三元复合胶凝体系聚合物水泥防水砂浆的性能分析 李元东摘要：聚合物水泥防水砂浆是一种由高分子聚合物、无机硅酸盐、细砂等为主要原料，按照一定的配合比混合制成的具有一定的抗渗性的砂浆聚合物水泥防水砂浆按照聚合物改性的状态可以分为乳液类和干粉类本文设计经过试验对石灰石粉一粉煤灰一水泥三元胶凝材料系列配合比进行验证，试验表明，当体系中的石灰石粉掺量上升时，胶砂试件流动度也随之有所上升，石灰石粉的减水效果十分明显如果粉煤灰与石灰石粉的掺量一致时，三元胶凝体系聚合物材料具有比粉煤灰更高的压缩强度，体系中随着石灰石粉的掺量提升，三元胶凝体系聚合物材料的脆性系数稍有增高关键词：石灰石粉;粉煤灰;水泥;胶凝体系;试验：TU57+8.12;TQ177：A：1001-5922（2020）09-0015-04聚合物水泥防水砂浆是以水泥、细骨料为主要材料制作的主要用于地下室防渗及渗漏处理，建筑物屋面及内外墙面渗漏的修复，各类水池和游泳池的防水防渗，人防工程，隧道，粮仓，厨房，卫生间，厂房，封闭阳台的防水防渗聚合物水泥防水砂浆是经济发展和社会进步的重要原材料之一，在我国的需求量长期占据材料之最如果石灰石粉只与水泥配合在一起可以制成二元复合胶凝材料，石灰石粉、水泥二元体系中再掺入粉煤灰等胶凝材料便可以构成三元复合胶凝聚合物水泥防水砂浆。
在建筑领域，粉煤灰的应用前景极为广泛且用量极大，有关粉媒灰的性质与应用的研究更加成熟[1]尤其在水工混凝土的配制中，当前普遍采用少量水泥，较高含量高粉煤灰的组成结构型式，粉煤灰的掺量一般是30% -50%，有些甚至能达到70%在聚合物水泥防水砂浆中，加入的粉煤灰可以显著提升三元复合胶凝体系整体的和易性，使得混凝土水化温升得以下降，使得砂浆的后期强度得以提升并增加砂浆凝固后的耐久性[2]1 掺合料的效应分析1.1 石灰石粉性能石灰石粉細度、颗粒级配、反应活性、成分等都直接影响其在混凝土中的使用、配比等，进而影响混凝土的强度、可泵性、防坍塌性等主要性能指标石灰石粉的质量对混凝土起着举足轻重的作用在混凝土可流动期间，随着时间的增加混凝土的工作性将会降低，这部分损失主要是由硅酸三钙和铝酸三钙的水化引起的，除此之外，由于颗粒表面水化产物的存在而使颗粒之间的相互作用发生改变也是其工作性损失的原因石灰石粉的掺量越大对初始坍落度的影响也就越大，尤其是水泥的掺量较少的情况下这种影响会更为明显，较大的初始坍落度有助于混凝土泵送过程如果掺人石灰石粉，使得新拌混凝土坍落度损失显著减少，使得混凝土的保水性得到提升。
有助于高温条件下混凝土的施工及长距离运输这是因为石灰石粉能够取填充于水泥颗粒空隙之中，不仅可以发挥“滚珠”的作用，也可以置换出水泥空隙中的填充水，加厚了水泥粒子间的间隔水层因此，提升了新拌混凝土的流动性石灰石粉的形态效应和填充效应均较好，在水泥粒子间分散着表面致密光滑的石灰石粉，其分散作用明显，这种小颗粒的石灰石粉能够一定程度上抑制水泥絮凝结构的出现与此同时，石灰石粉的比重小于水泥，保持胶凝材料总量恒定的条件下，增加了混凝土的含浆量，改善混凝土的和易性如果混凝土的坍落相一致的条件下，混凝土中的石灰石粉能够降低混凝土的用水量，使得胶比得以降低，对影响混凝土一系列性能产生影响石灰石粉取代水泥后，水泥的用量减少，石灰石粉具有较低的活性，减缓了整个混凝土体系反应速率，进而降低了坍落度的经时损失1.2 粉煤灰的效应分析粉煤灰，产生于煤燃烧后存在于烟气中的细灰物质，其作为燃煤电厂排出的主要固体废物国内火电厂产生的粉煤灰成分主要为：SiO2、A12O3、FeO、Fe2O3、CaO、MgO、SO3、TiO2等粉煤灰中的SiO2和A12O3含量之和超过了粉煤灰总含量的60%1）形态效应微观上看，粉煤灰中的玻璃微珠含量超过了70%，玻璃微珠的粒形完整度高，外表光滑，具有致密的结构。
这样的形态能够提升混凝土的减水作用、致密作用和匀质作用，抑制水泥初期的水化凝絮作用，使拌和物的流变性质得以改变2）活性效应粉煤灰是人工火山灰质材料，粉煤灰的“活性效应”也可以称为“火山灰效应”这是因为粉煤灰中含有较多的SiO2和A12O3成分，这些成分能在湿润条件下与Ca（OH）2等物质发生化学反应，产生相应的胶凝物质，这些胶凝物质能够增强粉煤灰制品及混凝土，填充混凝土中的毛细组织，进而显著提升混凝土抗腐蚀性能3）微集料效应粉煤灰中含有很多粒径微小的碎屑，可以看作为未被水化的水泥颗粒，而粒度极微的颗粒可以看作为性质活泼的纳米材料，可以显著改善与提升混凝土及制品的结构强度，提高混凝土砂浆的匀质性与致密性在粉煤灰的上述效应中，形态效应归结为物理效应，活性效应是化学效应，而微集料效应不仅是物理效应也牵扯到化学效应粉煤灰中这三种效应往往是相互关联补充的粉煤灰的品质还与其自身的效应密切相关2 试验设计试验设计了石灰石粉一粉煤灰一水泥三元胶凝材料系列中不同成分的配合情况，各成分的掺量情况如表1所示在本试验中，水泥加入量恒定为225g，石灰石粉与粉煤灰二者作为辅助胶凝材料掺人，二者掺人之和固定为225g，试验中通过改变石灰石粉与粉煤灰二者之间的掺人比例（从0%到50%）来探讨三元体系下对砂浆强度的影响程度[3-4]。
