摘要：研究养护龄期对磷铝酸盐水泥混凝土抗压强度、表面透气和吸水性能影响，利用多种测定仪 对混凝土水化产物物相组成、微观结构形貌、电性能和孔结构特性等进行了分析.此外，还分析了 不同种类水泥早期水化特性，并解析了磷酸盐水泥具有早强和高强特性的缘由.结果表明：养护龄 期对混凝土表观性能和微观结构影响较大，混凝土表观性能与微观结构之间存在密切联系；随着 养护龄期延长，混凝土抗压强度不断增加，表面透气和吸水系数不断降低，其微观结构更加致密，

 

孔的分形维数降低，这是由于生成的水化产物不断增多，减少了混凝土总孔隙含量造成的.磷铝酸 盐水泥混凝土性能优于相同龄期的硅酸盐水泥混凝土，这是由于2种水泥属于不同体系，其水化生 成物和反应机理不同.

 

关键词：磷铝酸盐水泥；表面；透气；吸水；连通孔；养护龄期；微观结构

 

 

混凝土的表观性能和微观结构随养护龄期不断 发展变化，且表观性能是微观结构的宏观体现.从宏 观和微观两个层次把握其发展规律，对研究混凝土 耐久性具有十分重要的意义[12].混凝土结构工程耐 久性失效主要是由于材料自身性能劣化和外界环境 侵蚀等因素综合作用的结果.环境因素对混凝土的 物理、化学和生物侵蚀从表面开始；混凝土材料性能 和微观结构是影响结构.工程耐久性能的直接因 素[3].养护龄期对混凝土性能发展具有重要的影响， 故探讨它们之间的内在联系意义特殊M.

 

混凝土表面透气和吸水性能是衡量其表面性能 的重要指标之一[5—7]，在一定程度上反映了混凝土耐 久性的优劣.参照Autodam自动渗透性测试仪说 明，定义表面透气系数G)为气体压力自然对数与时 间之间线性拟合曲线斜率的绝对值；表面吸水系数 (々）指约在500 mbar(l bar=100 kPa)压力下渗水 量与时间平方根之间线性拟合曲线斜率的绝对值. 已有研究表明，混凝土性能除与掺和料种类及其掺 量、养护时间和外界环境等有关外，还受水泥品种的 影响[2].本文选择了 2种不同特性的水泥，研究了养 护龄期对混凝土表观性能和微观结构的影响.硅酸 盐水泥（PC)是最常用的胶凝材料，因具有生产成本 低、易于施工和适用性好等优点而被广泛应用于土 木工程建造中；但其含有的氢氧化钙(CH)易受硫酸 盐侵蚀（与硫酸盐反应生成钙矾石和石膏等）而引起 膨胀性破坏，且其早期强度偏低，这就限制了其在特 定环境和特殊工程中的使用[8].磷铝酸盐水泥 (PALC)是以P—0和Al—O基团为主的阴离子型 特种水泥[9]，其主要胶凝性矿物是磷铝酸钙、L相、 改性CA和GP等，具有早强和高强等特性.水化生 成物主要为水化磷铝酸盐（C-A-P-H)、水化磷酸盐 (C-P-H)以及相应的水化微晶等，其自身体系适宜 的碱度以及特定的水化生成物（主要指磷酸盐）使其 具有优越的护筋性能，可以满足特殊环境下结构工 程对耐久性的要求.

 

本文利用X射线衍射仪（XRD)、交流阻抗谱 测定仪（EIS)、扫描电子显微镜（SEM)、全自动孔 隙分析仪（MIP)和表面积与孔隙率测试仪（BET)， 对混凝土水化产物物相组成、电性能和孔结构特 性等进行了分析，并探讨了其作用机理，为深入研 究混凝土耐久性提供理论依据.此外，还采用水泥 水化热测试仪（HHT)分析了不同种类水泥早期水 化特性，并解析了磷铝酸盐水泥具有早强和高强 特性的缘由.

1试验

 

1.2试验方法

 

按照JTG E30—2005《'公路工程水泥及水泥混凝 土试验规程》和T0553—2005《水泥混凝土立方体抗 压强度试验方法》的力学性能试验要求安排试验.混 凝土抗压强度及表面透气和吸水性试样为100 mmX 100 mmX 100 mm立方体，每组3个.混凝土成型后 置于标准养护室（（20±1)°C,相对湿度（90±4)%) 中，PC混凝土养护24 h后脱模，PALC混凝土养护 6h后脱模.混凝土试样脱模后放人标准养护池 (20 °C饱和石灰水）中养护至试验所需龄期.利用英 国女王大学研发的Autoclam自动渗透性测试仪测 试混凝土表面透气和吸水系数，测试过程中每隔 1 min记录1次试件的透气量（kPa)和吸水量（pL)， 分别测定15 min数据.鉴于前4 min透气量的数据 不稳定，删除前4 min数据.

 

按照水泥标准稠度用水量拌制净浆，并在标准 养护箱内养护至试验龄期.MIP和BET测试所需 样品均为相应龄期的混凝土样块，采取乙醇中止水 化.交流阻抗分析采用100 mmX 100 mmX 100 mm 尺寸试样，全程均在标准养护箱内养护，测试时可采 用中性滤纸拭去试样表面凝结的水，确保每次测试