三元复合修补砂浆的研究

2019-02-10

福建质量管理 2019年24期

(1.北京首都国际机场股份有限公司北京 100621；2.北京中企卓创科技发展有限公司北京市 100621)

一、引言

本文主要研究应用于机场水泥混凝土道面薄层修补砂浆的问题。机场水泥混凝土道面由于长期暴露于自然环境中，尤其冬季北方地区机场常常喷洒道面除冰液及飞机除冰液，对道面造成了严重的侵蚀，加之道面长期经受飞机荷载作用，加速了道面的损坏，尤其是道面薄层损坏情况严重。机场混凝土道面薄层修补的基本要求是：修补砂浆施工快，完成施工后硬化快，强度高，尤其抗折强度要达到设计要求的70%。

对于传统的硅酸盐水泥，其性能稳定，生产成本低，但凝结时间较长，早期强度较低；硫铝酸盐水泥具有早期强度高，水化时体积微膨胀等特点，相比于硅酸盐水泥有煅烧温度低的优点[1]，但其后期强度增长不大甚至倒缩[2]。有研究发现硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥复合，可以发挥硫铝酸盐矿物和硅酸盐矿物各自的优点，使性能互补，提高体系的稳定性[3]。有学者认为，硫铝酸盐水泥水化产物为体系提供了早期强度，硅酸盐水泥水化产物则保证了体系后期强度的稳定增长[4]。

根据机场混凝土道面薄层修补的要求，本文主要研究硫铝酸盐、硅酸盐、硬石膏三元体系凝结硬化机理，在三元体系基础上研究复合缓凝剂对凝结时间及3h抗折强度的影响，以制备出凝结时间在15min，3h抗折强度大于5MPa的快凝快硬修补砂浆。

二、原材料与试验方法

(一)原材料

试验选用硫铝酸盐水泥为唐山北极熊建材有限公司生产的北极熊牌42.5硫铝酸盐水泥；硅酸盐水泥为安徽海螺水泥有限公司生产的海螺牌P·Ⅱ 42.5硅酸盐水泥，两种水泥的化学组成如表1所示。复合缓凝剂为酒石酸、硼砂、葡萄糖酸钠混合物，促凝剂采用硫酸锂盐，减水剂采用西卡540P聚羧酸减水剂。

表1 水泥化学组成 %

(二)试验方法

砂浆凝结时间的测定参照JGJ/T 70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》，采用贯入阻力法确定砂浆拌合物的凝结时间。抗折强度参照GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》进行测定。

三、实验结果与分析

本实验固定胶砂比1:1，促凝剂硫酸锂掺量占水泥总量0.05%，硬石膏掺量占水泥总量20%，减水剂掺量占水泥总量0.2%，研究P·Ⅱ/SAC及复合缓凝剂各组分比重对三元体系凝结时间及强度的影响。

(一)复合缓凝剂对三元体系凝结时间的影响

本节探讨复合缓凝剂对复合体系凝结时间的影响，P·Ⅱ/SAC为1.5，三元体系缓凝剂采用酒石酸、硼砂、与葡萄糖酸钠的复合缓凝剂，复合缓凝剂各成分所占比重如表2所示，复合缓凝剂掺量占水泥总量的1%。

表2 缓凝剂各组分所占比重 %

各试样凝结时间如图1所示。A0为不掺任何缓凝剂，不掺缓凝剂时三元体系初凝时间为6min；A1、A2、A3为单一种类缓凝剂，掺入单一种类缓凝剂后均不同程度延长了三元体系初凝时间，而且可以看出三种单一缓凝剂对三元体系的缓凝作用从强到若依次为葡萄糖酸钠、酒石酸、硼砂。A4、A5为复合缓凝剂，可以看出复合缓凝剂相比于单一种类缓凝剂对三元体系的缓凝作用更强，对于该三元体系，复合缓凝剂效果更好，当采用A5组复合缓凝剂时，体系初凝时间达到14min，相较于不掺缓凝剂A0组提高了8min。