Al2O3微粉对水泥性能的影响研究

袁富荣 张 宁

1河北省建筑材料工业设计研究院（050051） 2河北建工集团有限责任公司（050051）

0 前言

随着水泥工业的快速发展，提高水泥性能的技术成为水泥基材料研究的重点。利用氧化铝超微细粉体技术对水泥的改性是其中一个有效的研究途径，该方法不仅是高性能水泥基材料发展的必要方向，而且对进一步推动高性能水泥及高性能混凝土技术的发展具有十分重大的意义。

1 研究试验

1.1 试验采用的原材料

水泥:42.5普通硅酸盐水泥；Al2O3微粉:粒径:20 nm；比表面积:280m2/g。

砂:ISO标准砂。水:洁净的自来水。

1.2 试验方案

本试验将Al2O3微粉按不同比例（0%、1%、2%、4%、6%、8%）掺入水泥中，净浆实验空白配比为：水泥250 g,水100 ml；砂浆试验空白配比为:水泥450 g，标准砂1 350 g，水225ml。保持水灰比不变，按不同微粉掺量配制水泥净浆试块和砂浆试块，分别研究Al2O3微粉不同掺量时，对水泥净浆、砂浆的物理力学性能以及水泥的耐腐蚀性的影响规律。试验安排共96组。

1.3 试验方法

1.3.1 Al2O3微粉对水泥净浆力学性能的影响实验

试验采用抗压强度为测试指标，分别测定不同掺量的Al2O3微粉对水泥净浆的物理力学性能的影响。试件成型脱模后放入标准养护室养护至相应的龄期，再分别测定其1 d、3 d、7 d和28 d的抗压强度，并与空白试验作比较。

1.3.2 Al2O3微粉对水泥胶砂力学性能的影响实验

试验采用抗压强度和抗折强度为测试指标，分别测定不同掺量的Al2O3微粉对水泥砂浆的物理力学性能的影响。试块脱模后放入标准养护室养护至相应的龄期，再分别测定1 d、3 d、7 d和28 d的抗压强度和抗折强度，并与空白试验作比较。

1.3.3 Al2O3微粉对水泥净浆的耐腐蚀性的影响实验

本实验为研究微粉改性水泥的耐腐蚀性，把已做好的不同掺量的水泥净浆试块标养28 d后取出,再分别浸泡在5%HCl溶液、5%NaOH溶液和5%Na2SO4溶液中，浸泡龄期为28 d。浸泡至龄期后取出分别测其抗压强度。此外，将一组试件浸泡在清水中做空白试验。

2 实验结果

2.1 Al2O3微粉对水泥净浆的物理力学性能的影响结果

水化1 d、3 d、7 d和28 d的水泥净浆的抗压强度实验结果见表1。

通过对上表分析得出:掺入氧化铝微粉可以提高水泥净浆的抗压强度，4%为最佳掺量。

2.2 微粉Al2O3对水泥砂浆的物理力学性能的影响结果

Al2O3微粉对水泥砂浆的抗压强度和抗折强度实验结果见表2。

由表1分析得出:当氧化铝掺量由0增加到4%时，砂浆的抗折强度和抗压强度均增加，但掺量为6%和8%时，抗折强度和抗压强度又降低，但仍高于空白试样，4%为最佳掺量。

2.3 Al2O3微粉对水泥净浆的耐腐蚀性的影响

Al2O3微粉对水泥净浆的耐酸、碱、盐腐蚀性的影响结果见表3。

表2 微粉对水泥砂浆的抗压强度和抗折强度的影响

表3 耐腐蚀测试结果

通过表3的数据,对四组实验的综合分析发现，掺加氧化铝微粉可提高水泥净浆耐酸、碱和盐的腐蚀性，其中最佳掺量为4%。当Al2O3微粉掺量由0增加到4%时，水泥的耐腐蚀性逐渐增强，但掺量由4%增加到8%时，耐腐蚀性又有所降低。并且在掺量为4%的情况下，耐盐溶液腐蚀性好，而耐酸腐蚀性较差。

3 结论

1）掺入Al2O3微粉的水泥试样所有龄期的净浆抗压强度都高于相应空白水泥试样;掺量为4%的情况下，掺入Al2O3微粉的水泥试样的净浆抗压强度高于其他掺量的净浆抗压强度。2）Al2O3微粉能够促进水泥的水化从而提高水泥砂浆各个龄期的强度,尤其是早期强度。但Al2O3微粉的掺量并非越多越好,在试验中得出的Al2O3微粉最佳掺量为4%,且由数据可看出，Al2O3微粉对砂浆试件的抗折强度的改善要比抗压强度的改善更明显。3）Al2O3微粉对水泥水化释放的Ca(OH)2从水化一开始就吸收，因此，掺有Al2O3微粉的水泥石中Ca(OH)2含量很少，结构均匀、密实，从而使水泥石耐久性、耐腐蚀性更好。

[1] 高长明.21世纪水泥工业的历史使命[J].水泥,1997,1～5.

[2] 吴中伟.高性能混凝土及其矿物细掺料[J].建筑技术,1999,30(3):160～163.