，其具體材料參數(shù)如表2所示。

表2 親水型納米二氧化硅的物化數(shù)據(jù)Table 2 Physical data of hydrophilic NS

1.2 配合比

水泥膠砂試驗(yàn)選用標(biāo)準(zhǔn)膠砂配合比?；炷翆?shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)基于高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)混凝土配合比如表3所示。

表3 混凝土配合比Table 3 Mix proportions of concrete

注：(1)最終的用水量是根據(jù)Power模型計(jì)算所得[15]。(2)SAP和NS的摻量均以其占膠凝材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)。(3)A0N0：SAP摻量為0%且NS摻量為0%；A8N0：SAP摻量為0.08%且NS摻量為0%；A0N5：SAP摻量為0%且NS摻量為0.5%；A24N15：SAP摻量為0.24%且NS摻量為1.5%。

1.3 試驗(yàn)方法

(1)材料混合方式：干拌。何銳等[16]重點(diǎn)研究了SAP材料的摻入工藝(干拌或者預(yù)吸水)對混凝土力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明在干拌的條件下力學(xué)性能明顯高于預(yù)吸水的條件。此外，除了SAP遇水容易團(tuán)聚，NS也更容易發(fā)生團(tuán)聚，因此利用凈漿攪拌機(jī)將SAP、NS與水泥進(jìn)行干拌60～80 s使材料能夠均勻分散。

(2)水泥膠砂強(qiáng)度測試。試件尺寸為40 mm×40 mm×160 mm，成型脫模后放在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱(溫度應(yīng)保持在(20±2) ℃，相對濕度應(yīng)不低于95%)里分別養(yǎng)護(hù)3 d、7 d、14 d及28 d，基準(zhǔn)GB/T 17671—1999《水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)方法ISO法》進(jìn)行抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度測試。

(3)混凝土抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度測試。試件尺寸為100 mm×100 mm×100 mm(強(qiáng)度測試值需乘以換算系數(shù)0.95)，成型脫模后放在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱里分別養(yǎng)護(hù)3 d、7 d、14 d及28 d，基準(zhǔn)GB/T 50081—2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度測試。

(4)SEM測試。為了防止切割的方式會(huì)損壞凝膠體，采用自由斷裂的方式選取測試樣品，然后清洗噴金處理，最后利用SEM進(jìn)行觀察。

2 結(jié)果與討論

2.1 SAP和NS對膠砂抗折強(qiáng)度的影響

單摻SAP和單摻NS對水泥膠砂抗折強(qiáng)度的影響如圖1所示。從圖1(a)可以看出，相比于基準(zhǔn)組A0N0，摻入SAP的A8N0、A16N0、A24N0組的水泥膠砂抗折強(qiáng)度在一定程度上略有提高。A8N0在3 d、7 d、14 d及28 d下的水泥膠砂抗折強(qiáng)度分別達(dá)到A0N0組的111.11%、104.76%、102.78%、104.82%；A16N0在3 d、7 d、14 d及28 d下的水泥膠砂抗折強(qiáng)度分別達(dá)到A0N0組的100%、103.17%、100%、96.39%(有所降低)；A24N0在3 d、7 d、14 d及28 d下的水泥膠砂抗折強(qiáng)度分別達(dá)到A0N0組的114.81%、100%、97.22%(有所降低)、102.41%，由此可見，在四個(gè)齡期下，早期強(qiáng)度的提高程度高于后期強(qiáng)度，A8N0組相比于其他組的抗折強(qiáng)度提高較顯著，但其僅在3 d可以提高11.11%，后期影響不大，提高幅度不超過5%。通過線性擬合的方法發(fā)現(xiàn)水泥的抗折強(qiáng)度在3 d的情況下隨著SAP摻量的增加而增加，而7 d、14 d及28 d則是相反的。摻入0.08%的SAP能夠提高水泥的早期抗折強(qiáng)度，是因?yàn)镾AP預(yù)先吸收了水泥漿體中的一部分水分，降低了水泥漿體的水灰比，從而使其強(qiáng)度及致密性得到提高。

圖1 單摻SAP和單摻NS對水泥膠砂抗折強(qiáng)度的影響
Fig.1 Influence of single doping SAP and NS on flexural strength of cement

圖2 復(fù)摻SAP和NS對水泥膠砂抗折強(qiáng)度的影響Fig.2 Influence of double doping SAP and NS on flexural strength of cement

