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文章内容
水胶比和温度对掺CaO膨胀熟料的水泥胶凝材料性能的影响
通过对掺CaO膨胀熟料的水泥胶凝材料在不同水胶比和养护温度下的研究，探索其自由线膨胀和强度发展的规律。利用Avrami结晶反应动力学模型对不同温度下CaO膨胀熟料水化反应的水化程度进行拟合，得出不同水化反应温度下的水化反应速率常数。试验结果表明，在相同水胶比条件下，养护温度高，自由线膨胀率大，前期水化反应速率、水化程度大，抗压强度在14d之前随养护温度增大有所增大，后期强度随养护温度增大而减小；在温度一定的条件下，自由线膨胀率随水胶比增大而减小，抗压强度也表现出相同的规律。
0 前言
用补偿收缩混凝土浇筑大体积混凝土结构，可补偿温度收缩和干燥收缩，提高混凝土结构的稳定性，提高抗渗抗裂能力。目前，氧化钙膨胀熟料作为补偿收缩材料之一，已被不断推广和使用。由于氧化钙膨胀熟料膨胀速率对温度、湿度等环境影响十分敏感[1]，因此，对掺氧化钙膨胀熟料的水泥胶凝材料性能进行研究有着重要意义。
目前，对于掺MgO、硫铝酸钙类膨胀剂的水泥胶凝材料性能的研究较多，对氧化钙类膨胀剂的研究较少。冯竟竟等人[2]研究了养护温度对微膨胀复合胶凝材料的膨胀效能、强度、水化程度及微观结构的影响，认为提高养护温度能够促进膨胀剂的水化，水化早期产生较大的膨胀，强度的发展限制膨胀的发展，适度的膨胀对硬化浆体孔结构是有益的，可使大孔明显减少，过大的膨胀对孔结构造成不利影响；氧化钙和氧化镁膨胀机理大致相似，都有较大的温度敏感性，田倩等人[3]对氧化镁复合膨胀剂膨胀性能的温度敏感性进行了研究，认为养护温度升高对活性较高的氧化镁膨胀剂的水化反应促进更大，明显加剧其膨胀性能。不同水胶比的掺氧化钙膨胀熟料的水泥硬化浆体的膨胀性能和力学性能也有差异，不同水胶比会影响复合胶凝材料的水化过程，进而影响到补偿收缩混凝土的性能。有研究表明[4-5]，高性能混凝土的抗压强度随水胶比的减少而增大，混凝土水胶比减小，其限制膨胀率有所增大。阎培渝等人[6]对不同水胶比的补偿收缩胶凝材料的水化反应进行了研究，认为在高水胶比条件下，胶凝材料的最终化学结合水量与其水化活性大小成正比；在低水胶比下，最终水化程度受动力学因素的影响，其化学结合水量增加幅度随水胶比的降低而明显降低，与其水化活性不成正比。
本文通过研究不同水胶比和养护温度条件下掺CaO膨胀熟料的水泥胶凝材料的自由线膨胀和强度发展，探索其自由线膨胀和强度发展的规律。利用Avrami结晶反应动力学方程的最小二乘法[7]对氧化钙膨胀熟料在不同水化反应温度下反应的水化程度进行拟合，得出其在不同水化反应温度下水化反应速率常数。