碱式硫酸镁水泥混凝土性能影响因素研究

王申进

（江苏苏博特新材料股份有限公司，江苏 南京 211103）

0 引言

在现代土木工程中，普通混凝土是重要的结构材料，但是，抗拉强度低，易开裂是混凝土比较常见的缺陷[1]。碱式硫酸镁水泥具有较多优点，如抗腐蚀性能好；力学强度高，早强、高强、高抗折；具有高可塑性和特殊的亲和性；在特种混凝土和新型节能建筑材料方面具有广阔的应用前景。目前还没有系统制定碱式硫酸镁水泥混凝土生产应用技术规范，近年来，相关实验研究发现，可以借鉴混凝土的配制原则，对碱式硫酸镁水泥混凝土进行配制[2][3]。

1 水胶比对碱式硫酸镁水泥混凝土抗压性能的影响

水胶比是影响混凝土抗压强度的主要因素之一，以BMSC52.5SG(A)为例，实验设定1m2混凝土中，各种材料的用量为：水泥530kg、沙子718.6kg、石子1078.3kg，水胶比控制在0.23～0.37之间。实验研究水泥混凝土的抗压强度和胶水比之间的关系，混凝土抗压强度值如下表1所示。

表1 不同水胶比的混凝土抗压强度值

实验研究 3d，7d，28d三种不同天数，水胶比与碱式硫酸镁水泥混凝土抗压强度之间的变化关系如下图1所示。

图1 水胶比与抗压强度之间的关系

从图中可知：混凝土的抗压强度之间呈反比关系。在混凝土拌合物中，随着水胶比的增大，自由水增多，导致混凝土的粘度降低，流动性提高；在混凝土成型后，一部分水通过混凝土表面蒸发。增大水胶比后，由于化学反应和吸附的水分有限，大量水分只能通过混凝土表面蒸发，导致在混凝土中留下较多孔隙，降低了混凝土密实度，使得混凝土强度下降。

2 水灰比对碱式硫酸镁水泥混凝土抗压强度的影响

参照碱式硫酸镁水泥混凝土配合比设计[4]，设计七个强度等级碱式硫酸镁水泥混凝土，其配合比如下表2所示。

表2 碱式硫酸镁水泥混凝土的配合比

图2所示为28d抗压强度与水灰比与抗压强度之间的关系。在一定范围内，碱式硫酸镁水泥混凝土抗压强度与水灰比呈反比。当灰水比在 0.2 ～0.45时，水灰比和混凝土的抗压强度之间呈现线性关系；当水灰比为0.5时，混凝土的强度降低。由于水泥早期水化程度较低，后期继续水化，混凝土内应力增加，破坏了内部结构，强度降低。

图2 碱式硫酸镁水泥水灰比与抗压强度的关系

3 结语

在混凝土抗压、抗拉、抗弯、抗剪强度中，抗压强度最大，因此，主要使用混凝土承受压力作用。混凝土的抗压强度与其他强度特征和性能之间，具有一定相关性，因此，在混凝土结构配比设计中，抗压强度是主要参数，是对混凝土进行质量评定的指标。本文参照普通混凝土试验方法，从水胶比，水灰比对碱式硫酸镁水泥混凝土的抗压性能影响进行研究。