從圖1(b)可以看出，相比于基準(zhǔn)組A0N0，摻入NS的A0N5、A0N10、A0N15組的水泥膠砂抗折強(qiáng)度略有提高。A0N5在3 d、7 d、14 d及28 d下的水泥膠砂抗折強(qiáng)度分別達(dá)到A0N0組的103.70%、103.17%、101.39%、102.41%；A0N10在3 d、7 d、14 d及28 d下的水泥膠砂抗折強(qiáng)度分別達(dá)到A0N0組的107.41%、107.84%、104.17%、107.23%；A0N15在3 d、7 d、14 d及28 d下的水泥膠砂抗折強(qiáng)度分別達(dá)到A0N0組的107.41%、117.46%、108.33%、109.64%，由此可見，A0N15組抗折強(qiáng)度提高的程度高于A0N5和A0N10，但其僅在7 d可以提高17.46%，其余齡期下的提高幅度在7%～10%之內(nèi)。此外，對數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，由于函數(shù)的斜率均大于0，所以水泥的抗折強(qiáng)度隨著NS摻量的增加而增加，尤其在7 d的齡期下提高幅度高于其他齡期，與王寶民[3]的研究結(jié)果類似，這是因?yàn)镹S具有微集料填充效應(yīng)、火山灰活性及微晶核作用。

圖2所示是復(fù)摻SAP和NS在28 d齡期下對水泥膠砂抗折強(qiáng)度的影響，相比于A0N0，其他復(fù)摻組的抗折強(qiáng)度分別達(dá)到A0N0組的118.07%、110.84%、120.48%、108.43%、116.87%、113.25%、100%、102.41%、97.59%。A8N5、A8N10、A8N15、A16N10和A16N24的抗折強(qiáng)度提高幅度均超過10%，特別是當(dāng)SAP摻量為0.08%與NS摻量為1.5%(A8N15)進(jìn)行復(fù)摻時(shí)，能夠提高20.48%的抗折強(qiáng)度。

2.2 SAP和NS對膠砂抗壓強(qiáng)度的影響

圖3所示是單摻SAP和單摻NS對水泥膠砂抗壓強(qiáng)度的影響。從圖3(a)可以看出，SAP的摻入會(huì)降低水泥的抗壓強(qiáng)度，特別是后期強(qiáng)度的降低較為明顯。相比于A0N0組，A8在3 d、7 d、14 d及28 d下的水泥膠砂抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到A0N0組的94.14%、91.30%、98.43%、91.59%；A16N0在3 d、7 d、14 d及28 d下的水泥膠砂抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到A0N0組的95.97%、84.78%、90.55%、85.34%；A24N0在3 d、7 d、14 d及28 d下的水泥膠砂抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到A0N0組的100.73%、91.85%、88.98%、92.55%。對抗壓強(qiáng)度的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合發(fā)現(xiàn)水泥的3 d抗壓強(qiáng)度隨著SAP摻量的增加而提高，而7 d、14 d、28 d的抗壓強(qiáng)度隨著SAP摻量的增加而降低。

出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是：當(dāng)水泥水化至3 d的時(shí)候，漿體內(nèi)部出現(xiàn)自干燥效應(yīng)，導(dǎo)致內(nèi)部的相對濕度降低，此時(shí)SAP吸收的水逐漸釋放出來起到養(yǎng)護(hù)作用；至7 d的時(shí)候，SAP釋完水后SAP顆粒的尺寸與原始尺寸相近，但漿體內(nèi)留下了孔洞，減小試件的有效面積，受壓時(shí)孔洞處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，促使裂縫的生成，進(jìn)而降低抗壓強(qiáng)度[14]。

圖3 單摻SAP和單摻NS對水泥膠砂抗壓強(qiáng)度的影響
Fig.3 Influence of single doping SAP and NS on compressive strength of cement

圖4 復(fù)摻SAP和NS對水泥膠砂抗壓強(qiáng)度的影響Fig.4 Influence of double doping SAP and NS on compressive strength of cement

從圖3(b)可以看出，3 d、7 d、14 d、28 d的抗壓強(qiáng)度能夠分別最大提高到A0N0組的102.56%、102.45%、104.99%、103.37%，由此可見，NS摻入能夠提高水泥的抗壓強(qiáng)度，但提高的幅度在5%以內(nèi)。通過對數(shù)據(jù)擬合清晰地得出，抗壓強(qiáng)度隨著NS摻量的增加而提高，尤其7 d較為明顯。

圖4所示是復(fù)摻SAP和NS在28 d齡期下對水泥膠砂抗壓強(qiáng)度的影響，相比于A0N0，其他復(fù)摻組的抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到A0N0組的100.48%、99.28%、102.88%、96.88%、102.64%、96.88%、100%、101.20%、100.24%。復(fù)摻情況下水泥膠砂抗壓強(qiáng)度的提高和降低幅度在5%以內(nèi)，相比于單摻SAP，NS的摻入使得抗壓強(qiáng)度略有改善，特別是當(dāng)SAP摻量為0.08%與NS摻量為1.5%(A8N15)進(jìn)行復(fù)摻時(shí)，能夠提高2.88%的水泥膠砂抗壓強(qiáng)度。

