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水泥砂浆强度的受干扰因素

发布时间:2012.07.06 新闻来源:河北任县昌益机械厂 浏览次数:
1试验部分1 1试验原料电石渣取自某化工厂,经实验室烘干处理后备用;熟料取自某新型干法水泥厂;石膏取自某水泥厂;减水剂J 1采用TW 9型减水剂,减水剂J 2采用一种萘系高效减水剂。

  1 2正交试验为探讨电石渣掺量、减水剂掺量、水灰比、胶砂比、减水剂品种、搅拌时间以及减水剂的掺入方式对水泥砂浆强度性能的影响,以确定较佳配方,根据前期研究实验,选择L 16(4 4!2 3)正交表,确定其试验方案1 3水泥砂浆强度测试将掺电石渣的水泥(石膏掺量均为5%,熟料掺量+电石渣掺量+石膏掺量= 100%)与减水剂及标准砂按中的设计配比制成水泥胶砂试样,按国家标准GB177 85测定各试样的水泥砂浆强度。

  2结果与讨论2 1掺入减水剂后各因素对掺电石渣水泥胶砂试样3 d抗压强度的影响由于掺入适量的电石渣有助于提高水泥的早期强度,本研究主要探讨掺入减水剂后各因素对掺电石渣的水泥胶砂试样3 d抗压强度的影响,是各因素水平变化时水泥砂浆强度试验结果,是水泥胶砂试样3 d抗压强度的极差分析(中K i表示各因素对应的第i个水平下试样3 d抗压强度值的总和,A、B、C、D四因素对水泥胶砂试样3 d抗压强度的影响从中可以看出,当电石渣掺量(A)为5%时,K值最大,随着电石渣掺量继续增加,K值逐渐下降,由此可知,电石渣掺量为5%时能提高水泥砂浆的早期强度,随着电石渣掺量继续增加,水泥砂浆的早期强度逐渐下降,故电石渣的最佳掺量应取5%.掺入少量减水剂均可提高水泥砂浆的早期强度,当减水剂掺量(B)为0. 5%时,K值最大(其中减水剂掺量为1 0%时,K值最接近峰值),故减水剂的最佳掺量是0 5% 1 0%.随着水灰比(C)的增大,K值逐渐变小,当水灰比为0 377时K值最大,故最佳的水灰比为0 377.随着胶砂比值(D)减小,K值逐渐降低,由此可知要使水泥砂浆达到最佳的物理性能,其胶砂比应取1 1 5.

  从中可以看出,使用减水剂J 2时的K值明显大于减水剂J 1,说明减水剂J 2对提高水泥砂浆E、F、G三因素对水泥胶砂试样3 d抗压强度的影响早期强度的作用效果优于减水剂J 1.当搅拌时间(F)为9 min时,可进一步改善试样混合的均匀性,以提高水泥砂浆的早期强度。以后掺方式掺入减水剂所得的试样早期强度高于同掺方式,因此减水剂的掺入方式(G)宜选择后掺法。

  从中可以看出,试样X的各龄期强度均高于试样Y,并远高于空白对比样O.将与进行对比可以看出,配比试样X的各龄期强度均高于正交设计中各试样的同期强度,试样早期强度的提高幅度明显高于后期强度。故本试验的较佳配方为:电石渣掺量为5%;减水剂为J 2,采用后掺方式,其掺量为0 5%;水灰比为0 377;胶砂比为1 1 5;搅拌时间为9 min.

  较佳配方及空白对比样的水泥砂浆强度实验结果编号电石渣掺量/ %减水剂掺量/ %水灰比胶砂比减水剂品种搅拌时间/ min掺入方式抗折强度/ MPa抗压强度/ MPa 3 d 28 d 3d 28 d X 5 0. 5 0. 377 1 1. 5 J 2 9后掺7. 43 8. 28 37. 17 48. 71 Y 5 1. 0 0. 377 1 1. 5 J 2 9后掺6. 68 8. 13 35. 11 47. 28 O 0 0. 377 1 1. 5 9 5. 64 7. 41 28. 61 43. 03 2 3 SEM分析与分别为试样X与中3 d抗压强度最高的7号水泥胶砂试样水化3 d的扫描电镜图。从和中可以看出,X试样和7号试样中均存在纤维状的C S H凝胶、针状的钙矾石晶体与六方板状的Ca(OH)2晶体,但X试样中纤维状的C S H凝胶含量多于7号试样且部分交织成网状结构,有利于水泥砂浆强度的提高,其六方板状的Ca(OH)2晶体数量少于7号试样,分布较集中且紧密叠加在一起,而7号试样中六方板状的Ca(OH)2晶体数量多但较分散,且X试样中孔隙尺寸及孔隙率明显小于7号试样,因此X试样的3 d抗压强度明显高于7号试样。

  X试样水化3 d的SEM结论1)掺入减水剂后对掺电石渣水泥胶砂试样3 d抗压强度的影响从大到小的次序分别为胶砂比、水灰比、电石渣掺量、减水剂掺量、减水剂品种、搅拌时间、减水剂的掺入方式。

  7号试样水化3 d的SEM)正交试验法确定的水泥胶砂试样的较佳配方为,电石渣掺量为5%;减水剂为J 2,采用后掺方式,其掺量为0 5%;水灰比为0 377;胶砂比为1 1 5;搅拌时间为9 min.

  3)从SEM分析中可以看出较佳配方试样中C S H凝胶含量较多,孔隙尺寸及孔隙率较小,使其水泥砂浆早期强度高于正交试验表中强度最高的试样。


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