低温下砂浆的抗压强度试验研究

陈莉　陈松

摘 要：為研究低温下含气量对水泥砂浆抗压强度的影响，通过抗压强度试验测定了不同含气量下水泥砂浆的抗压强度。试验结果表明：砂浆的抗压强度随着龄期的增长而增大，且在同龄期时，低温养护下砂浆的抗压强度均低于标养下砂浆的抗压强度；随着含气量的增大，砂浆的抗压强度逐渐减小，标养和低温养护下A-1和A-2砂浆的抗压强度基本相同，可见含气量在一定范围内，砂浆的抗压强度变化不大。

关键词：水泥砂浆；抗压强度；含气量

Abstract： For the study of low temperature air content on the compressive strength of cement mortars， the influence of compressive strength tests under different air content determination of the compressive strength of cement mortar.The test results show that the compressive strength of mortar increases as the growth of the age， and in the same period， low temperature curing under compressive strength of mortar is lower than the standard raise the compressive strength of mortar；With the increase of air content， compressive strength of cement mortar decreased gradually， the raising and under the low temperature curing and A -1 and A-2 have the same compressive strength of mortar， visible air content within A certain range， the compressive strength of mortar.

Keywords：Cement mortar； The compressive strength； Air content

前言

在寒冷地区，混凝土破坏的主要原因是抗冻融耐久性不足。我国地域辽阔，有相当一部分区域处于严寒地带，不少桥梁、水工建筑物出现了冻融破坏现象。寒冷地区的水工、港工、道路和桥梁等工程中的混凝土结构物或构筑物在冻融循环作用下的冻融破坏是这些结构物等运行过程中的主要病害[1]。国内学者对此进行了大量的研究，范沈抚[2]研究了掺引气剂混凝土的抗压强度，认为只要使混凝土达到足够的含气量要求，混凝土的抗压强度变化不大；李建新[3]通过测试水泥砂浆在不同含气量情况下的抗压强度的变化规律，研究了含气量对水泥砂浆抗压强度的影响；赵霄龙[4]等通过研究得到，引气混凝土因为有了气泡，在其内部形成水膜，吸水量减少，可冻的水减少，产生的动力场相对来说很小，导致引气混凝土抗压强度相对减小，抗冻性相对增强。这些工作从各自不同的角度推动混凝土抗压强度的研究进展，众多研究表明含气量对混凝土抗压强度影响明显， 但是引气量如果过多则容易导致气泡尺寸偏大，影响混凝土强度，进而又会影响到混凝土的耐久性。本文以水泥浆体为研究对象，测定低温下砂浆的抗压强度，为冬季施工提供基础。

1 原材料及试验方法

1.1 原材料及配合比

水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，性能符合标准。砂子采用某中铁单位提供的河砂，细砂，细度模数为2.12；矿物掺合料是由粉煤灰（Ⅰ级粉煤灰）、矿渣（Ⅱ级矿渣粉）组成；外加剂为减水剂和引气剂，性能符合标准。配合表如表1所示。

1.2 试验方法

测定完原材料各项指标，依据砂浆配合比进行称料，采用HJW-60型单卧轴强制式混凝土搅拌机搅拌。先将砂、水泥按配合比放入搅拌机中干拌2min，然后加入溶有化学剂的拌合水，再搅拌2min制成砂浆拌合物。按照GB/T50080-2002规定 ，测定新拌砂浆含气量。将砂浆拌合物一次装入150mm×150mm×150mm试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣并使砂浆拌合物高出试模口，然后将试模附着或固定在振动台上振动，直到表面出浆为止，不得过振。刮除试模上口多余的砂浆，待砂浆临近初凝时用抹刀抹平。砂浆入模后，根据试验方案要求，一部分试块在室内带模保水养护1d，然后脱模放入标准养护室养护，另一部分试块放入大气模拟箱内（5℃）养护，1d后脱模，继续放入箱内养护。当养护至所需龄期（3d、7d、14d、28d、56d、84d）时，按照试验方案进行预处理，并依据GB/T50081-2002相关规定进行混凝土立方体抗压强度试验。

2 砂浆抗压强度试验结果及数据分析

砂浆的抗压强度试验结果见表5，图1和图2分别为标养下和低温养护下砂浆的抗压强度随龄期的变化曲线图。从表5及图1、2可以看出：

（1）以A-1为例，在标养下，龄期3d、7d、14d、28d、56d、84d砂浆的抗压强度分别为13.2Mpa、21.3Mpa、29.6Mpa、38.5Mpa、40.1Mpa、41.1Mpa，在低温养护下，龄期3d、7d、14d、28d、56d、84d砂浆的抗压强度分别为10.1Mpa、18.4Mpa、25.4Mpa、32.1Mpa、34Mpa、36.6Mpa，在标养和低温养护下，砂浆的抗压强度随着龄期的增长而增大，且在同龄期时，低温养护下砂浆的抗压强度均低于标养下砂浆的抗压强度，这是因为随着龄期增长，水泥水化反应的持续进行，水化程度增大，抗压强度增大，但低温导致水泥水化反应减慢，因此低于标养下砂浆的抗压强度。

（2）龄期为28d时，标养下A-1、A-2、A-3、A-4砂浆的抗压强度分别为38.5Mpa、37.2Mpa、35.2Mpa、27.7Mpa，低温养护下A-1、A-2、A-3、A-4砂浆的抗压强度为32.1Mpa、31.5Mpa、28.4Mpa、24.6Mpa，随着含气量的增大，砂浆的抗压强度逐渐减小，这是由于含气量如果越高，其内部引入的均匀球形气泡数量就会越多，体积也就越大，这些气泡的存在增大了混凝土的孔隙率，导致有效承载力截面减少和受力时孔隙附近应力集中，从而引起混凝土抗压强度降低。同龄期下，标养和低温养护下A-1和A-2砂浆的抗压强度基本相同，可见含气量在一定范围内，砂浆的抗压强度变化不大。

3 结束语

（1）砂浆的抗压强度随着龄期的增长而增大，且在同龄期时，低温养护下砂浆的抗压强度均低于标养下砂浆的抗压强度。

（2）随着含气量的增大，砂浆的抗压强度逐渐减小，标养和低温养护下A-1和A-2砂浆的抗压强度基本相同，可见含气量在一定范围内，砂浆的抗压强度变化不大。

参考文献

[1]陈松，李伟龙，王起才，等.水泥砂浆含气量对孔隙特征及抗冻性影响的研究[J].硅酸盐通报，2014（06）：1293-1297.

[2]范沈抚.掺引气剂砂浆性能的研究[J].砂浆与水泥制品，1991（1）：11-13.

[3]李建新，王起才，李盛，等.含气量对水泥砂浆抗冻耐久性的影响[J].硅酸盐通报，2014（07）：1781-1787.

[4]赵霄龙，卫军，黄玉盈.混凝土冻融耐久性劣化与孔结构变化的关系[J].武汉理工大学学报，2002，24（12）：14-17.

作者简介：陈莉（1989-），女，重庆人，助教，主要从事与土木专业相关的教学、科研工作。