2.3 SAP和NS對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

圖5所示是單摻SAP和單摻NS對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。從圖5(a)可以看出SAP的摻入能夠降低混凝土的抗壓強(qiáng)度。相比于A0N0組，A8N0在3 d、7 d、14 d及28 d下的水泥膠砂抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到A0N0組的93.90%、94.12%、89.48%、84.99%；A16N0在3 d、7 d、14 d及28 d下的水泥膠砂抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到A0N0組的89.60%、90.79%、87.08%、89.02%；A24N0在3 d、7 d、14 d及28 d下的水泥膠砂抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到A0N0組的73.49%、97.27%、90.03%、93.46%。由此可見，A8N0、A16N0及A24N0抗壓強(qiáng)度降低的平均值分別為90.62%、89.12%及88.57%，因而，相比于A16N0和A24N0，A8N0對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響最低。通過函數(shù)關(guān)系式可以看出混凝土抗壓強(qiáng)度隨著SAP摻量增加而降低。

圖5 單摻SAP和單摻NS對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響
Fig.5 Influence of single doping SAP and NS on compressive strength of concrete

從圖5(b)可以看出NS的摻入能夠提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，提高的幅度在5%以內(nèi)。A0N5、A0N10及A0N15抗壓強(qiáng)度提高的平均值分別為102.23%、103.77%及104.14%，由此可見，A0N15提高混凝土的抗壓強(qiáng)度效果略高于A0N5和A0N10。通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合發(fā)現(xiàn)混凝土抗壓強(qiáng)度隨著NS摻量的增加而提高，尤其在14 d較為明顯。

圖6 復(fù)摻SAP和NS對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響Fig.6 Influence of double doping SAP and NS on compressive strength of concrete

圖6所示是復(fù)摻SAP和NS對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響，相比于A0N0組，A8N5、A8N10、A8N15、A16N10及A24N10有所降低，降低的幅度不超過10.7%，其余均得到提高，通過計(jì)算得出各種組合下強(qiáng)度提高的平均值為A0N0組的100.35%，顯而易見，NS的摻入較好地彌補(bǔ)了SAP對抗壓強(qiáng)度帶來的影響，這與Pourjavadi等[14]的結(jié)果類似，復(fù)摻0.16%SAP和1.5%NS能夠提高10.67%的抗壓強(qiáng)度。這種提高混凝土抗壓強(qiáng)度的現(xiàn)象歸結(jié)于NS的特性：(1)NS能夠作為內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的填充料，使的結(jié)構(gòu)更加密實(shí)；(2)NS具有很高的活性，能夠與Ca(OH)2發(fā)生發(fā)應(yīng)，生成水化硅酸鈣凝膠；(3)NS的比表面積很大，與水拌合后能夠吸附大量的表層水，降低水泥的水化程度[3]。

2.4 SAP和NS對混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的影響

圖7所示是單摻SAP和單摻NS對混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的影響，很顯然，SAP的摻入降低了混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度，NS則是提高混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度。SAP導(dǎo)致劈裂抗拉強(qiáng)度降低時(shí)因?yàn)槠錁O強(qiáng)吸水性，一開始吸水膨脹，隨著混凝土水化釋放出大量的水導(dǎo)致SAP干癟，混凝土內(nèi)部存在孔隙，SAP摻量越多，孔隙所占體積也越多，導(dǎo)致劈裂抗拉強(qiáng)度降低。對數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得出，混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度隨著SAP摻量的增加而降低，但隨著NS摻量的增加而提高。

圖8則是在單摻的基礎(chǔ)上進(jìn)行復(fù)摻研究的結(jié)果，相比于基準(zhǔn)組A0N0，復(fù)摻情況下各組的劈裂抗拉強(qiáng)度均略有提高，A8N15可以提高14.53%的劈裂抗拉強(qiáng)度?；趫D7的結(jié)論，從圖8可以看出，NS能夠較好地彌補(bǔ)SAP降低劈裂抗拉強(qiáng)度的負(fù)面影響，最佳摻量組合為：0.08%SAP和1.5%NS。

圖7 單摻SAP和單摻NS對混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的影響
Fig.7 Influence of single doping SAP and NS on splitting tensile strength of concrete

圖8 復(fù)摻SAP和NS對混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的影響Fig.8 Influence of double doping SAP and NS on splitting tensile strength of concrete

2.5 微觀分析

材料本身的微觀結(jié)構(gòu)決定了其宏觀的行為，因此研究材料的微觀結(jié)構(gòu)是十分重要的。采用SEM方法對單摻SAP和單摻NS進(jìn)行觀察研究。

