1.研究背景
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，聚羧酸類減水劑的應(yīng)用也得到了長足的發(fā)展，因其具有減水率高、對(duì)水泥的適應(yīng)性強(qiáng)、方便施工等優(yōu)點(diǎn)，在水工混凝土中得到了廣泛的應(yīng)用。聚羧酸減水劑與水泥的相容性不好，混凝土拌和物易出現(xiàn)離析、泌水、坍落度損失變大、凝結(jié)時(shí)間變短等問題，使混凝土拌和物不能正常運(yùn)輸與澆筑施工，降低混凝土強(qiáng)度和耐久性。影響水泥與減水劑相容性的因素較多，而水泥倉儲(chǔ)溫度更是一個(gè)不可忽略的關(guān)鍵因素，混凝土攪拌時(shí)若水泥倉儲(chǔ)溫度過高將直接影響水泥的物理性能和力學(xué)性能，因此DL／T5144－2001《水工混凝土施工規(guī)范》規(guī)定：散裝水泥入罐溫度不宜超過65℃，但不同水泥、不同減水劑存在較大差異。低熱水泥因其水化熱低、后期強(qiáng)度增長率大，在水工混凝土中的應(yīng)用也越來越多，而有關(guān)低熱水泥與減水劑的相容性問題研究較少。為了探析低熱水泥倉儲(chǔ)溫度對(duì)混凝土性能的影響，本文研究了低熱水泥倉儲(chǔ)溫度對(duì)水泥與減水劑相容性及混凝土性能的影響，可為工程控制水泥倉儲(chǔ)溫度值提供依據(jù)，也為其他類似工程提供借鑒。
2.原材料與試驗(yàn)方法
采用華新42.5低熱硅酸鹽水泥、能順Ⅰ級(jí)粉煤灰、江蘇博特PCA－Ⅰ高性能減水劑、長安育才GK－9A引氣劑、玄武巖粗細(xì)骨料進(jìn)行減水劑與不同溫度水泥的適應(yīng)性試驗(yàn)，各組混凝土試驗(yàn)配合比和原材料均相同，水泥溫度分別為20℃、40℃、60℃、80℃、100℃共5種。水泥的品質(zhì)指標(biāo)檢測結(jié)果見表1，高性能減水劑各項(xiàng)性能指標(biāo)見表2，各原材料的品質(zhì)均滿足相應(yīng)的規(guī)程規(guī)范要求。采用干燥烘箱將低熱水泥加熱至不同溫度來模擬水泥不同的倉儲(chǔ)溫度�；炷猎囼�(yàn)配合比見表3，按DL／T5150－2001《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行了混凝土和易性、坍落度、含氣量、坍落度損失、含氣量損失及混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)。
3.試驗(yàn)結(jié)果與分析
3.1水泥溫度對(duì)混凝土拌和物性能的影響
混凝土拌和物性能檢測結(jié)果見表4。
試驗(yàn)結(jié)果表明：水泥溫度達(dá)到60℃以上時(shí)，混凝土拌和物出現(xiàn)少量泌水；水泥溫度為100℃時(shí)，出現(xiàn)骨料與漿體分離，混凝土拌和物的黏聚性變差，造成這一負(fù)面影響的原因是水泥溫度高，使得混凝土拌和物溫度在短時(shí)間內(nèi)升高較快，更容易激發(fā)聚羧酸高性能減水劑的減水機(jī)能，在溫度較高的情況下釋放出更多的包裹在拌和物顆粒中自由水，使出機(jī)口混凝土出現(xiàn)少量泌水。
3.2水泥溫度對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間的影響
不同溫度低熱水泥混凝土凝結(jié)時(shí)間變化曲線見圖1。
從圖中可以看出，隨著水泥溫度的降低，混凝土凝結(jié)時(shí)間是不斷延長的，且初凝時(shí)間較終凝時(shí)間更明顯，也就是說水泥溫度越高，混凝土凝結(jié)時(shí)間就越短。
高溫水泥造成凝結(jié)時(shí)間縮短的原因有：
①會(huì)在短時(shí)間內(nèi)使得拌和物溫度升高，促進(jìn)了水泥顆粒參與水化；