试验中使用水与砂的量固定为225g和1350g3 试验结果讨论3.1 试验结果由表1给出的材料配合比例进行试验，流动度依据《水泥胶砂流动度测定方法》（GBIT2419-2005）进行测定，压缩强度、弯曲强度的测定依照《水泥胶砂强度检验方法》（CB/T17671-1999）进行测定[5-7]，各组试验的结果如表2所示由表2的试验结果可以看出，粉煤灰与石灰石粉均具备减水效应，然而粉煤灰的减水作用显著弱于石灰石粉由此可以得到，如果在石灰石粉一粉煤灰一水泥构成的三元复合胶凝体系中，石灰石粉的掺量不断升高，会对提高胶砂试件的流动度有所帮助，采用回归分析的方法来探讨胶砂流动度（f）与石灰石粉（LP）和粉煤灰（FA）掺量之间的关系式：f=0.58LP+0.15FA+165.15， R2=0.9663.2 压缩强度分析不同时间内，进行试验的6组胶砂的压缩强度如图1示7d时，石灰石粉的掺量越大，其试件的压缩强度也会随之增加，当石灰石粉的掺量大于20%时，试件的压缩强度开始降低，不过LF-50组的试件压缩强度仍大于LF-O组，也就是说，胶砂试件中掺人50%的石灰石粉的压缩强度依然高于掺量500-/0粉煤灰的试件。
基于粉煤灰火山灰效应影响，试件中的粉煤灰掺量越多，随着时间增长其压缩强度也会相应变大，直到365d时，LF-IO组和LP-20组试件的压缩强度仍高于LF-O组试件，这表明粉煤灰的火山灰效应和石灰石粉的填充效应得到充分发挥[8-10]3.3 弯曲强度分析由石灰石粉一粉煤灰一水泥构成的三元复合胶疑体系，试件的弯曲强度变化规律明显不同于压缩强度如图2所示，在第7d时，少量的石灰石粉不会对试件的弯曲强度产生明显影响，而在365d时，由于石灰石粉掺量不断提高（粉煤灰掺量减少），明显影响了试件的弯曲强度，由此可以认为石灰石粉并不利于试件抗弯曲度的提升，而粉煤灰则可以显著提升试件弯曲强度3.4 脆性系数分析压缩强度与弯曲强度之比定义为脆性系数，由表2的数据便可以计算出各个时间段内试件的脆性系数如图3示，本试验中的6组胶砂试件在各个时间段表现出来的脆性系数变化无规律可循整体来看脆性系数变化幅度不大，如果石灰石粉掺量不断增加（粉煤灰减少），胶砂试件的脆性系数会有所提升4 结语从以上的试验结果和分析，可以得出以下结论：1）石灰石粉与粉煤灰相比较而言，在复合胶凝体系中需水量更少，其减水效应也更为显著2）由石灰石粉一粉煤灰一水泥组成的三元复合胶凝体系，当石灰石粉与粉煤灰掺量相同时，试件的压缩强度高于粉煤灰。
早期的时候，较少的石灰石粉掺量不会对试件的弯曲强度产生显著影响，随着时间的推移，同时石灰石粉掺量逐渐递增，使得试件的抗折强度显著降低石灰石粉不会明显地影响试件的胞性系数参考文献[1]李卫妮，张自怀，赵海南，三元复合胶凝体系道路混凝土试验研究[J].新型建筑材料，2019（06）：25-27+61.[2]王雪莉，王剑锋，杨松格，等，氨基三元醇对钢渣一矿渣复合胶凝体系水化的影响[J].硅酸盐学报，2017（02）：206-211.[3]霍世金.硅酸盐水泥一铝酸盐水泥一石膏三元复合胶凝材料试验研究[D].西安：西安建筑科技大学，2007.[4]陈霞，杨华全，张建峰，磷渣粉水泥基复合胶凝体系的水化特性研究[C].中国硅酸盐学会固废分会成立大会第一届固废处理与生态环境材料学术交流会，2015.[5]刘刚，张晓乐，李维洲，等，三元胶凝体系清水混凝土性能的试验研究[J].混凝土与水泥制品，2019，277（05）：9-12.[6]李霞，邢峰，刘斯凤，地聚合物一碱废渣复合胶凝材料抗压强度的影响因素分析[J].硅酸盐学报，2009，37（1）：2395-2395.[7]谢友均，刘宝举，龙广成.水泥复合胶凝材料体系密实填充性能研究[J].硅酸盐学报，2001（06）：9-14.[8]方海东，聚合物改性镁质胶凝复合外墙外保温材料[D].天津：天津大学，2012.[9]王栋民，张守祺，王振华，等，水泥一膨胀剂一粉煤灰复合胶凝材料膨胀与强度发展的协调性研究[J].混凝土，2010（1）：1-3.[10]劉数华.石灰石粉和粉煤灰对复合胶凝材料性能的影响[J].粉煤灰综合利用，2008（05）：14-16. -全文完-。