放大3000倍的單摻SAP混凝土在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)3 d、28 d的SEM照片如圖9所示。由圖9(a)可見，單摻SAP的混凝土養(yǎng)護(hù)3 d形成了氫氧化鈣結(jié)晶體，而且每一塊氫氧化鈣的結(jié)晶體面積較小。

圖9(b)則是28 d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下單摻SAP混凝土的情況，從圖中發(fā)現(xiàn)水化產(chǎn)物中的針狀鈣礬石明顯增多，穿插于水化硅酸鈣凝膠中。在圖10(a)中，相比于其他離子，除了O元素Ca元素含量最高，可見鈣礬石的含量明顯增加。

圖9 單摻SAP混凝土的SEM照片
Fig.9 SEM images of concrete with single doping SAP

圖10 單摻SAP和單摻NS混凝土的元素圖
Fig.10 Element image of concrete with single doping SAP and NS

放大5500倍的單摻NS混凝土在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)3 d、28 d的SEM照片如圖11所示。從圖中發(fā)現(xiàn)NS的摻入使結(jié)構(gòu)變得更加致密。在3 d的齡期下，生成了含有大量結(jié)晶程度很高的板狀C-H，生成的C-S-H多以不連接的針狀、分散的簇狀為主。在28 d的齡期下，摻入NS后C-H會(huì)更多地在NS表面(圖10(b)可以看出除了O元素Si元素是最高的)形成鍵合，并生成C-S-H凝膠，多以緊密堆積的簇狀和致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為主[3]。

圖11 單摻NS混凝土的SEM照片
Fig.11 SEM images of concrete with single doping NS

3 結(jié) 論

(1)采用標(biāo)準(zhǔn)膠砂(水膠比為0.50)時(shí)，單摻適量的SAP對膠砂抗折強(qiáng)度提高不大，SAP最佳摻量為0.08%時(shí)僅在3 d可以提高11.11%，后期提高幅度不超過5%。同時(shí)，單摻適量的NS膠砂抗折強(qiáng)度略有提高，NS最佳摻量為1.5%時(shí)僅在7 d可以提高17.46%，其余齡期下的提高幅度在7%～10%之內(nèi)。當(dāng)0.08%SAP與1.5%NS進(jìn)行復(fù)摻時(shí)，能夠提高20.48%的抗折強(qiáng)度。

(2)采用標(biāo)準(zhǔn)膠砂(水膠比為0.50)時(shí)，單摻適量的SAP能夠降低膠砂抗壓強(qiáng)度，后期強(qiáng)度的降低較為明顯，3 d抗壓強(qiáng)度隨著SAP摻量的增加而提高，而7 d、14 d、28 d的抗壓強(qiáng)度隨著SAP摻量的增加而降低。同時(shí)，單摻適量的NS時(shí)，膠砂抗壓強(qiáng)度略有提高，且抗壓強(qiáng)度隨著NS摻量的增加而提高，尤其7 d較為明顯。當(dāng)SAP摻量為0.08%與NS摻量為1.5%進(jìn)行復(fù)摻時(shí)，能夠提高2.88%的水泥抗壓強(qiáng)度。

(3)單摻適量的SAP能夠降低(水膠比為0.348)混凝土的抗壓強(qiáng)度，且抗壓強(qiáng)度隨著SAP摻量的增加而降低。同時(shí)，單摻適量的NS對(水膠比為0.348)混凝土的抗壓強(qiáng)度略有提高，且抗壓強(qiáng)度隨著NS摻量的增加而提高，尤其14 d較為明顯。當(dāng)SAP摻量為0.16%與NS摻量為1.5%進(jìn)行復(fù)摻時(shí)，能夠提高10.67%的抗壓強(qiáng)度。

(4)單摻適量的SAP能夠降低(水膠比為0.348)混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度，且劈裂抗拉強(qiáng)度隨著SAP摻量的增加而降低。同時(shí)，單摻適量的NS能夠提高(水膠比為0.348)混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度，且劈裂抗拉強(qiáng)度隨著NS摻量的增加而提高。當(dāng)SAP摻量為0.08%與NS摻量為1.5%進(jìn)行復(fù)摻時(shí)，能夠提高14.53%的劈裂抗拉強(qiáng)度。

(5)單摻SAP混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在3 d會(huì)形成單塊面積較小的氫氧化鈣結(jié)晶體，28 d水化產(chǎn)物中的針狀鈣礬石明顯增多，穿插于水化硅酸鈣凝膠中。同時(shí)，單摻NS混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在3 d的齡期下，生成了含有大量結(jié)晶程度很高的板狀C-H，生成的C-S-H多以不連接的針狀、分散的簇狀為主，28 d的齡期下的C-H會(huì)更多地在NS表面形成鍵合，并生成C-S-H凝膠，多以緊密堆積的簇狀和致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為主。