【摘要】 研究了水泥水化过程中掺入化学外加剂和 WR、 FA 等配合比对水泥水化性能的影响。

早期混凝土的温度发展对材料性能的发展起着重要作用，如硬化、临界应力和破坏。由于水泥水化过程中化学键的断裂和形成，水泥水化过程中会产生热量，但混凝土的强度也很大程度上取决于水合。因此，一般认为混凝土强度的发展与水化热有直接关系。同样的机理也可以应用于开发成熟度仪，以预测不同龄期的混凝土强度基于监测水化热。

 

众所周知，波特兰水泥混凝土路面(PCCP)在温度上升/下降或温度梯度下会膨胀/收缩或弯曲。视乎混凝土路面的约束条件和临界应力水平，温度梯度会造成损毁或裂开。水泥水化是影响早期混凝土温度发展的关键因素，由于产生热量。因此，评价混凝土的水化特性以捕捉温度的变化，从而提供可靠的材料设计和施工控制是十分必要的。

 

水化特性可以通过一组水化参数(包括活化能和水化曲线参数)来评估。热量测试，包括等温、半绝热和完全绝热测试，通常用来获取这些水化参数。混凝土的水化特性和温度发展取决于材料组成和混合物设计，包括添加剂如水泥，补充水泥基材料(SCM) ，化学外加剂和聚合物。减水剂一般用以减少混凝土的含水量及改善混凝土的工作性或强度，而飞灰亦广泛应用于现代混凝土中，以取代部分波特兰水泥，从而改善混凝土的工程特性及降低成本。

 

研究了水泥水化过程中掺入化学外加剂和 WR、 FA 等配合比对水泥水化性能的影响。结果显示，随着 FA 置换的增加，整个胶凝体系的水化速度减慢，最终水化程度提高，而水合的速度通常不受影响。由于水泥水化是一个复杂的过程，涉及多组分溶液、化学反应、分解;腐败和晶化，减水剂等化学外加剂种类繁多，对水泥水化过程的影响更为复杂。结果表明，WR 可以提高水泥颗粒的分散性，对水泥的水化速率有显著影响。另一方面，各种商业上可获得的 WR，特别是那些也作为缓凝剂的 WR，可以延迟水化过程，因为在水化过程中电行为的变化。因此，需要进行系统的研究，以更好地证明 WR 和 FA 对水化过程和热工参数的影响。

 

我们在不同的环境温度下，以不同量的减水剂和粉煤灰，以水泥砂浆混合物进行等温量热测试。采用水化模型，利用实测的发热时间关系反演水化参数。结果显示，随着减水剂用量及活化能飞灰置换的增加，氧化需氧量普遍增加。水化曲线参数 αu 似乎随着减水剂用量和飞灰置换的增加而减少，τ 则一般随着减水剂用量的增加而增加，β 似乎随着减水剂用量的增加而增加。因此，早期混凝土路面的模拟温度发展显示，增加减水剂用量和飞灰置换会降低路面温度，从而减少热应力。

 

1.Qinwu Xu, Jiong Hu, J. Mauricio Ruiz, Kejin Wang, Zhi Ge, Isothermal calorimetry tests and modeling of cement hydration parameters, Thermochimica Acta, Volume 499, Issues 1–2, 2010, Pages 91-99, ISSN 0040-6031, https://doi.org/10.1016/j.tca.2009.11.007.

 

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