②促使減水劑釋放出更多的自由水與水泥顆粒發(fā)生反應(yīng)，從而在更短的時(shí)間內(nèi)形成穩(wěn)定的膠凝體系。
隨著時(shí)間的推移，水泥溫度所蘊(yùn)藏的熱量很容易傳遞至周邊顆�；颦h(huán)境中，混凝土體系溫度逐漸趨近于環(huán)境溫度，不同溫度水泥拌制的混凝土溫度差距逐漸縮小，從而使得混凝土終凝時(shí)間的差值相對(duì)減小。
3.3水泥溫度對(duì)混凝土坍落度和含氣量損失的影響
不同溫度低熱水泥拌制的混凝土坍落度損失率曲線見圖2。從圖中可以看出，同一時(shí)間點(diǎn)，水泥溫度越高，坍落度損失率越大，不同溫度條件下的坍落度損失率差值隨時(shí)間的變化規(guī)律是先增大后減小。同樣的坍落度損失率條件下，水泥溫度越低，達(dá)到這一坍落度損失率所用的時(shí)間越長，也就是說越有利于體現(xiàn)出減水劑的保坍性能。當(dāng)水泥溫度較高時(shí)，要減小混凝土的坍落度損失，必然對(duì)減水劑的保坍性提出更高的要求。
低熱水泥混凝土含氣量損失率與水泥溫度關(guān)系曲線見圖3。出機(jī)口含氣量控制在4.5%～5.5％條件下，混凝土拌和物含氣量保留值與水泥溫度關(guān)系密切，水泥溫度越高，低熱水泥混凝土含氣量保留值越小。同時(shí)，低熱水泥混凝土含氣量損失率隨著水泥溫度的升高呈增大趨勢。
3.4水泥溫度對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響
不同溫度低熱水泥混凝土抗壓強(qiáng)度變化曲線見圖4。從圖中可以看出：隨著水泥溫度的升高，低熱水泥混凝土早期抗壓強(qiáng)度越高，但28d抗壓強(qiáng)度隨溫度的升高而降低；水泥溫度為100℃時(shí)，混凝土的3d抗壓強(qiáng)度較20℃時(shí)提高了41.6％，28d抗壓強(qiáng)度較20℃時(shí)下降了10.9％。
3d齡期以前水泥溫度變化對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響是明顯的，而在7d齡期以后水泥溫度對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響減小。
水泥溫度對(duì)減水劑與水泥相容性的影響主要是由于水泥溫度的提高，使得拌和物系統(tǒng)整體溫度升高，打破絮凝體系釋放出的自由水更快地與水泥發(fā)生水化反應(yīng)，生成更多的水化產(chǎn)物，促進(jìn)了水泥水化，使得混凝土的強(qiáng)度提高速度較快。
4.結(jié)論與建議
（1）相同配合比的混凝土，隨著水泥溫度的升高，外加劑與水泥的適應(yīng)性表現(xiàn)出變差的趨勢，溫度越高，消耗的水增多，混凝土拌合物的流動(dòng)性呈下降趨勢，造成混凝土和易性下降，甚至導(dǎo)致骨料與漿體分離或者泌水。
（2）水泥溫度越高，水泥與減水劑的適應(yīng)性越差，坍落度和含氣量的損失率越大，混凝土凝結(jié)時(shí)間越短。
（3）水泥溫度變化對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響是明顯的，隨著水泥溫度的升高，低熱水泥混凝土早期（7d前）抗壓強(qiáng)度越高，但28d抗壓強(qiáng)度隨溫度的升高而降低。
（4）建議混凝土拌和用水泥溫度不宜超過60℃，在超過60℃時(shí)，混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)盡量對(duì)拌和系統(tǒng)原材料進(jìn)行預(yù)冷處理，避免因水泥溫度過高使得整個(gè)拌和物系統(tǒng)的溫度升高過多，并應(yīng)對(duì)入倉后的混凝土加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，避免因早期水化溫升過快帶來的溫度裂縫等問題。
