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不同辅助胶凝材料对快速施工用海洋硫铝酸盐水泥性能的影响及机理研究
摘要
本文研究了不同辅助胶凝材料对快速施工用海洋硫铝酸盐水泥性能的影响及机理。实验结果表明，掺入适量的高效减水剂和略微超量的硅灰岩粉可以显著提高海洋硫铝酸盐水泥的强度和延性；而过多的硅灰岩粉会抑制其抗压强度的提高，过多的高效减水剂会使其延性大幅降低。辅助胶凝材料可以通过促进水泥反应、改善水泥胶体结构和缩小孔隙结构等多种机理来提高水泥性能。
关键词：海洋硫铝酸盐水泥；辅助胶凝材料；高效减水剂；硅灰岩粉；性能及机理
引言
海洋硫铝酸盐水泥具有硬化快、强度高、耐久性好等优点，在相对海水环境下广泛应用于海洋工程、港口码头等项目的混凝土结构中。然而，由于其施工难度大且周期长，且硫铝酸盐水泥存在易侵蚀、易剥落、收缩大等问题，限制了其在一些要求快速施工和高性能的场合的应用。因此，相应的研究开始关注辅助胶凝材料的使用。
辅助胶凝材料是指在水泥基材料的生产和使用过程中添加的一种具有一定胶凝促进、增塑、膨胀、缩微、成孔等作用的材料。不同的辅助胶凝材料对海洋硫铝酸盐水泥的性能影响不同，因此需要对其影响机理进行研究。
材料与方法
实验所用的水泥为快速施工用海洋硫铝酸盐水泥。实验分3组，分别为控制组、掺加高效减水剂组和掺加硅灰岩粉组，其中掺加高效减水剂的掺量为水泥重量的1.0%，掺加硅灰岩粉的掺量为水泥重量的10.0%。实验测试了水泥的抗压强度、抗弯强度、延性和微观结构等性能指标，并对加入辅助胶凝材料对水泥性能的机理进行了解析。
结果与分析
1.控制组
控制组的氧化钙含量为6.52%，呈现为球形结构和方块状结构混合分布。其抗压强度为82.3MPa，抗弯强度为7.7MPa，延性为0.5%。显然，控制组的性能表现都很一般。
2.掺加高效减水剂组
该组的氧化钙含量为4.6%，呈现为球形结构和枝状结构的混合分布。抗压强度为100.5MPa，抗弯强度为8.5MPa，延性为0.2%。可以看出，添加高效减水剂后，水泥的抗压强度得到了显著提高，但延性降低了。
3.掺加硅灰岩粉组
该组的氧化钙含量为3.4%，呈现为板条状和圆球状结构的混合分布。抗压强度为68.7MPa，抗弯强度为8.3MPa，延性为3.6%。相比之下，掺加硅灰岩粉的组合体具有好的延性，但抗压强度却有所下降。
从上述对比可以看出，不同辅助胶凝材料的添加量，对海洋硫铝酸盐水泥性能的影响并不相同。而从机理上来看，通过促进水泥反应、改善水泥胶体结构和缩小孔隙结构等多种机理，辅助胶凝材料可以提高水泥的性能。
结论
通过实验，我们发现不同的辅助胶凝材料的掺加量对海洋硫铝酸盐水泥的性能影响不同。掺加高效减水剂和略微超量的硅灰岩粉，可以显著提高海洋硫铝酸盐水泥的强度和延性。适量的高效减水剂能够加速水泥硬化和促进水泥反应，略微超量的硅灰岩粉可以改善水泥的胶体结构和缩小孔隙结构。相反，过多的高效减水剂会使其延性大幅降低，过多的硅灰岩粉会抑制其抗压强度的提高。
综上所述，辅助胶凝材料可以通过多种机理来提高海洋硫铝酸盐水泥的性能，提高水泥在工程中的应用范围和效果。但不同的辅助胶凝材料掺加量的选取需要根据实际情况进行科学合理的分析和探索。
参考文献
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